项目四--沥青材料PPT课件.ppt

道路建筑材料 1 项目四沥青材料 学习重点 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 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 H S N O V 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 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 蜡对沥青路用性能的影响 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 2 4 5 9 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 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 100gt 5s P 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5cm min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softeningpoint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 5 min 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fraassbreakingpoint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 沥青三大指标 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 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50 0 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13 2粗颗粒 小于13 2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 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 31 项目四沥青材料煤沥青 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 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