第7章沥青及沥青混合料.ppt

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1、2/54复杂的高分子的复杂的高分子的碳氢化合物碳氢化合物及其及其非金属非金属（氧、硫、（氧、硫、氮）氮）的衍生物的衍生物所组成的混合物所组成的混合物黑色黑色(黑褐色黑褐色)；固态固态、半固态半固态或或液态液态性质：性质：黏结性（黏结性（有机胶凝材料）、有机胶凝材料）、憎水性、塑性、憎水性、塑性、耐腐蚀耐腐蚀用途：用途：路面、屋面、防水、耐腐蚀路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料等工程材料：3/54沥沥青青天然沥青天然沥青地沥青地沥青石油沥青石油沥青焦油沥青焦油沥青煤沥青煤沥青木沥青木沥青页岩沥青页岩沥青 工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青，石油沥青

2、的技术性质优于煤沥青，故应用最广青，石油沥青的技术性质优于煤沥青，故应用最广 石油沥青石油沥青 用石油炼制其它油品后的残渣用石油炼制其它油品后的残渣 加工而得到的产品。加工而得到的产品。煤沥青煤沥青(俗称柏油俗称柏油)由煤干馏所得的煤焦由煤干馏所得的煤焦 油，经再加工后得到的沥青油，经再加工后得到的沥青4/54 1、掌握石油沥青主要技术性质和使用，了解石油、掌握石油沥青主要技术性质和使用，了解石油 沥青的标号划分以及测定主要技术性质的常用沥青的标号划分以及测定主要技术性质的常用 方法方法2、了解水工沥青混凝土及配合比设计方法、了解水工沥青混凝土及配合比设计方法 5/546/54 石油沥青是石油

3、石油沥青是石油(原油原油)经蒸馏等方法提炼出各经蒸馏等方法提炼出各种轻质油种轻质油(如汽油、煤油、柴油等如汽油、煤油、柴油等)及润滑油以后及润滑油以后的残留物，或经再加工而得的产品的残留物，或经再加工而得的产品7/54（1）将石油沥青经常压蒸馏和减压蒸馏后，在蒸馏）将石油沥青经常压蒸馏和减压蒸馏后，在蒸馏塔底所剩的黑色黏稠物称为渣油，当渣油技术性质塔底所剩的黑色黏稠物称为渣油，当渣油技术性质能达到某标号沥青的要求，即得到直馏沥青能达到某标号沥青的要求，即得到直馏沥青（2）渣油经过再减压蒸馏工艺，进一步提出各种重）渣油经过再减压蒸馏工艺，进一步提出各种重质油品，可得到不同稠度的直馏沥青质油品，可

4、得到不同稠度的直馏沥青（3）渣油经过不同深度的氧化后，可以得到不同稠）渣油经过不同深度的氧化后，可以得到不同稠度的氧化沥青或半氧化沥青度的氧化沥青或半氧化沥青（4）将渣油用溶剂法处理，使蜡质溶解，沥青脱出，）将渣油用溶剂法处理，使蜡质溶解，沥青脱出，称为溶剂沥青称为溶剂沥青8/54(1)组成元素组成元素 碳碳(8087%)氢氢(1015%),少量的氧、硫、少量的氧、硫、氮等元素氮等元素(5%)(2)主要组分主要组分 将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青性质又有一定联系的几个组，这些组称为组分。性质又有一定联系的几个组，这些组称为组分。沥青中主要组分：

5、油分、树脂（沥青脂胶）、沥青中主要组分：油分、树脂（沥青脂胶）、沥青质（地沥青质）沥青质（地沥青质）9/54组组分分含量含量（）（）密度密度（g/m3）特征特征在沥青中作用在沥青中作用油油分分45600.71.0无色至淡黄色无色至淡黄色黏性液黏性液体体流动性流动性树树脂脂15301.01.1红褐至黑褐色的红褐至黑褐色的黏稠黏稠半固体半固体，熔点低于，熔点低于100塑性塑性沥沥青青质质5301.11.5黑褐至黑色的硬而脆黑褐至黑色的硬而脆的的固体微粒固体微粒黏性、脆性黏性、脆性，高温稳定性好高温稳定性好（耐热性）（耐热性）表表7-1 石油沥青的组分及特性石油沥青的组分及特性 10/54沥青中的蜡

6、沥青中的蜡降低沥青降低沥青高温稳定性高温稳定性，使沥青高温时出现车辙或流淌，使沥青高温时出现车辙或流淌降低降低低温抗裂性低温抗裂性，使沥青低温时变脆硬，使沥青低温时变脆硬使沥青与石料使沥青与石料黏附性黏附性降低，使路面石子产生剥落降低，使路面石子产生剥落使沥青路面使沥青路面抗滑性抗滑性降低，影响路面行车安全降低，影响路面行车安全 11/54溶溶-凝胶型结构凝胶型结构黏性小，流动性大，黏性小，流动性大，高温稳定性差。高温稳定性差。黏性大，塑性差，黏性大，塑性差，高温稳定性较好高温稳定性较好大部分优质道路沥青均大部分优质道路沥青均配成溶凝胶型结构，配成溶凝胶型结构，具有黏弹性和触变性，具有黏弹性和

7、触变性，故亦称弹性溶胶故亦称弹性溶胶溶胶型结构溶胶型结构凝胶型结构凝胶型结构 12/54黏滞性（黏稠性）黏滞性（黏稠性）耐热性耐热性温度稳定性温度稳定性塑性塑性耐久性耐久性其它技术指标其它技术指标13/54l 黏滞性是指沥青材料抵抗外力作用下发生黏性变黏滞性是指沥青材料抵抗外力作用下发生黏性变形的能力形的能力l 沥青质含量越多沥青质含量越多,沥青的黏滞性越高沥青的黏滞性越高,其黏结性越其黏结性越好好l 在施工拌和中，黏滞性高在施工拌和中，黏滞性高,不易拌和均匀不易拌和均匀.因此因此,施工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的施工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的黏滞性黏滞性14/54黏滞性的评

8、定黏滞性的评定针入度是目前我国黏稠石油沥青的分级指标针入度是目前我国黏稠石油沥青的分级指标液体液体石油沥青：石油沥青：黏滞度（标准黏度）黏滞度（标准黏度）孔径：孔径：3mm、5mm或或10mm温度：温度：20、25、30或或60 固体、半固体固体、半固体沥青沥青：针入度：针入度100g0.1mm为为1度度针入度越大，针入度越大，黏性越小黏性越小时间越长，时间越长，黏性越大黏性越大15/54l 耐热性是指黏稠沥青在高温下不软化、不流淌耐热性是指黏稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能的性能.可用软化点可用软化点(t(t软软)表示表示l 软化点是沥青达到特定黏性流动状态时的温度软化点是沥青达到特定黏性

9、流动状态时的温度,试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为800800。l 软化点越高软化点越高,沥青的耐热性越好沥青的耐热性越好l 沥青材料的软化点应与环境温度相适应沥青材料的软化点应与环境温度相适应16/543.5g沥青软化点沥青软化点越高越高，沥青的温度稳定性，沥青的温度稳定性越好越好。可加入可加入滑石粉滑石粉、石灰石粉石灰石粉或其它或其它矿物填料矿物填料减少沥青的减少沥青的温度敏感性温度敏感性加热速度加热速度5/min17/54 温度稳定性是指沥青的黏度受温度变化影响的温度稳定性是指沥青的黏度受温度变化影响的程度。程度。温度稳定性差的沥青，对温度

10、变化的反应温度稳定性差的沥青，对温度变化的反应敏感，较小的温度变化就可能使沥青黏度出现较敏感，较小的温度变化就可能使沥青黏度出现较大的变化大的变化 沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大，沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大，沥青的温度稳定性越好。由于沥青材料的变态稳沥青的温度稳定性越好。由于沥青材料的变态稳定间隔通常随软化点提高而增大，定间隔通常随软化点提高而增大，温度稳定性也温度稳定性也相应提高，所以软化点也是反映沥青材料温度稳相应提高，所以软化点也是反映沥青材料温度稳定性的一个指标。软化点越高，温度稳定性越好定性的一个指标。软化点越高，温度稳定性越好18/54 沥青针入度的对数与温度呈

11、直线关系，直线斜沥青针入度的对数与温度呈直线关系，直线斜率表示沥青黏度对温度的变化率，斜率越大，温度率表示沥青黏度对温度的变化率，斜率越大，温度稳定性越差。可用斜率作为沥青温度稳定性的评价稳定性越差。可用斜率作为沥青温度稳定性的评价指标，称为针入度温度感应系数指标，称为针入度温度感应系数(A):25)5,100,25(lg800lg软tsgCPAo针入度指数：针入度指数：1050130AP.I19/54受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且

12、具有自愈性，防水性也好且具有自愈性，防水性也好用用延度延度表示表示字形字形标准试件标准试件（中间最小截面面积为（中间最小截面面积为1cm2），用），用延度仪，延度仪，在在规定拉伸速度规定拉伸速度和和规定温度规定温度下拉断时的长度，单位：下拉断时的长度，单位：cm试验温度试验温度有有0、15、25拉伸速度拉伸速度有有10 mm/min、50 mm/min 20/54l l 沥青的耐久性称为抗老化性，或大气稳定性，耐沥青的耐久性称为抗老化性，或大气稳定性，耐候性候性l l 老化：沥青在施工过程高温加热和使用过程中空老化：沥青在施工过程高温加热和使用过程中空气、阳光、气温和风雨冰冻作用，内部发生物理

13、化气、阳光、气温和风雨冰冻作用，内部发生物理化学作用，导致塑性降低、脆性增加、性能不断恶化，学作用，导致塑性降低、脆性增加、性能不断恶化，逐步失去使用功能的过程逐步失去使用功能的过程l l 石油沥青的抗老化性以石油沥青的抗老化性以1631加热加热5 h后的后的蒸发蒸发损失和蒸发后针入度比来评定损失和蒸发后针入度比来评定21/54l 蒸发损失：蒸发损失重量占原重量的百分数蒸发损失：蒸发损失重量占原重量的百分数l l蒸发后针入度比：蒸发后针入度占原针入度的蒸发后针入度比：蒸发后针入度占原针入度的百分比百分比l l 蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示大气

14、稳定性愈高，老化愈慢大气稳定性愈高，老化愈慢%100蒸发前质量量蒸发前质量蒸发后质蒸发损失百分率%100蒸发前针入度蒸发后针入度针入度比22/54l l 脆点脆点:温度下降过程中，沥青材料由粘塑性状温度下降过程中，沥青材料由粘塑性状态转变为弹脆性状态的温度态转变为弹脆性状态的温度l l 溶解度：沥青可溶于苯、四氯化碳、三氯甲烷溶解度：沥青可溶于苯、四氯化碳、三氯甲烷等有机溶剂。若过热、局部过分氧化，可能生成等有机溶剂。若过热、局部过分氧化，可能生成不溶于上述溶剂的碳氢质和油焦质不溶于上述溶剂的碳氢质和油焦质l l 闪点和燃点：闪点一般在闪点和燃点：闪点一般在240 330，燃点，燃点比闪点高比

15、闪点高3 623/54 我国石油沥青产品主要分为（三类）我国石油沥青产品主要分为（三类）l l 道路沥青类道路沥青类l l 建筑沥青类建筑沥青类l l 普通沥青普通沥青是土建及水利工程中应用的主要沥青产品是土建及水利工程中应用的主要沥青产品三类石油沥青都是按三类石油沥青都是按针入度针入度指标来划分标号的，指标来划分标号的，每个标号还应保证相应的延度和软化点每个标号还应保证相应的延度和软化点针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥青牌号的主要依据青牌号的主要依据,常被称为沥青的三大技术指标常被称为沥青的三大技术指标 24/54 道路石油沥青有七个标号，

16、标号越高，黏性越道路石油沥青有七个标号，标号越高，黏性越小小(即针入度越大即针入度越大)、塑性越好、塑性越好(即延度越大即延度越大)、温度、温度敏感性越大敏感性越大(即软化点越低即软化点越低)l l 主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌 制成沥青混凝土或沥青砂浆等拌和料使用制成沥青混凝土或沥青砂浆等拌和料使用l l 还可作密封材料和黏结剂以及沥青涂料等。此还可作密封材料和黏结剂以及沥青涂料等。此 时一般选用黏性较大和软化点较高的沥青，如时一般选用黏性较大和软化点较高的沥青，如 A一一60甲甲25/54l l 建筑石油沥青针入度较小建筑石油沥青针入度较小(黏性较大黏性较大)，软化点，软化点较高较高(耐热性较好耐热性较好)，但延伸度较小，但延伸度较小(塑性较小塑性较小)l l 主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和沥青嵌主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和沥青嵌缝油膏等。它们绝大部分用于屋面及地下防水、缝油膏等。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水及管道防腐蚀等工程沟槽防水及管道防腐蚀等工程 26/54 l l 普通石油沥青含有害成分的蜡较多，一般