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城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 本章教学目标本章教学目标掌握：石油沥青主要技术性质。了解：沥青及沥青混合料应用。1第1页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 第二节第二节 沥青混合料沥青混合料第一节第一节 沥青沥青 2第2页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 第一节第一节 沥沥 青青1.1.概述概述2.2.沥青主要技术性质沥青主要技术性质3.3.工程实例分析工程实例分析3第3页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 概概 述述定义定义分类分类应用应用4第4页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 沥沥青青是是由由一一些些极极其其复复杂杂高高分分子子碳碳氢氢化化合合物物和和这这些些碳碳氢氢化化合合物物非非金金属属（氧氧、硫硫、氮）衍生物所组成混合物。氮）衍生物所组成混合物。定义定义5第5页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 沥青沥青地沥青地沥青 焦油沥青焦油沥青天然沥青：石油在自然条件下，长时天然沥青：石油在自然条件下，长时间经受地球物理原因作用形成产物间经受地球物理原因作用形成产物 石油沥青石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而：石油经各种炼制工艺加工而得沥青产品得沥青产品 煤沥青：煤经干馏所得煤焦油，经再煤沥青：煤经干馏所得煤焦油，经再加工后得到煤沥青加工后得到煤沥青 页岩沥青：页岩炼油工业副产品页岩沥青：页岩炼油工业副产品 分类分类柏油柏油6第6页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 广广泛泛用用于于建建筑筑、公公路路、桥桥梁梁等等工工程程中中，主主要要用用于于生生产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面等。产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面等。土木工程建筑土木工程建筑主要应用石油沥青主要应用石油沥青。应用应用7第7页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 状态状态颜色颜色褐色或黑褐色褐色或黑褐色常温下呈固态、半固态或粘性液态常温下呈固态、半固态或粘性液态由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成复杂混合物由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成复杂混合物成份成份组分组分石油沥青三大组分组分组分状态状态作用作用 油分油分粘性液态粘性液态使沥青含有流动性 树脂树脂粘稠状半固态粘稠状半固态使沥青含有塑性和粘结性 地沥青质地沥青质固态固态使沥青含有粘滞性和温度稳定性石油沥青主要技术性质石油沥青主要技术性质基本性质基本性质8第8页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 化学组分分析方法化学组分分析方法 将将沥沥青青分分离离为为化化学学性性质质相相近近，而而且且与与其其工工程程性性质质有有一一定定联联络络几几个个组组，这这些些组组就就称称为组分。为组分。9第9页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 粘滞性塑性温度敏感性大气稳定性石油石油沥沥青青的的技技术术性性质质10第10页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标定义定义影响原因影响原因粘滞性粘滞性11第11页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 定义定义 粘滞性粘滞性又称粘性，反应石油沥青在外力又称粘性，反应石油沥青在外力作用下，作用下，抵抗变形能力。抵抗变形能力。12第12页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标 液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度下，经要液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度下，经要求直径孔洞漏下求直径孔洞漏下50mL50mL所需要时间，用符号所需要时间，用符号C Ct td d表示。表示。请观看粘滞度试验请观看粘滞度试验固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为25条条件下，以质量件下，以质量100g标准针，经标准针，经5s沉入沥青中深度（每深沉入沥青中深度（每深入入0.1mm为为1）。）。粘滞度粘滞度C Ct td d ，粘滞性，粘滞性 请观看针入度试验请观看针入度试验针入度针入度 ，粘滞性，粘滞性 13第13页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 14第14页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 15第15页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 影响原因影响原因u组分：地沥青质含量组分：地沥青质含量，粘滞性，粘滞性 u温度：温度温度：温度，粘滞性，粘滞性16第16页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标定义定义影响原因影响原因塑性塑性17第17页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 定义定义 塑性塑性指石油沥青在外力作用下产生变指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形状性质。状性质。18第18页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准试件在要求温度（试件在要求温度（25）和要求速度（）和要求速度（5cm/s）条件下）条件下在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时伸长值（在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时伸长值（cm）表示。）表示。请观看延伸度试验请观看延伸度试验延伸度延伸度，塑性，塑性19第19页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 20第20页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 影响原因影响原因组分：树脂含量组分：树脂含量，塑性，塑性温度：温度温度：温度，塑性，塑性拉伸速度：拉伸速度拉伸速度：拉伸速度，塑性，塑性21第21页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标定义定义影响原因影响原因工程实际工程实际温度敏感性温度敏感性22第22页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 定义定义温度敏感性温度敏感性指石油沥青粘滞性和塑性随指石油沥青粘滞性和塑性随 温度升降而改变性能。温度升降而改变性能。温度敏感性小：温度敏感性小：粘滞性和塑性随温度改变大粘滞性和塑性随温度改变大粘滞性和塑性随温度改变小粘滞性和塑性随温度改变小温度敏感性大：温度敏感性大：23第23页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 衡量指标衡量指标用软化点表示，指沥青受热由固态转变为含有一定流动性用软化点表示，指沥青受热由固态转变为含有一定流动性膏体时温度（膏体时温度（）。）。请观看软化点试验请观看软化点试验软化点软化点，温度敏感性，温度敏感性24第24页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 25第25页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 影响原因影响原因组分：地沥青质含量组分：地沥青质含量，温度敏感性，温度敏感性石蜡含量：石蜡含量石蜡含量：石蜡含量，温度敏感性，温度敏感性26第26页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 工程实际工程实际 工程中应用沥青软化点不能太低，不然夏季易产生变形，工程中应用沥青软化点不能太低，不然夏季易产生变形，甚至流淌；但也不能太高，不然太硬，不易施工，冬季易发甚至流淌；但也不能太高，不然太硬，不易施工，冬季易发生脆裂现象。生脆裂现象。27第27页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 定义定义大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气原因长久综合作用下，抵抗老化性能。原因长久综合作用下，抵抗老化性能。测定方法测定方法沥青大气稳定性经过测定加热损失、加热前后针入度、软沥青大气稳定性经过测定加热损失、加热前后针入度、软化点等性质改变值来表示。化点等性质改变值来表示。沥青老化指沥青老化指 沥青在大气原因长久综合作用下，逐步沥青在大气原因长久综合作用下，逐步失去粘滞性、塑性而变硬变脆现象。失去粘滞性、塑性而变硬变脆现象。大气稳定性大气稳定性28第28页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 初步判断是因沥青材料老化及低温所致：初步判断是因沥青材料老化及低温所致：从裂缝形状来看，沥青老化、低温引发裂缝大多为横向，且裂从裂缝形状来看，沥青老化、低温引发裂缝大多为横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该图展示路面破损情况吻合。该路已缝几乎为等距离间距。这与该图展示路面破损情况吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性变修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性变差，轻易产生裂缝、涣散。在冬天，气温下降，沥青混合料受基差，轻易产生裂缝、涣散。在冬天，气温下降，沥青混合料受基层约束而不能收缩，产生了应力，应力超出沥青混合料极限抗拉层约束而不能收缩，产生了应力，应力超出沥青混合料极限抗拉强度，路面便产生开裂。强度，路面便产生开裂。每到冬天，一些沥青路面总会每到冬天，一些沥青路面总会出现一些裂缝，裂缝大多是横出现一些裂缝，裂缝大多是横向，且几乎为等距离间距，向，且几乎为等距离间距，在冬天裂缝尤其显著。在冬天裂缝尤其显著。工程实例分析工程实例分析29第29页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 第二节第二节 沥青混合料沥青混合料11.1.基本概念基本概念2.2.沥青混合料技术性质沥青混合料技术性质30第30页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 基本概念基本概念定义定义分类分类3应用应用31第31页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 通常定义通常定义:矿质混合料矿质混合料+粘结材料粘结材料 沥青混合料沥青混合料(粗集料粗集料+细集料细集料+填料）（沥青）填料）（沥青）（适当百分比拌和）（适当百分比拌和）沥沥青青混混合合料料为为沥沥青青混混凝凝土土混混合合料料AC和和沥沥青青碎石混合料碎石混合料AM总称。总称。32第32页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 （1 1）按结合料分类：）按结合料分类：石油沥青混合料石油沥青混合料 煤沥青混合料煤沥青混合料（2 2）按沥青混合料施工拌制和摊铺温度分类：）按沥青混合料施工拌制和摊铺温度分类：热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料常温沥青混合料 （3 3）按矿质集料级配类型分类：）按矿质集料级配类型分类：连续级配沥青混合料连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料分类分类33第33页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 (4)按混合料密实度分类：按混合料密实度分类：开开级级配配沥沥青混合料：青混合料：连续连续型型级级配混合料，粒径配混合料，粒径递递减系数减系数较较 大，空隙率大于大，空隙率大于15%15%密密级级配配沥沥青混合料：青混合料：连续连续型密型密级级配配沥沥青混合料，粒径青混合料，粒径递递减系减系 数数较较小，空隙率小于小，空隙率小于10%10%半开半开级级配配沥沥青混合料：青混合料：空隙率介于密空隙率介于密级级配和开配和开级级配之配之间间，为为 10%10%15%15%。34第34页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 （5）按最大粒径分类）按最大粒径分类 粗粒式沥青混合料：粗粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或大于集料最大粒径等于或大于26.5mm 中粒式沥青混合料：中粒式沥青混合料：集料最大粒径为集料最大粒径为16mm或或19mm 细粒式沥青混合料：细粒式沥青混合料：集料最大粒径为集料最大粒径为9.5mm或或13.2mm 砂粒式沥青混合料（沥青石屑或沥青砂）：砂粒式沥青混合料（沥青石屑或沥青砂）：集料最大集料最大粒径等于或小于粒径等于或小于4.75mm 特粗式特粗式沥沥青碎石混合料：青碎石混合料：集料最大粒径集料最大粒径37.5mm以上。以上。35第35页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 广泛用于道路路面和广泛用于道路路面和车间车间地面。地面。如如乳乳化化沥沥青青碎碎石石混混合合料料适适合合用用于于普普通通道道路路沥沥青青路路面面面面层层、修补旧路坑槽以及作普通道路旧路改建加铺层用。修补旧路坑槽以及作普通道路旧路改建加铺层用。高高速速公公路路、一一级级公公路路、城城市市快快速速路路和和主主干干路路等等，常常温温沥沥青碎石混合料普通只适合用于青碎石混合料普通只适合用于沥沥青路面青路面联结层联结层或平整或平整层层。应用应用36第36页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 沥青混合料技术性质沥青混合料技术性质（1 1）高温稳定性）高温稳定性 1 1）定义：）定义：是是指指沥沥青青混混合合料料在在夏夏季季高高温温（通通常常为为6060）条条件件下下，经经车车辆辆荷荷载载长长久久重重复复作作用用后后，不不产产生生车车辙和波浪等病害性能。辙和波浪等病害性能。2 2）评评价方法价方法：马马歇歇尔尔稳稳定度、定度、动稳动稳定度定度等等（2 2）低温抗裂性低温抗裂性 沥沥青青混混合合料料要要含含有有低低温温抗抗裂裂性性，以以确确保保路路面面在在冬季低温时不产生裂缝。冬季低温时不产生裂缝。（3 3）疲疲劳劳特征特征37第37页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 （4 4）耐久性）耐久性 1 1）影响沥青混合料耐久性原因）影响沥青混合料耐久性原因 材料影响：沥青化学性质、沥青用量、矿料材料影响：沥青化学性质、沥青用量、矿料 矿物成份等。矿物成份等。沥青混合料组成结构：主要以其空隙率和饱和沥青混合料组成结构：主要以其空隙率和饱和 度表征。沥青混合料水稳定性与空隙率相关。度表征。沥青混合料水稳定性与空隙率相关。2 2）耐久性评价指标：采取空隙率、矿料间隙率、饱和）耐久性评价指标：采取空隙率、矿料间隙率、饱和 度和残留稳定度等指标。度和残留稳定度等指标。（5 5）抗滑性抗滑性（6 6）施工和易性）施工和易性沥青混合料技术性质沥青混合料技术性质38第38页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 沥青应用沥青应用 混凝土表面涂覆沥青防水材料混凝土表面涂覆沥青防水材料39第39页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 温馨校园一角温馨校园一角40第40页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 国产普通沥青瓦国产普通沥青瓦41第41页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 多彩沥青多彩沥青42第42页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 高架桥面铺设沥青高架桥面铺设沥青43第43页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 沥青路面摊铺沥青路面摊铺44第44页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 油毡油毡45第45页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 SBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材46第46页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 防腐沥青漆防腐沥青漆47第47页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 思索题思索题1.试述石油沥青三大组分及其特征。石油沥青组分与其性质有何试述石油沥青三大组分及其特征。石油沥青组分与其性质有何关系？关系？2.石油沥青主要技术性质是什么？各用什么指标表示？石油沥青主要技术性质是什么？各用什么指标表示？3.沥青牌号用何表示？牌号与其主要性能间普通规律怎样？沥青牌号用何表示？牌号与其主要性能间普通规律怎样？沥青牌号主要是依据针入度指标来划分，伴随号牌增加，粘沥青牌号主要是依据针入度指标来划分，伴随号牌增加，粘性越小（针入度越大），塑性越好（延度越大），温度敏感性性越小（针入度越大），塑性越好（延度越大），温度敏感性越大（软化点越低）越大（软化点越低）4.今有软化点分别为今有软化点分别为95和和25两种石油沥青，某工程屋面防水两种石油沥青，某工程屋面防水要求使用软化点为要求使用软化点为75石油沥青，问应怎样配制？石油沥青，问应怎样配制？Qg=(t-t2)/(t1-t2)100=（75-25）/（95-25）=71.4(%)Qd=100-Qg=28.6%48第48页城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 T THHA ANNK KS S!THE END OF THIS PART!THE END OF THIS PART!49第49页