林建好土木工程材料本科沥青及沥青混合料.pptx

目目 录录uu基本要求基本要求uu9 9.1.1 沥青沥青uu9 9.2.2 沥青混合料沥青混合料基本要求基本要求u主要内容主要内容 石油沥青的组成、胶体结构、技术性质、标准及选用；石油沥青的组成、胶体结构、技术性质、标准及选用；石油沥青的组成、胶体结构、技术性质、标准及选用；石油沥青的组成、胶体结构、技术性质、标准及选用；煤沥青化学组成、技术性质、煤沥青与石油沥青简易鉴煤沥青化学组成、技术性质、煤沥青与石油沥青简易鉴煤沥青化学组成、技术性质、煤沥青与石油沥青简易鉴煤沥青化学组成、技术性质、煤沥青与石油沥青简易鉴别；别；别；别；乳化沥青特点与应用、改性沥青的特点；乳化沥青特点与应用、改性沥青的特点；乳化沥青特点与应用、改性沥青的特点；乳化沥青特点与应用、改性沥青的特点；沥青混合料的概念、分类及应用。沥青混合料的组成结沥青混合料的概念、分类及应用。沥青混合料的组成结沥青混合料的概念、分类及应用。沥青混合料的组成结沥青混合料的概念、分类及应用。沥青混合料的组成结构，组成材料，技术性质及标准，配合比设计。构，组成材料，技术性质及标准，配合比设计。构，组成材料，技术性质及标准，配合比设计。构，组成材料，技术性质及标准，配合比设计。u重点重点石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质；沥青混合料的组成结构；沥青混合料的组成结构；沥青混合料的组成结构；沥青混合料的组成结构；沥青混合料的技术性质；沥青混合料的技术性质；沥青混合料的技术性质；沥青混合料的技术性质；沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。基本要求基本要求u难点难点石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质；沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。沥青混合料的配合比设计。u注意事项注意事项本章是整个课程的重点之一本章是整个课程的重点之一；学习时重点掌握石油沥青的组成和结构；掌握石油沥学习时重点掌握石油沥青的组成和结构；掌握石油沥青的技术性质和技术标准；掌握沥青混合料的组成结青的技术性质和技术标准；掌握沥青混合料的组成结构；掌握沥青混合料的技术性质和技术标准，掌握沥构；掌握沥青混合料的技术性质和技术标准，掌握沥青混合料组成材料技术要求并会选用，学会沥青混合青混合料组成材料技术要求并会选用，学会沥青混合料的配合比设计方法。料的配合比设计方法。第第9 9章章 沥青及沥青混合料沥青及沥青混合料 9.19.1沥青沥青9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构 石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、煤油和柴油等）石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、煤油和柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。石油沥青的组分石油沥青的组分 石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫和氮）衍生物组成的石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫和氮）衍生物组成的混合物。通常将石油沥青分为油分、树脂和地沥青质三个主要组分，其主要混合物。通常将石油沥青分为油分、树脂和地沥青质三个主要组分，其主要特征如下：特征如下：油分油分。油分为淡黄色至红褐色的油状体，是沥青中分子量最小和密度最小的。油分为淡黄色至红褐色的油状体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于组分，密度介于0.7g/cm0.7g/cm3 31g/cm1g/cm3 3 之间。在之间。在170170较长时间加热，油分可以较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性。油分在一定条件下可以机溶剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性。油分在一定条件下可以转化为树脂甚至沥青质。转化为树脂甚至沥青质。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组分石油沥青的组分树脂树脂。树脂为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。树脂为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（60060010001000），密度为），密度为1.0g/cm1.0g/cm3 31.1g/cm1.1g/cm3 3。沥青树脂大部分属于中性树脂。沥青树脂大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。此外沥青树或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。此外沥青树脂还含少量酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐。它易溶于酒精、氯仿而难脂还含少量酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐。它易溶于酒精、氯仿而难溶于石油醚和苯，是沥青中的表面活性物质，提高对碳酸盐类岩石的粘附性，溶于石油醚和苯，是沥青中的表面活性物质，提高对碳酸盐类岩石的粘附性，并有利于石油沥青的可乳化性。并有利于石油沥青的可乳化性。地沥青质地沥青质。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，分子量比树脂更大。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，分子量比树脂更大（1000 1000 以上），密度大于以上），密度大于1g/cm1g/cm3 3，不溶于酒精、正戌烷，但溶于三氯甲烷，不溶于酒精、正戌烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后不能溶解。地沥青质决定和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后不能溶解。地沥青质决定沥青的粘结力、粘度和温度稳定性。沥青的粘结力、粘度和温度稳定性。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的胶体结构石油沥青的胶体结构 胶体结构形成。胶体理论认为，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中和三胶体结构形成。胶体理论认为，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中和三大主要组分。油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青大主要组分。油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。在这个分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树在这个分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分。在沥青胶体内，从地沥青质到油分逐渐递变的，无明显界面。脂的油分。在沥青胶体内，从地沥青质到油分逐渐递变的，无明显界面。胶体结构分类，沥青胶体结构可分为溶胶型结构、凝胶型结构和溶凝胶型胶体结构分类，沥青胶体结构可分为溶胶型结构、凝胶型结构和溶凝胶型结构。结构。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的胶体结构石油沥青的胶体结构9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的组成与结构石油沥青的胶体结构石油沥青的胶体结构三种结构的特点：三种结构的特点：溶胶型结构溶胶型结构。当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动。当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由，这种胶体结构的石油沥青，称为溶胶型石油沥青。溶胶型石油沥青较自由，这种胶体结构的石油沥青，称为溶胶型石油沥青。溶胶型石油沥青的特点是：流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强，而对温度的敏感的特点是：流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强，而对温度的敏感性强，即对温度的稳定性较差，温度过高会流淌。性强，即对温度的稳定性较差，温度过高会流淌。凝胶型结构凝胶型结构。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，相互吸引力增大，胶团间相互移动比较困难。这种胶体结构的石油沥青称为相互吸引力增大，胶团间相互移动比较困难。这种胶体结构的石油沥青称为凝胶型石油沥青。凝胶型石油沥青的特点是：弹性和粘性较高，温度敏感性凝胶型石油沥青。凝胶型石油沥青的特点是：弹性和粘性较高，温度敏感性较小，开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。在工程性能上，虽具较小，开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。在工程性能上，虽具有较好的温度稳定性，但低温变形能力较差。有较好的温度稳定性，但低温变形能力较差。溶凝胶型结构溶凝胶型结构。当地沥青质不如凝胶型石油沥青中的多，而胶团间靠得又。当地沥青质不如凝胶型石油沥青中的多，而胶团间靠得又较近，相互间有一定的吸引力，形成一种介于溶胶型和凝胶型两者之间的结较近，相互间有一定的吸引力，形成一种介于溶胶型和凝胶型两者之间的结构，称为溶凝胶型结构。溶凝胶型石油沥青的性质也介于溶胶型和凝胶型二构，称为溶凝胶型结构。溶凝胶型石油沥青的性质也介于溶胶型和凝胶型二者之间。这类沥青在高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能者之间。这类沥青在高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力。修筑现代高等级公路用的沥青，都属于这类胶体结构类型。力。修筑现代高等级公路用的沥青，都属于这类胶体结构类型。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质粘滞性粘滞性定义：石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，定义：石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，以绝对粘度表示，是沥青性质的重要指标。沥青的粘滞性的大小与组分及温以绝对粘度表示，是沥青性质的重要指标。沥青的粘滞性的大小与组分及温度有关。沥青质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含量较少时，则粘滞度有关。沥青质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含量较少时，则粘滞性较大。在一定温度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低。反之则随性较大。在一定温度范围内，当温度升高时，则粘滞性随之降低。反之则随之增大。之增大。测定方法：测定方法：沥青的粘度测定方法可分两类，一类沥青的粘度测定方法可分两类，一类为绝对粘度法，另一类为相对粘度法。为绝对粘度法，另一类为相对粘度法。工程上常采用相对粘度（条件粘度）工程上常采用相对粘度（条件粘度）来表示。测定沥青相对粘度的主要方来表示。测定沥青相对粘度的主要方法是用标准粘度计和针入度仪。法是用标准粘度计和针入度仪。粘稠粘稠石油沥青的相对粘度用针入度来表示石油沥青的相对粘度用针入度来表示的，如图的，如图9-29-2所示所示。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质粘滞性粘滞性测定方法：测定方法：液体石油沥青或较稀的石油沥青液体石油沥青或较稀的石油沥青的相对粘度，可用标准粘度计测定的的相对粘度，可用标准粘度计测定的标准粘度表示，如图标准粘度表示，如图9-39-3所示。所示。针入度是反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，表明粘度针入度是反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度2525条件下以规定重量条件下以规定重量100g100g的标的标准针，经历规定时间准针，经历规定时间5s5s贯入试样中的深度，以贯入试样中的深度，以1/10mm1/10mm为单位表示，符号为为单位表示，符号为P(25P(25，100g100g，5s)5s)。标准黏度是在规定温度（标准黏度是在规定温度（2020、2525、3030或或6060）、规定直径（）、规定直径（3mm3mm、5mm5mm或或10mm10mm）的孔口流出）的孔口流出50mL50mL沥青所需的时间秒数，常用符号沥青所需的时间秒数，常用符号“C“Ct td dT”T”表示，表示，d d为流孔直径，为流孔直径，t t为试样温度，为试样温度，T T为流出为流出50mL50mL沥青所需的时间。沥青所需的时间。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质沥青的低温性能沥青的低温性能 沥青的低温性能与沥青路面的低温抗裂性有密切关系。沥青的低温延性沥青的低温性能与沥青路面的低温抗裂性有密切关系。沥青的低温延性与低温脆性是重要的路用性能指标，它们多通过沥青的低温延度试验和脆点与低温脆性是重要的路用性能指标，它们多通过沥青的低温延度试验和脆点试验来确定。试验来确定。延性延性 沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，是沥青的内聚力的衡量，通常用延度作为条件延性指标来表征。能力，是沥青的内聚力的衡量，通常用延度作为条件延性指标来表征。延度试验方法是将沥青试样制延度试验方法是将沥青试样制成成字形标准试件（最小截面积字形标准试件（最小截面积1cm1cm2 2）在规定拉伸速度）在规定拉伸速度（5cm/min5cm/min）和规定温度（）和规定温度（2525、1515、1010或或55）下拉断时的长）下拉断时的长度（以度（以cmcm计）。沥青的延度采用计）。沥青的延度采用延度仪来测定，如图延度仪来测定，如图9-49-4所示。以所示。以厘米为单位表示。厘米为单位表示。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质沥青的低温性能沥青的低温性能脆性脆性沥青材料在低温下受到瞬时荷载作用时，常表现为脆性破坏。通常采用沥青材料在低温下受到瞬时荷载作用时，常表现为脆性破坏。通常采用弗拉斯脆点试验确定。实际工程中，通常要求沥青具有较高的软化点和较低弗拉斯脆点试验确定。实际工程中，通常要求沥青具有较高的软化点和较低的脆点，否则沥青材料在夏季容易发生流淌，或是在冬季变脆甚至开裂。脆的脆点，否则沥青材料在夏季容易发生流淌，或是在冬季变脆甚至开裂。脆点是指沥青从粘弹性体转到弹脆体（玻璃态）过程中的某一规定状态的相应点是指沥青从粘弹性体转到弹脆体（玻璃态）过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。沥青的感温性沥青的感温性 沥青是复杂的胶体结构，粘度随温度的不同而产生明显的变化，这种粘沥青是复杂的胶体结构，粘度随温度的不同而产生明显的变化，这种粘度随温度变化的感应性称为感温性。对于路用沥青，温度和粘度的关系是极度随温度变化的感应性称为感温性。对于路用沥青，温度和粘度的关系是极其重要的性能。首先沥青存在感温性才使其在高温下的粘度显著降低，才有其重要的性能。首先沥青存在感温性才使其在高温下的粘度显著降低，才有可能实现沥青与矿质混合料均匀拌和以及沥青混合料碾压成型。其次沥青路可能实现沥青与矿质混合料均匀拌和以及沥青混合料碾压成型。其次沥青路面运营过程中，又要求沥青在使用温度范围内保持较小的感温性，以保障沥面运营过程中，又要求沥青在使用温度范围内保持较小的感温性，以保障沥青路面高温不软化、低温不断裂。青路面高温不软化、低温不断裂。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质沥青的感温性沥青的感温性评价沥青的感温性指标很多，常用的方法有针入指数（评价沥青的感温性指标很多，常用的方法有针入指数（PIPI）法、针入度）法、针入度-粘度指数（粘度指数（PVNPVN）法等，在沥青的常规试验方法中，软化点试验是作为反映沥）法等，在沥青的常规试验方法中，软化点试验是作为反映沥青温度敏感性的方法之一。青温度敏感性的方法之一。我国现行试验规程是采用环与球软我国现行试验规程是采用环与球软化点。该法（如图化点。该法（如图9-59-5所示）是将粘稠沥所示）是将粘稠沥青试样注入内径为青试样注入内径为18.9mm18.9mm的铜环中，环的铜环中，环上置一重上置一重3.5g3.5g的钢球，在规定的加热速的钢球，在规定的加热速度（度（5/min5/min）下进行加热，沥青下坠）下进行加热，沥青下坠25.4mm 25.4mm 时温度称为软化点，以时温度称为软化点，以表示。表示。软化点愈高，表明沥青的耐热性愈好，软化点愈高，表明沥青的耐热性愈好，即高温稳定性愈好。软化点既是反映沥即高温稳定性愈好。软化点既是反映沥青热稳定性的指标，也是沥青条件粘度青热稳定性的指标，也是沥青条件粘度的一种量度。的一种量度。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质沥青耐久性沥青耐久性沥青在使用的过程中受到储运、加热、拌和、摊铺、碾压、交通荷载以及沥青在使用的过程中受到储运、加热、拌和、摊铺、碾压、交通荷载以及自然因素的作用，而使沥青发生一系列的物理化学变化，逐渐改变了其原有的自然因素的作用，而使沥青发生一系列的物理化学变化，逐渐改变了其原有的性能（粘度、低温性能）而变硬变脆。这种变化称为沥青的老化。沥青路面应性能（粘度、低温性能）而变硬变脆。这种变化称为沥青的老化。沥青路面应有较长的使用年限，因此要求沥青材料有较好的抗老化性能，即耐久性。影响有较长的使用年限，因此要求沥青材料有较好的抗老化性能，即耐久性。影响沥青耐久性的因素，主要有：大气（氧）、日照（光）、温度（热）、雨雪沥青耐久性的因素，主要有：大气（氧）、日照（光）、温度（热）、雨雪（水）、环境（氧化剂）以及交通荷载（应力）等因素。（水）、环境（氧化剂）以及交通荷载（应力）等因素。在阳光、氧、水、空气和热的综合作用下，沥青各组分会不断递变。低在阳光、氧、水、空气和热的综合作用下，沥青各组分会不断递变。低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多。实验发现，树脂转变为地沥青质比油分变为树脂的速度快很多逐渐增多。实验发现，树脂转变为地沥青质比油分变为树脂的速度快很多（约（约50%50%）。因此使石油沥青随着时间而硬脆性逐渐增大，直至脆裂。可用抗）。因此使石油沥青随着时间而硬脆性逐渐增大，直至脆裂。可用抗老化性能来表征。老化性能来表征。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质沥青耐久性沥青耐久性评价沥青老化性的试验方法包括：薄膜烘箱加热试验和旋转薄膜加热试验。评价沥青老化性的试验方法包括：薄膜烘箱加热试验和旋转薄膜加热试验。薄膜烘箱加热试验薄膜烘箱加热试验 将将50g50g沥青试样放入直径沥青试样放入直径140mm140mm、深、深9.5mm9.5mm的不锈钢盛样皿中，沥青膜的不锈钢盛样皿中，沥青膜的厚度约为的厚度约为3.2mm3.2mm，在，在163163通风烘箱的条件下以通风烘箱的条件下以5.5r/min5.5r/min的速率旋转，以的速率旋转，以过过5h5h。然后计算沥青试样的质量损失，并测试针入度等指标的变化。然后计算沥青试样的质量损失，并测试针入度等指标的变化。旋转薄膜加热试验旋转薄膜加热试验将沥青试样将沥青试样35g35g装入高装入高140mm140mm、直径、直径64mm64mm的开口玻璃瓶中，盛样瓶插入的开口玻璃瓶中，盛样瓶插入旋转烘箱中，一边接受旋转烘箱中，一边接受4000mL/min4000mL/min流量吹入的热空气，一边在流量吹入的热空气，一边在163163的高温的高温下以下以15r/min15r/min的速度旋转，经过的速度旋转，经过75min75min的老化后，测定沥青的质量损失及针的老化后，测定沥青的质量损失及针入度、粘度等各种性能指标的变化。入度、粘度等各种性能指标的变化。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质粘附性粘附性粘附性是指沥青与其他材料的界面粘结性能和抗剥落性能。沥青与集料粘附性是指沥青与其他材料的界面粘结性能和抗剥落性能。沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价道路沥的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价道路沥青技术性能的重要指标。沥青裹覆集料后的抗水性（即抗剥性）不仅与沥青青技术性能的重要指标。沥青裹覆集料后的抗水性（即抗剥性）不仅与沥青的性质有密切关系，而且亦与集料性质有关。的性质有密切关系，而且亦与集料性质有关。评价沥青与集料粘附性的方法常采用水煮法和水浸法。我国现行试验规评价沥青与集料粘附性的方法常采用水煮法和水浸法。我国现行试验规程规定，沥青与粗集料粘附性试验，根据沥青混合料的最大粒径决定，大于程规定，沥青与粗集料粘附性试验，根据沥青混合料的最大粒径决定，大于13.2mm者采用水煮法；小于（或等于）者采用水煮法；小于（或等于）13.2mm者采用水浸法。水煮法是者采用水浸法。水煮法是选取选取13.2mm19mm形状接近正立方体的规则集料形状接近正立方体的规则集料5个，经沥青裹覆后，在个，经沥青裹覆后，在蒸馏水中沸煮蒸馏水中沸煮3min，按沥青膜剥落的情况分为，按沥青膜剥落的情况分为5个等级来评价沥青与集料的个等级来评价沥青与集料的粘附性。水浸法是选取粘附性。水浸法是选取9.5mm13.2mm的集料的集料100g与与5.5g的沥青在规定的沥青在规定温度条件下拌和，配制成沥青温度条件下拌和，配制成沥青集料混合料，冷却后浸入集料混合料，冷却后浸入80的蒸馏水中保的蒸馏水中保持持30min，然后按剥落面积百分率来评定沥青与集料的粘附性。，然后按剥落面积百分率来评定沥青与集料的粘附性。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质石油沥青技术性质施工安全性施工安全性闪点（也称闪火点）是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，闪点（也称闪火点）是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度（在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度（）。）。燃点或称着火点，指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触燃点或称着火点，指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触能持续燃烧能持续燃烧5s5s以上时，此时沥青的温度即为燃点以上时，此时沥青的温度即为燃点()()。燃点温度比闪点温度。燃点温度比闪点温度约高约高1010。沥青质组分多的沥青相差较多，液体沥青由于轻质成分较多，闪。沥青质组分多的沥青相差较多，液体沥青由于轻质成分较多，闪点和燃点的温度相差很小。点和燃点的温度相差很小。闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关系到闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关系到运输、贮存和加热用等方面的安全。石油沥青在熬制时，一般温度为运输、贮存和加热用等方面的安全。石油沥青在熬制时，一般温度为150150200200，因此通常控制沥青的闪点应大于，因此通常控制沥青的闪点应大于260260。但为安全起见，沥青加热。但为安全起见，沥青加热时还应与火焰隔离。时还应与火焰隔离。施工安全性施工安全性石油沥青是憎水性材料，几乎完全还溶于水，而且本身构造致密，加之石油沥青是憎水性材料，几乎完全还溶于水，而且本身构造致密，加之它与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附于矿物材料表面，同时，它它与矿物材料表面有很好的粘结力，能紧密粘附于矿物材料表面，同时，它还具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形。所以石油沥青具有良好的防还具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形。所以石油沥青具有良好的防水性，广泛用作土木工程的防潮、防水材料。水性，广泛用作土木工程的防潮、防水材料。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青三种。石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青三种。在土木工程中使用的主要是建筑石油沥青和道路石油沥青。在土木工程中使用的主要是建筑石油沥青和道路石油沥青。建筑石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青按针入度不同划分为建筑石油沥青按针入度不同划分为1010号、号、3030号和号和4040号三个牌号，每一牌号三个牌号，每一牌号的沥青还应保证相应的延度、软化点、溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度号的沥青还应保证相应的延度、软化点、溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比和闪点等。建筑石油沥青的技术要求列于表比和闪点等。建筑石油沥青的技术要求列于表9-19-1中。中。9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准道路石油沥青道路石油沥青为适应高等级公路建设的需要，公路沥青路面施工技术规范（为适应高等级公路建设的需要，公路沥青路面施工技术规范（JTG F40JTG F4020042004）中，对沥青的技术指标做出了规定：）中，对沥青的技术指标做出了规定：9.19.1沥青沥青9.1.19.1.1石油沥青石油沥青石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准石油沥青的技术标准道路石油沥青道路石油沥青 在技术标准中，依据表在技术标准中，依据表9-29-2中不同的技术指标，将沥青再中不同的技术指标，将沥青再划分成三个等级，不同等级的划分成三个等级，不同等级的沥青具有不同的适用范围。该沥青具有不同的适用范围。该范围详列于表范围详列于表9-39-3。沥青的掺配沥青的掺配某一种牌号的石油沥青往往不能满足工程技某一种牌号的石油沥青往往不能满足工程技术要求，因此需要不同牌号沥青进行掺配。术要求，因此需要不同牌号沥青进行掺配。在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似结构破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青。试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构的均匀性。所谓同产源是指同属的沥青胶体结构的均匀性。所谓同产源是指同属石油沥青，或同属煤沥青（或煤焦油）。两种沥石油沥青，或同属煤沥青（或煤焦油）。两种沥青掺配的比例可用下式估算。青掺配的比例可用下式估算。9.19.1沥青沥青9.1.2 9.1.2 煤沥青煤沥青煤沥青的化学组成煤沥青的化学组成煤沥青的化学组成煤沥青的化学组成煤沥青是将煤焦油再进行蒸馏，蒸去水分和所有的轻油及部分中油、重油煤沥青是将煤焦油再进行蒸馏，蒸去水分和所有的轻油及部分中油、重油和蒽油后所得的残渣。各种油的分馏温度为在和蒽油后所得的残渣。各种油的分馏温度为在170170以下时以下时轻油；轻油；170170270270时时中油；中油；270270300300时时重油；重油；300300360360时时蒽油。有的残渣蒽油。有的残渣太硬还可加入蒽油调整其性质，使所生产的煤沥青便于使用。太硬还可加入蒽油调整其性质，使所生产的煤沥青便于使用。元素组成元素组成煤沥青的组成主要是芳香族碳氢化合物及其氧、硫和碳的衍生物的混合煤沥青的组成主要是芳香族碳氢化合物及其氧、硫和碳的衍生物的混合物。其元素组成主要为物。其元素组成主要为C C、H H、O O、S S和和N N。化学组分化学组分按按E.J.E.J.狄金松法，煤沥青可分离为油分、树脂狄金松法，煤沥青可分离为油分、树脂A A、树脂、树脂B B、游离碳、游离碳C1C1和游和游离碳离碳C2C2等组分。等组分。9.19.1沥青沥青9.1.2 9.1.2 煤沥青煤沥青煤沥青的技术性质煤沥青的技术性质煤沥青的技术性质煤沥青的技术性质温度稳定性较低，因含可溶性树脂多，由固态或粘稠态转变为粘流态温度稳定性较低，因含可溶性树脂多，由固态或粘稠态转变为粘流态(或液或液态态)的温度间隔较窄，夏天易软化流淌而冬天易脆裂。的温度间隔较窄，夏天易软化流淌而冬天易脆裂。与矿质集料的粘附性较好，在煤沥青组成中含有较多的极性物质，它赋予与矿质集料的粘附性较好，在煤沥青组成中含有较多的极性物质，它赋予煤沥青高的表面活性，所以它与矿质集料具有较好的粘附性。煤沥青高的表面活性，所以它与矿质集料具有较好的粘附性。大气稳定性较差，含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多，在热、阳光大气稳定性较差，含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多，在热、阳光和氧气等长期综合作用下，煤沥青的组成变化较大，易硬脆。和氧气等长期综合作用下，煤沥青的组成变化较大，易硬脆。塑性差，含有较多的游离碳，容易变形而开裂。塑性差，含有较多的游离碳，容易变形而开裂。耐腐蚀性强，因含酚、蒽等有有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材耐腐蚀性强，因含酚、蒽等有有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材的防腐处理。又因酚易溶于水，故防水性不及石油沥青。的防腐处理。又因酚易溶于水，故防水性不及石油沥青。煤沥青与石油沥青简易鉴别煤沥青与石油沥青简易鉴别煤沥青与石油沥青简易鉴别煤沥青与石油沥青简易鉴别9.19.1沥青沥青9.1.3 9.1.3 乳化沥青乳化沥青组成材料组成材料组成材料组成材料 乳化沥青是将粘稠沥青加热到流态，经机械作用使之在有乳化剂、稳定乳化沥青是将粘稠沥青加热到流态，经机械作用使之在有乳化剂、稳定剂的水中分散成为微小液滴（粒径剂的水中分散成为微小液滴（粒径2 25m5m），而形成的稳定乳状液。），而形成的稳定乳状液。乳化沥青由沥青、水、乳化剂及稳定剂组成。乳化沥青由沥青、水、乳化剂及稳定剂组成。乳化机理乳化机理乳化机理乳化机理 水是极性分子，沥青是非极性分子，两者表面张力不同，一般情况下不水是极性分子，沥青是非极性分子，两者表面张力不同，一般情况下不能互相溶合。当靠高速搅拌使沥青以做小颗粒分散在水中时，形成的沥青能互相溶合。当靠高速搅拌使沥青以做小颗粒分散在水中时，形成的沥青水分散体系是不稳定的，因为颗粒间的相互碰撞，会自动聚结，最后同水分水分散体系是不稳定的，因为颗粒间的相互碰撞，会自动聚结，最后同水分离。当加入一定量的乳化剂时，乳化剂是表面活性物质，会在两相界面上产离。当加入一定量的乳化剂时，乳化剂是表面活性物质，会在两相界面上产生强烈的吸附作用，形成吸附层。吸附层中的分子有一定取向，极性基团指生强烈的吸附作用，形成吸附层。吸附层中的分子有一定取向，极性基团指向水，与水分子牢固结合形成水膜；非极性基团指向沥青，形成乳化膜。当向水，与水分子牢固结合形成水膜；非极性基团指向沥青，形成乳化膜。当沥青颗粒互相碰撞时，水膜和乳化膜共同组成的保护膜能阻止颗粒的聚结，沥青颗粒互相碰撞时，水膜和乳化膜共同组成的保护膜能阻止颗粒的聚结，使乳液获得稳定。使乳液获得稳定。9.19.1沥青沥青9.1.3 9.1.3 乳化沥青乳化沥青特点与应用特点与应用特点与应用特点与应用特点：乳化沥青具有无毒、无臭、不燃、干燥快、粘结力强等特点。特别特点：乳化沥青具有无毒、无臭、不燃、干燥快、粘结力强等特点。特别是在潮湿基层上使用，于常温下作业，不需加热，不污染环境，避免了操作是在潮湿基层上使用，于常温下作业，不需加热，不污染环境，避免了操作人员受沥青挥发物的危害，加快了施工速度。人员受沥青挥发物的危害，加快了施工速度。应用：建筑防水工程中，采用乳化沥青粘结防水卷材做防水层，造价低、应用：建筑防水工程中，采用乳化沥青粘结防水卷材做防水层，造价低、用量省，可减轻防水层重量，有利于防水构造的改革。道路建筑工程中，乳用量省，可减轻防水层重量，有利于防水构造的改革。道路建筑工程中，乳化沥青可与湿骨料粘附，粘结力强，且施工和易性好，易于拌和，可节约沥化沥青可与湿骨料粘附，粘结力强，且施工和易性好，易于拌和，可节约沥青用量，它是一种有广阔发展前景的筑路材料。道路用乳化沥青类型应根据青用量，它是一种有广阔发展前景的筑路材料。道路用乳化沥青类型应根据使用目的、矿料种类、气候条件选用。对于酸性石科，或石料处于潮湿状态，使用目的、矿料种类、气候条件选用。对于酸性石科，或石料处于潮湿状态，或在低温下施工时，宜采用阳离子乳化沥青；对于碱性石料，或石料处于干或在低温下施工时，宜采用阳离子乳化沥青；对于碱性石料，或石料处于干燥状态，或与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜采用阴离子乳化沥青。乳燥状态，或与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜采用阴离子乳化沥青。乳化沥青制成后应及时使用。化沥青制成后应及时使用。9.19.1沥青沥青9.1.4 9.1.4 改性沥青改性沥青橡胶改性沥青橡胶改性沥青橡胶改性沥青橡胶改性沥青 在工程中使用的沥青应具有一定的物理性质和粘附性。在低温条件下应有在工程中使用的沥青应具有一定的物理性质和粘附性。在低温条件下应有较好的弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条较好的弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗件下具有抗“老化老化”能力；还应与各种矿料和结构表面有较强的粘附力；以及能力；还应与各种矿料和结构表面有较强的粘附力；以及对变形的适应性和耐疲劳性。通常，石油加工厂制备的沥青不对变形的适应性和耐疲劳性。通常，石油加工厂制备的沥青不定能全面满足定能全面满足这些要求，因此常用掺入橡胶、树脂和矿物填料等改性剂对沥青进行改性。因这些要求，因此常用掺入橡胶、树脂和矿物填料等改性剂对沥青进行改性。因而橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青的改性材料。而橡胶、树脂和矿物填料等通称为石油沥青的改性材料。橡胶是沥青的重要改性材料。它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶是沥青的重要改性材料。它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形性小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入橡胶的很多优点，如高温变形性小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，而各种橡胶沥青的性能也有差异。的方法也有所不同，而各种橡胶沥青的性能也有差异。氯丁橡胶改性沥青氯丁橡胶改性沥青丁基橡胶改性沥青丁基橡胶改性沥青SBS 改性沥青改性沥青9.19.1沥青沥青9.1.4 9.1.4 改性沥青改性沥青树脂改性沥青树脂改性沥青树脂改性沥青树脂改性沥青 用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。由于石油沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相容透气性。由于石油沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相容性较差，而且可用的树脂品种也较少。常用的树脂有聚乙烯、乙烯性较差，而且可用的树脂品种也较少。常用的树脂有聚乙烯、乙烯乙酸乙酸乙烯共聚物乙烯共聚物(EVA)(EVA)，无规聚丙烯，无规聚丙烯(APP)(APP)等。等。橡胶和树脂改性沥青橡胶和树脂改性沥青橡胶和树脂改性沥青橡胶和树脂改性沥青 橡胶和树脂同时用于改善沥青的性质，使沥青同时具有橡胶和树脂的特橡胶和树脂同时用于改善沥青的性质，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。且树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故效果较好。性。且树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故效果较好。矿物填充料改性沥青矿物填充料改性沥青矿物填充料改性沥青矿物填充料改性沥青 为了提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常加为了提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常加入一定数量的矿物填充料。常用的矿物填充料大多是粉状的和纤维状的，入一定数量的矿物填充料。常用的矿物填充料大多是粉状的和纤维状的，主要的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土和石棉等。此外，