项目四--沥青材料PPT课件.ppt

1项目四 沥青材料学习重点2 23 31 1了解其它各类沥青的组成和性质石油沥青的生产工艺、组成结构石油沥青的技术性质和技术标准2项目四 沥青材料沥青 是由一些极其复杂的碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物。特点粘结性好憎水材料可溶于二硫化碳、四氯化碳、等有机溶剂筑路材料防水卷材3项目四 沥青材料 分类沥沥 青青焦油沥青焦油沥青地沥青地沥青石油沥青石油沥青天然沥青天然沥青煤沥青等煤沥青等粘稠石油沥青粘稠石油沥青液体石油沥青液体石油沥青蒸馏干馏在道路建筑中最常用的主要是石油沥青和煤沥青两类4项目四沥青材料 石油沥青 一、石油沥青的生产工艺和分类石油沥青生产工艺流程示意图5项目四沥青材料 石油沥青 石油沥青的分类按原油成分按沥青在常温下的稠度按加工方法石蜡基沥青环烷基沥青中间基沥青直馏沥青氧化沥青溶剂沥青粘稠沥青液体沥青含蜡量5，粘结性和塑性低含蜡量2，粘结性和塑性均较高性质介于上两者之间尚需要进行氧化具有良好的温度稳定性石蜡成分相对减少常温下为半固体或固体状态常温下呈粘稠液体或液体状态6项目四 沥青材料 石油沥青 二、石油沥青的组成和结构元素组成元素数量组成与性质无明显关联 通过C/H比间接地了解石油沥青是十分复杂的烃类和非烃类的混合物，是石油中相对分子量最大、组成及结构最为复杂的部分主要原子微量金属元素杂原子C、HS、N、OV、Ne、Fe、Na、Ca、Cu不同产地沥青性质差异非常大，但元素组成相近7项目四沥青材料 石油沥青 化学组分三组分分离法三组分分离法溶解吸附法：以沥青在吸附剂上的吸附性和在抽提溶剂中溶解性的差异为基础。先用低分子烷烃沉淀出沥青质，再用白土吸附可溶分，将其分成吸附部分胶质和未被吸附部分油分，这样，可将沥青分成三组分。8项目四 沥青材料 石油沥青 沥青含蜡量蜡蜡对对沥沥青青路路用用性性能能的的影影响响高温时使沥青容易发软高温稳定性降低出现车辙低温时使沥青变得脆硬低温抗裂性降低出现裂缝降低沥青与石料粘附性使路面石子与沥青产生剥落降低沥青路面的抗滑性影响路面的行车安全沥青含蜡量的限制范围为2.24.59项目四沥青材料 石油沥青 胶体结构 以沥青质为胶核，胶质吸附其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再分散于油分中。a、溶胶型结构 b、溶凝胶型结构 c、凝胶型结构粘滞性小，流动性大，塑性好，温度稳定性较差弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性、塑性较低10项目四沥青材料 石油沥青 胶体结构的评价方法针入度指数（PI）沥青的针入度指数和胶体结构类型沥青的针入度指数沥青的针入度指数沥青胶体结构类型沥青胶体结构类型 2溶胶溶胶 2 2溶凝胶溶凝胶 2凝胶凝胶11项目四沥青材料 石油沥青 三、石油沥青的路用技术性质粘滞性 是沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移抵抗剪切变形的能力。技术指标：针入度 penetration 粘度 viscosity沥青的绝对粘度（动力粘度）沥青的相对粘度（条件粘度）12项目四沥青材料 石油沥青 针入度(Penetration)粘稠石油沥青相对稠度指标针入度值越小，表示粘度越大标准试验条件T=5、15 、25、或35 m=100g t =5sP(25,100g,5s)=65(0.1mm)沥青针入度试验示意图 在规定温度和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入试样的深度，以0.1mm表示。试验条件以PT，m，t表示，其中P为针入度，T为试验温度，m为荷重，t为贯入时间13项目四沥青材料 石油沥青 粘度（viscosity）液体石油沥青相对稠度指标 沥青材料，在标准粘度计中，于规定的温度条件下(20、25、30或60)，通过规定的流孔直径(3mm，4mm，5mm及10mm)流出50ml体积所需的时间(s)，以CT，d表示。其中C为粘度，T为试验温度，d为流孔直径。如：某沥青在60时，自5mm孔 径流出50ml沥青所需时间为 l00s，表示为C60，5=l00s。在相同温度和相同流孔条件下，流出时间愈长，表示沥青粘度愈大1沥青试样2活动球杆 3流孔 4水 14项目四沥青材料 石油沥青 延展性（塑性）沥青在外力作用下产生变形而不破坏（裂缝或断开），除去外力后仍保持原形状不变的性质。技术指标：延度 ductility 将沥青试样制成字形标准试模(中间最小截面积为1cm)在规定速度5cmmin和规定温度25或15下拉断时的长度，以厘米表示。15项目四沥青材料 石油沥青 沥青的延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好16项目四沥青材料 石油沥青 温度感应性(感温性)1）高温敏感性（软化点 softening point 表示）测定方法：环球法软化点仪环球法的软化点仪软化点愈高，沥青的耐热性愈好，即温度稳定性愈好 将沥青试样装入规定尺寸的铜环内(内径18.9mm)，试样上放置标准钢球(重3.5g)，以规定的升温速度(5min)加热，使沥青软化下垂至规定距离时的温度(以表示)。17项目四沥青材料 石油沥青 2）低温抗裂性（脆点 fraass breaking point 表示）测定方法：弗拉斯脆点仪 沥青试样涂在金属片上，置于有冷却设备的脆点仪内摇动脆点仪的曲柄，使涂有沥青的金属片产生弯曲，随制冷剂温度降低，沥青薄膜温度逐渐降低，当沥青薄膜在规定弯曲条件下，产生断裂时的温度，即为脆点。工程中，要求沥青具有较高的软化点和较低的脆点沥沥青青三三大大指指标标针入度软化点延度在规定温度下沥青的条件粘度沥青达到规定条件粘度时的温度既是反映感温性的一个指标，也是粘度的一种量度18项目四沥青材料 石油沥青 加热稳定性 沥青在过热或过长时间加热过程中，会发生轻馏分挥发、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化学变化，使沥青的化学组成及性质相应地发生变化。试验方法试验方法沥青蒸发损失试验沥青薄膜加热试验沥青蒸馏试验中、轻交通量用道路粘稠石油沥青重交通量用道粘稠石油沥青液体石油沥青测残渣性质（三大指标）试验19项目四沥青材料 石油沥青 沥青蒸发损失试验 将50g沥青试样装入盛样皿置于烘箱内，在163下保持受热时间5h，冷却测定质量损失，并测定残留物的针入度。针入度减小，软化点升高和延度降低试验后沥青薄膜加热试验 该法是将500.5g沥青试样装入盛样皿，使沥青成为厚约3.2mm的薄膜，沥青薄膜在163的标准薄膜加热烘箱中加热5h后，取出冷却，测定其质量损失，并按规定的方法测定残留物的针入度、延度等技术指标。20项目四沥青材料 石油沥青 安全性闪点 试样在规定的克利夫兰开口杯盛样器内，按规定的升温速度受热时所蒸发的气体，以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的试样温度，以表示。燃点 试样继续受热时，蒸气接触火焰能持续燃烧时间不少于时的试样温度，以表示。沥青材料在使用时必须加热，加热温度必须低于闪点21项目四沥青材料 石油沥青 溶解度石油沥青在三氯乙烯中溶解的百分率(即有效物质含量)限制不能溶解的有害物质(沥青碳、似碳物)含水量沥青中含水量过多影响施工速度引起火灾熔化沥青时应加快搅拌速度，促进水分蒸发，控制加热温度22项目四沥青材料 石油沥青 非常规的其它性能针入度指数 根据沥青在25的针入度值（0.1mm）和软化点（）来表达沥青感温性和胶体结构的参数1gP=AT+K针入度的对数与相应的温度呈线性关系沥青达到软化点时的针入度约为800（0.1mm）PI者为溶胶结构；PI者为凝胶结构；PI一十者为溶凝胶结构23项目四沥青材料 石油沥青 粘附性水进入沥青中降低沥青的粘附性进入沥青薄膜与集料间沥青剥落路面水损沥青混合料自身剥落交通荷载作用路面坑洞剥蚀24项目四沥青材料 石油沥青 粘附性检测方法水煮法水浸法大于大于13.2 13.2 粗颗粒粗颗粒小于小于13.2 13.2 细颗粒细颗粒粘附性影响因素沥青的性能集料的亲水性程度增水碱性石料亲水酸性石料增水碱性石料亲水酸性石料 .石灰岩花岗岩石灰岩花岗岩 25项目四沥青材料 石油沥青 老化 沥青在自然因素的作用下，产生“不可逆”的化学变化，导致路用性能劣化，通常称之为“老化”物理性质沥青老化后，针入度减少，延度降低，软化点升高，绝对粘度提高，脆点降低化学性质饱和分变化甚少，芳香分明显转变为胶质(速度较慢)，而胶质又转变为沥青质(速度较快)，胶质显著减少，沥青质显著增加。评价方法沥青蒸发损失试验沥青薄膜加热试验 液体石油沥青蒸馏试验26项目四沥青材料 石油沥青 四、石油沥青的技术标准道路石油沥青的技术标准公路沥青路面施工技术规范道路石油沥青的等级有：A级沥青、B级沥青、C级沥青按针入度划分为160、130、110、90、70、50、30号等标号不同的沥青延度、软化点、闪点、含蜡量、等技术指标在同一品种粘稠石油沥青中牌号愈大，沥青愈软，此时针入度、延度愈大，而软化点降低；牌号愈小，沥青愈硬，此时针入度、延度愈小，而软化点升高27项目四沥青材料 石油沥青 28项目四沥青材料 石油沥青 液体石油沥青的技术标准 道路液体石油沥青是指用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥青。适用于透层、粘层、及拌制常温沥青混合料。根据使用目的与场所，可选用快凝、中凝、慢凝的液体石油沥青。29项目四沥青材料 煤沥青 煤沥青（俗称柏油）烟煤干馏隔绝空气煤焦油蒸馏煤沥青温度低于270软煤沥青蒸馏温度高于270硬煤沥青液体半固体固态 路用煤沥青为700以上的高温煤焦油加工而得，具有一定的温度稳定性。30项目四沥青材料 煤沥青 煤沥青的组分煤沥青的组分31项目四沥青材料 煤沥青 煤沥青的技术性质煤沥青的技术性质温度稳定性较低与石油沥青相比大气稳定性差塑性较差与矿料粘附性好煤沥青密度比石油沥青大有毒、有臭味、防腐能力强32项目四沥青材料 煤沥青 煤沥青与石油沥青的鉴别方法 鉴别方法鉴别方法石油沥青石油沥青煤沥青煤沥青相对密度相对密度接近接近1.0 1.25 1.28燃烧燃烧烟少，无色，有松香味，无毒烟少，无色，有松香味，无毒烟多，黄色，臭味大，有毒烟多，黄色，臭味大，有毒气味气味常温下无刺激性气味常温下无刺激性气味常温下有刺激性臭味常温下有刺激性臭味颜色颜色呈辉亮褐色呈辉亮褐色浓黑色浓黑色溶解试验溶解试验可溶于汽油或煤油可溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油捶击捶击韧性较好，不易碎韧性较好，不易碎韧性差，较脆韧性差，较脆大气稳定性大气稳定性较高较高较低较低康腐蚀性康腐蚀性差差强强33项目四沥青材料 自测题：一、填空题1、道路粘稠石油沥青的“三大指标”指的是 、和 ，其表征的技术性质分别为 、和 ，其单位分别为 、和 。2、沥青的粘滞性对于粘稠沥青用 表示，液体沥青用 表示。3、石油沥青的结构有 、和 三种类型，判定其结构类型的依据是 ，路用优质沥青属于 结构。4、石油沥青的温度稳定性用 和 表示。34项目四沥青材料5、我国液体石油沥青的等级是按粘度划分的，其表示方式C（t，d）中，t表示 ，d表示 ，测试仪器名称为 。6、我国粘稠沥青的牌号是按 划分的，测试仪器名称为 ，测试条件为：的温度、的荷重、的下沉时间。7、表征石油沥青安全性的指标有 和 。8、延度试验的试验温度为 或 ，拉伸速度为 ，试验过中，若沥青丝沉入槽底，则应在水中加入 ，若浮出水面，则加入 。35项目四沥青材料二、选择题1、以下哪项对沥青的描述有误（）A、是有机胶凝材 B、常温下是固体或半固体C、可溶于三氯乙烯等有机溶剂 D、颜色通常为黑褐色或褐色2、以下属于地沥青的是（）A、石油沥青 B、煤沥 C、页岩沥青 D、木沥青；3、以下（）不是沥青所具有的特点。A、具有良好的憎水性 B、具有良好的粘结性C、具有较大的塑性变形 D、具有较高的抗压强度36项目四沥青材料4、以下（）不是按原油加工方法分类得到的沥青。A、直馏沥青 B、氧化沥青 C、乳化沥青 D、溶剂沥青5、石蜡的含量（）的沥青称为石蜡基沥青A、大于10%B、大于5%C、大于2%D、大于0.5%6、三组分分析法将沥青分成的组分中不包括（）。A、油分 B、树脂 C、沥青质 D、石蜡7、沥青中的油分使沥青具有（）。A、流动性 B、塑性 C、粘附性 D、热稳定性 37项目四沥青材料8、若沥青中石蜡含量过高，可能出现的结果是（）。A、沥青粘结性强 B、沥青温度稳定性好 C、沥青不易老化 D、路面抗滑性较差9、煤沥青的组中不包括（）A、树脂 B、游离碳 C、沥青质 D、油分三、判断题1、（）90号沥青比70号沥青软。38项目四沥青材料2、（）石油沥青中，石蜡含量越丰富，沥青路用性能越好。3、（）沥青针入度试验的标准温度是15，延度试验的标准温度25。4、（）沥青老化后，其针入度、延度减小，而软化点升高。5、（）粘度为80s比粘度为70s的沥青粘结力好。6、（）PI大于2的沥青为溶胶结构，小于-2的沥青的为凝胶结构。7、（）煤沥青的表面活性比石油沥青大。8、（）煤沥青的标号主要由针入度划分。9、（）沥青延度试验时，若沥青丝下沉或上浮，可先调整水槽中水的密度，再继续拉伸至沥青丝断裂。39项目四沥青材料 自测题答案一、填空题1、针入度、延度、软化点、粘滞性、塑性、温度稳定性、0.1mm、cm、2、针入度、粘度3、凝胶结构、溶胶结构、溶凝胶结构、针入度指数、溶凝胶结构4、软化点、脆点5、试验温度、流孔直径、粘度仪6、针入度、针入度仪、25、100g、5s7、闪点、燃点8、15、10、食盐、酒精二、选择题1、B 2、A 3、D 4、C 5、B 6、D 7、A 8、D 9、C 三、判断题1、2、3、4、5、6、7、8、9、40