منظور از قیر در راهسازی، چسباننده‌های سیاه مصرفی در راهسازی که شامل مواد قیری و قطرانی هستند. خاصیت اصلی قیر این است که دانه‌های سنگی را به یکدیگر چسبانده و به جسم یکپارچه تبدیل می‌کند. قیر جسمی است به رنگ سیاه که از شمار زیادی هیدروکربور ساخته شده است.

نفت خام :

نفت خاممایعی غلیظ و افروختنی به‌رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره یا سیاه است که در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوسته کره زمین یافت می‌شود. نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است .

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد .

بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس‌های اولیه می‌دانند .

باقی‌مانده جانوران و گیاهانی که میلیون‌ها سال قبل در محیط دریا زندگی می‌کرده‌اند، طی میلیونها سال توسط لپه‌های گل و رسوبات مدفون شده‌اند و تحت فشار و دمای بالا، نبود اکسیژن و مدت زمان طولانی تبدیل به نفت گردیده و در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب، نفت به‌مقدار زیاد در حوضچه نفتی جمع می‌گردد .

نفت خام حالت روغنی دارد و به شکل‌های جامد (قیرهای نفتی) و مایع دیده می‌شود. برخی اوقات به تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می‌شود. اگر نفت در محلی جمع گردد به‌آن محل «حوضچه نفتی» می‌گویند. از مجموع چندین حوضچه نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می‌شود. به‌سنگ متخلخل دربرگیرنده نفت، «سنگ مخزن» می‌گویند .

نفت خام معمولاً بر اساس دو معیاروزن مخصوص و میزانگوگرد تقسیم‌بندی می‌شود. نفت‌هایی که وزن مخصوص،گرانروی و چگالی پایینتری دارندنفت سبک و نفت‌هایی که وزن مخصوص، گرانروی و چگالی بالاتری دارندنفت سنگین نامیده می‌شوند. نفت‌هایی که گوگرد آنها کمتر است نیزنفت شیرین و نفت‌های دارای گوگرد بیشترنفت ترش نامیده می‌شوند. استخراج، جابجایی و پالایش نفت‌های سبک و شیرین ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر است و میزان بیشتری از محصولاتی چونبنزین،نفتا،نفت سفید وسوخت‌های جت برگرفته از نفت سفید، و گازوئیل‌های مرغوب را می‌توان از آن‌ها به دست آورد، به همین دلیل این نوع نفت‌ها بیشتر مورد علاقه پالایشگاه‌ها بوده و قیمت بالاتری دارند.

نفت به‌صورت خام یا فراورش نشده خیلی مفید نیست و به‌صورتی که از دل زمین بیرون آمده کاربرد چندانی ندارد. با اینکه نفت شیرین (با لزجت کم و نیز با گوگرد کم) به صورت تصفیه نشده در وسایل محرکه با قوه بخار به کار برده می‌شد، گازها و سایر محلول‌های سبک‌تر آن معمولاً داخل مخزن سوخت جمع شده و باعث بروز انفجار می‌گردید. غیر از مورد گفته شده برای استفاده از نفت، برای تولید محصولات دیگر مانند پلاستیک، فوم‌ها و ... نفت خام به‌طور حتم باید پالایش گردد . تولیدات پالایشگاه به ترتیب سبک به سنگین عبارتند از :

گاز مایع  (LPG )

بنزین

نفتا برشی که بین بنزین و نفت سفید قرار می‌گیرد و خصوصیات آن ترکیبی از این دو است

نفت سفید و سوخت‌های جت مرتبط به آن

گازوئیل  (نفت‌گاز) و به طور کلی سوخت‌های دیزل

نفت کوره معروف به مازوت یا نفت سیاه

روغن‌های نفتی

واکس پارافین

قیر

کُک نفتی

گوگرد

قیر

قیرماده‌ای است سیاه رنگ وخمیری شکل که درعایقکاری رطوبت و ساختآسفالت کاربرد دارد. قیر انواع گوناگونی دارد که هر یک از انواع آن، دارای کاربرد خاصی است. قیر از مشتقات نفت است.

قیر ماده‌ای هیدروکربنی است به رنگ سیاه تا قهوه‌ای تیره که در سولفید کربن و تتراکلرید کربن کاملاً حل می‌شود. قیر در دمای محیط، جامد است. اما با افزایش دما، به حالت خمیری درمی‌آید و پس از آن مایع می‌شود. کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛

* نفوذناپذیری در برابر آب

* چسبندگی

قیر معمولاً از تقطیر نفت خام به دست می‌آید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده می‌شود. قیر نفتی محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر، مواد سبک مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا می‌شوند. این فرایند در فشاری نزدیک به یک اتمسفر (واحد) انجام می‌شود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می‌شوند. این فرایند در فشاری نزدیک به خلاء صورت می‌پذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می‌ماند که در ماده سیال گریس‌مانندی به نام مالتن غوطه‌ور است .

اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال‌های بسیار زیاد به دست می‌آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می‌شود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است به‌صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه‌ای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا، یا از معادن استخراج شود.

قیرهای نفتی

قیرهای نفتی، قیرهای جامد و نیمه جامدی هستند که به‌طور مستقیم از تقطیر نفت خام و یا با عملیات اضافی دیگر نظیر دمیدن هوا به دست می‌آیند. قیر نفتی بازمانده یا ته‌مانده سنگین تقطیر نفت خام است . میزان قیر نفت خام از صفر تا بیش از نیمی از آن متغیر است . به‌علاوه قیرهای بدست آمده از منابع مختلف می‌توانند تفاوت‌های زیادی داشته باشند. بنابراین پالایشگاه‌های تولیدکننده قیر باید نفت خام خود را به‌دقت انتخاب کنند تا به کیفیت قیر اطمینان داشته باشند .

استحصال مستقیم قیر از نفت خام

تقطیر یک فرآیند اساسی در تصفیه نفت خام است. مرحله اول تقطیر تحت‌فشار اتمسفر انجام‌شده و به‌طورمعمول شامل حرارت دادن نفت خام تا دمای حدود ۶۵۰ تا ۸۰۰ درجه فارنهایت و سپس تزریق آن به داخل یک ستون جداسازی است. بدین طریق برش‌های سبک‌تر به‌صورت محصول بالای برج و ته‌مانده قیری را تحت عنوان ته‌مانده اتمسفریک می‌نامند. این اولین مرحله در کل فرآیند تصفیه است. بسیاری از نفت‌های خام حاوی درصدهای بالایی از برش‌های با نقطه‌جوش بالا هستند که نمی‌توان آن‌ها را در یک واحد تقطیر اتمسفریک تقطیر نمود. برای جداسازی این برش‌ها و تهیه قیر با مشخصه‌های موردنظر از یک برج تفکیک ثانوی که در شرایط خلأ کار می‌کند استفاده می‌گردد .

باقی‌مانده این فرآیند را تحت عنوان قیر استحصال مستقیم می‌نامند. فرآیند تولید آسفالت به‌وسیله روش تقطیر در خلأ به‌جز نفوذپذیری تأثیر بسیار اندکی روی سایر خواص قیر به‌جا می‌گذارد. منشأ نفت خام به‌کاررفته نیز تأثیر قابل‌توجهی روی خواص فیزیکی قیر استحصالی دارد .

قیرهای عملکردی (PG)
طبقه بندی عملکردی برای انتخاب قیر، توسط SHRP تدوین شده است. در این طبقه بندی که مبتنی بر شناخت رفتار قیر و خصوصیات عملکردی آن است با ویژگی های مقاومت در برابر تغییر شکل ها، مقاومت در برابر ترک خوردگی در اثر سرما، مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از خستگی، پیش بینی چگونگی سخت شدن قیر در کارخانه آسفالت و به هنگام تهیه مخلوط آسفالتی، چگونگی سخت شدن قیر در اثر مرور زمان و با آزمایش های تعیین شده در مشخصات، مورد ارزیابی قرار گرفته و قیر مناسب با توجه به درجه حرارت محل اجرای پروژه، میزان آمد و شد، سرعت بارگذاری و موقعیت جغرافیایی انتخاب می شود.هر نوع قیر با دو عدد مثبت و منفی مشخص می شود که عدد مثبت، مربوط به میانگین هفت روز متوالی بیشترین دمای روسازی و عدد منفی، حداقل دمای روسازی بر حسب درجه سانتیگراد می باشد.

طبق تحقیقات انجام گرفته، به دلیل معایب و کاستی های موجود در روش های مرسوم تولید قیر، در سال 1987 در آمریکا، برنامه ای تدوین شد به نام "برنامه تحقیقات راهبردی راهها". در این برنامه آنچه مورد تمرکز و توجه قرار گرفته بود، بهبود عملکرد و دوام و همینطور ایمن کردن راهای آسفالته ی کشور آمریکا بود. در این برنامه، ارائه ی ملزومات عملکردی قیرها بررسی شد و طی آن ارزیابی و سنجش آزمایشگاهی قیر، به عنوان راهی برای پیش بینی عملکرد قیر در آسفالت در طولانی مدت مورد اجرا قرار گرفت. هدف از این برنامه این بود که، به منظور کاهش خرابی هایی مثل شیار افتادگی و ترک خوردن آسفالت در دمای پایین و یا خستگی آسفالت، طی ازمایش هایی، عملکرد قیر تولیدی را با مشابه سازی شرایط آزمایشگاهی با شرایطی که قیر موجود در آسفالت در دراز مدت تجربه می کرد، مورد بررسی قرار می دادند. از این طریق می توان پیش بینی کرد که رفتار یا همان عملکرد قیر در آسفالت در طولانی مدت چه خواهد بود.
به محصول به دست آمده طی روش بررسی و پیش بینی عملکرد قیر، با مشابه سازی شرایط آزمایشگاهی به شرایط واقعی محیطی مورد تجربه قیر، قیرPG یا همان قیر عملکردی می گویند.

قیر درجه عملکردی (PG)، قیری است که براساس عملکرد در دماهای مختلف درجه بندی می شود.LTPP الگوریتم مشخصی را برای محاسبه دمای آسفالت براساس دمای هوای مربوطه ارائه کرده است. با این الگوریتم، بیشترین و کمترین دمای آسفالت محاسبه می شود و بهترین قیری که در این دما کارکرد دارد، انتخاب می شود.

درجه بندی نفوذ و درجه بندی چسبندگی تا حدی قابلیت محدودی در دسته بندی پوشش آسفالت برای استفاده در آسفالت Hot Mix Asphalt (HMA) دارد. لذا، بعنوان بخشی از تحقیق آسفالت کردن عالی، آزمایشها و مشخصات جدید پوششی برای دسته بندی دقیق تر و کامل تر پوشش های آسفالت برای استفاده در آسفالت های HMA مشخص شد. این آزمایش ها و مشخصات به طور خاص برای نشان دادن پارامترهای عملکرد آسفالت HMA هم چون ترک حاصل از گرما، ترک حاصل از فشار و شیار شدن طراحی شدند.
درجه بندی عملکرد آسفالت عالی براساس این ایده است که خواص پوشش آسفالت HMA باید با شرایطی که بکار می رود، مرتبط باشد. در پوشش های آسفالتی، این ایده شامل شرایط آب و هوایی مورد نظر و بررسی فرسایش می باشد. لذا، سیستم PG از مجموعه ای آزمایش ها (مطابق عملکرد سیستم های قدیمی تر نفوذ و چسبندگی) استفاده می کند و مشخص می کند که پوشش خاص آسفالتی باید این آزمایش ها را در دماهای خاص امتحان کند که وابسته به شرایط خاص آب و هوایی مربوطه هستند. این مفهوم، جدید نیست (ولی روابط میان خواص پوشش آسفالت و شرایط استفاده با سیستم آسفالت برتر PG مناسب تر و کامل تر می باشد. اطلاعات نحوه انتخاب پوشش آسفالت PG برای شرایط خاص، در روش طراحی ترکیبی آسفالت برتر گنجانده شده است. جدول زیر نشانگر این است که چگونه سیستم PG نفوذ برتر، نفوذ خاص و محدودیت های کلی سیستم درجه بندی AC و AR را نشان می دهد.

قیرهای طبقه بندی عملكردی (PG)
در این شیوه قیر بر مبنای مشخصات عملکردی در شرایط محیطی مختلف دسته بندی می گردد . مشخصات به گونه ای تعریف شده است تا پتانسیل تغییر دائمی قیر و شکست در اثر خستگی و ترک خوردن در درجه حرارت پایین را محدود نماید.
به عنوان مثال یک قیر به گونه ای طراحی شده است تا در شرایط محیطی با متوسط هفت روز دمای ماکزیمم 52 و دمای مینیموم 40- بتواند استفاده گردد .    
انواع قیر امولسیونی از نظر بار الكتریكی :
    كاهش حساسیت حرارتی
    افزایش خاصیت الاستیسیته
    افرایش دامنه سرویس دهی از نظر دما
    افزایش مقاومت تنشی
    افزایش عمر كاربری
كاهش میزان خرابی جاده ای

طبقه بندی عملکردی برای انتخاب قیر، توسط SHRP تدوین شده است. در این طبقه بندی که مبتنی بر شناخت رفتار قیر و خصوصیات عملکردی آن است با ویژگی های مقاومت در برابر تغییر شکل ها، مقاومت در برابر ترک خوردگی در اثر سرما، مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از خستگی، پیش بینی چگونگی سخت شدن قیر در کارخانه آسفالت و به هنگام تهیه مخلوط آسفالتی، چگونگی سخت شدن قیر در اثر مرور زمان و با آزمایش های تعیین شده در مشخصات، مورد ارزیابی قرار گرفته و قیر مناسب با توجه به درجه حرارت محل اجرای پروژه، میزان آمد و شد، سرعت بارگذاری و موقعیت جغرافیایی انتخاب می شود.

هر نوع قیر با دو عدد مثبت و منفی مشخص می شود که عدد مثبت، مربوط به میانگین هفت روز متوالی بیشترین دمای روسازی و عدد منفی، حداقل دمای روسازی بر حسب درجه سانتیگراد می باشد.

عبارت PG مخفف کلمه performance grade به معناي درجه کاردهي مي باشد. جهت بررسي عملکرد قيرها در شرايط آب و هوايي مختلف از اين طبقه بندي استفاده مي شود. پليمرها به ما کمک مي کنند که عملکرد قيرها را متناسب با شرايط آب و هوايي محل استفاده تغيير دهيم

تانکر دوجداره یا فلاکس مخصوص حمل قیر مذاب، استراک و انواع مشتقات نفتی میباشد که در دمای محیط به حالت جامد یا ژله ای میباشند. طراحی این مدل تانکر بموجب مصوبه مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در جهت کاهش مصرف سوخت (گرمایش با گازوئیل جهت تبدیل محموله به مایع)، کاهش آلودگی زیست محیطی و افزایش سرعت تخلیه محموله (از 8 ساعت به یک ساعت) انجام گرفته است. تانکر های دوجداره متشکل از محفظه اصلی ( ورق 4 میلیمتر ST 37مجتمع فولاد مبارکه) و عایق (پشم سنگ 6 سانتیمتری با دانسیته 140) و روکش گالوانیزه (ورق 0.7 کاشان) میباشد. افت حرارتی محموله مذاب بسته به نوع محموله و درجه حرارت آن بین 5 تا 12 درجه در روز متغیر میباشد. تانکرهای دوجداره در یک طبقه بندی به انواع دو محور، سه محور و طویل قابل نصب بر روی شاسی کانتینر بر و در طبقه بندی دیگر در انواع پلی دار و شاسی لس بنا به سفارش خریدار تولید میگردد.