第十一章 沥青与防水材料

1、第十一章沥青与防水材料第十一章沥青与防水材料 防水材料是土木工程防止水透过建筑物结防水材料是土木工程防止水透过建筑物结 构层而使用的一种建筑材料构层而使用的一种建筑材料。 它是保证房屋建筑能够防雨水、地下水与它是保证房屋建筑能够防雨水、地下水与 其他水分渗透的重要组成部分，是建筑工其他水分渗透的重要组成部分，是建筑工 程上不可缺少的主要材料。程上不可缺少的主要材料。 有两种类型的防水构造：有两种类型的防水构造：刚性防水刚性防水（防水（防水 混凝土等）和混凝土等）和柔性防水柔性防水。柔性防水包括三种类。柔性防水包括三种类 型：防水卷材防水涂料和嵌缝材料。型：防水卷材防水涂料和嵌缝材料。 常用柔性

2、防水材料常用柔性防水材料 沥青基防水材料沥青基防水材料 高聚物改性沥青高聚物改性沥青 合成高分子防水材料合成高分子防水材料 有三种类型的有三种类型的常用柔性防水材料常用柔性防水材料： 沥青基防水材料沥青基防水材料, ,高聚物改性沥青和合成高高聚物改性沥青和合成高 分子防水材料。分子防水材料。 目前我国建筑工程渗漏现象严重，提高建目前我国建筑工程渗漏现象严重，提高建 筑防水工程质量刻不容缓。筑防水工程质量刻不容缓。 合理设计和选材、精心施工、定期维护保合理设计和选材、精心施工、定期维护保 养是解决问题的关键。养是解决问题的关键。 在防水设防上要遵循刚柔相济、多层设防在防水设防上要遵循刚柔相济、多

3、层设防 的原则。的原则。 就防水材料而言，正向着高性能、多功能、就防水材料而言，正向着高性能、多功能、 低污染等方向发展。低污染等方向发展。 防水材料的发展趋势防水材料的发展趋势 1 1、向橡胶基和树脂基防水材料或高聚物改性沥青、向橡胶基和树脂基防水材料或高聚物改性沥青 系列发展。系列发展。 2 2、油毡的胎体由纸胎向玻纤胎或化纤胎方面发展；、油毡的胎体由纸胎向玻纤胎或化纤胎方面发展； 3 3、密封材料和防水材料由低塑性产品向高弹性、密封材料和防水材料由低塑性产品向高弹性、 高耐久性产品的方向发展；高耐久性产品的方向发展； 4 4、防水层的构造亦由多层向单层防水发展；、防水层的构造亦由多层向单

4、层防水发展； 5 5、施工方法由热熔法向冷粘法发展。、施工方法由热熔法向冷粘法发展。 建筑屋面防水等级建筑屋面防水等级 防水等级防水等级 建筑物类建筑物类 别别 特别重要或对特别重要或对 防水有特殊要防水有特殊要 求的建筑求的建筑 重要建筑和重要建筑和 高层建筑高层建筑 一般的建筑一般的建筑 非永久性非永久性 建筑建筑 防水层合防水层合 理使用年理使用年 限限 25年年15年年10年年5年年 防水层选防水层选 用材料用材料 设防要求设防要求 三道或三道以三道或三道以 上防水设防上防水设防 二道防水设二道防水设 防防 一道防水设一道防水设 防防 一道防水一道防水 设防设防 本章教学目标本章教学目

5、标 掌握：石油掌握：石油沥青的主要技术性质沥青的主要技术性质。 了解：了解：防水卷材、防水涂料和密封材料防水卷材、防水涂料和密封材料 的性能及应用的性能及应用。 第一节第一节 沥青和沥青混合料沥青和沥青混合料 一、沥一、沥 青青 定义定义 沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢 化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。 在常温下呈固体、半固体或液体状态。在常温下呈固体、半固体或液体状态。 特点特点 颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。 具有结构致

6、密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐 酸、耐碱、耐腐蚀等性能。酸、耐碱、耐腐蚀等性能。 分类分类 应用应用 主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋 面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路 以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。 沥青沥青 地沥青地沥青 焦油沥青焦油沥青 天然沥青天然沥青 石油沥青石油沥青 煤沥青煤沥青 木沥青木沥青 泥炭沥青泥炭沥青 页岩沥青页岩沥青 二、石油沥青二、石油沥青 1.生产生产 石油沥青是由石油原油或石油衍生物经过常

7、石油沥青是由石油原油或石油衍生物经过常 压或减压蒸馏，提炼出汽油、煤油、柴油、压或减压蒸馏，提炼出汽油、煤油、柴油、 润滑油等轻质油分后的残渣，经加工制成的润滑油等轻质油分后的残渣，经加工制成的 一种产品一种产品 。 2.按用途分类按用途分类 石油沥青石油沥青 道路石油沥青道路石油沥青 建筑石油沥青建筑石油沥青 普通石油沥青普通石油沥青 防水防潮石油沥青防水防潮石油沥青 3.组分组分 石油沥青化学成分非常复杂，可分为油分、树脂和地石油沥青化学成分非常复杂，可分为油分、树脂和地 沥青质三大组分。各组分的特点及作用见下表沥青质三大组分。各组分的特点及作用见下表 组组 分分作作 用用 油分油分 淡黄

8、色透明液体；淡黄色透明液体； 赋予沥青流动性。赋予沥青流动性。 树脂树脂 粘稠半固体；粘稠半固体； 增加沥青粘结力和延伸性。增加沥青粘结力和延伸性。 地沥青质地沥青质 固体粉末；固体粉末； 决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性决定沥青的粘结力、粘度、温度稳定性 2 23%3%的沥青碳和似碳物，实在高温裂化等过程中的沥青碳和似碳物，实在高温裂化等过程中 生成的，是石油沥青中分子量最大的它能降低石生成的，是石油沥青中分子量最大的它能降低石 油沥青的粘结力。油沥青的粘结力。 石蜡石蜡：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度 稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成分。采用

9、稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成分。采用 盐处理法等处理多腊石油可使石油沥青的软化点盐处理法等处理多腊石油可使石油沥青的软化点 提高，针入度降低，性质得到改善，使之达到使提高，针入度降低，性质得到改善，使之达到使 用要求。用要求。 粘性粘性 塑性塑性 温度敏感性（温度稳定性，感温性）温度敏感性（温度稳定性，感温性） 大气稳定性（耐久性）大气稳定性（耐久性） 石油沥青的粘滞性石油沥青的粘滞性 衡量指标衡量指标 定义定义 影响因素影响因素 石油沥青的粘滞性石油沥青的粘滞性 定义定义 返回返回 粘滞性又称粘性，反映石油沥青在外力作用下，粘滞性又称粘性，反映石油沥青在外力作用下， 抵抗变形的能力。抵

10、抗变形的能力。 石油沥青的粘滞性石油沥青的粘滞性 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液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度(25(25 或或6060）下，经规定直径的孔洞（）下，经规定直径的孔洞（3.5mm3.5mm或或10mm10mm）漏下）漏下50mL50mL 所需要的时间，用符号所需要的时间，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的条的条 件下，以质量件下，以质量100g的标准针，经的标准针，经5s沉入沥青中的深度（每深沉入沥青中的深

11、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 返回返回 返回返回 返回返回 石油沥青的粘滞性石油沥青的粘滞性 影响因素影响因素 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 返回返回 石油沥青的塑性石油沥青的塑性 衡量指标衡量指标 定义定义 影响因素影响因素 石油沥青的塑性石油沥青的塑性 定义定义 塑性指石油沥青在外力作用下变形而不破坏，塑性指石油沥青在外力作用下变形而不破坏， 除去除去 外力后，仍能保持变形后的形状的性质。外力后，

12、仍能保持变形后的形状的性质。 返回返回 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 试件在规定温度（试件在规定温度（25）和规定速度（）和规定速度（5cm/s）的条件下）的条件下 在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值（在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值（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 返回返回 石油沥青的塑性石油沥青的塑性 返回返回 影响因素影响因素 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 返回返回 拉伸速度：拉伸速度拉伸

13、速度：拉伸速度 ，塑性，塑性 石油沥青的塑性石油沥青的塑性 石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性 衡量指标衡量指标 定义定义 影响因素影响因素 工程实际工程实际 定义定义 温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随温度温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随温度 升降而变化的性能。升降而变化的性能。 返回返回 温度敏感性小：温度敏感性小： 粘滞性和塑性随温度的变化大粘滞性和塑性随温度的变化大 粘滞性和塑性随温度的变化小粘滞性和塑性随温度的变化小 石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性 温度敏感性大：温度敏感性大： 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具有一定流动性用软化点表示，指

14、沥青受热由固态转变为具有一定流动性 膏体时的温度（膏体时的温度（）。）。 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 返回返回 石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性 返回返回 影响因素影响因素 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 返回返回 石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性 返回返回 工程实际工程实际 工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形，工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形， 甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发甚至流

15、淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发 生脆裂现象。生脆裂现象。 石油沥青的温度敏感性石油沥青的温度敏感性 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 因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。 测定方法测定方法 沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度、软沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度、软 化点等性质的改变值来表示。化点等性质的改变值来表示。蒸发损失率越小，针入度比愈大，蒸发损失率越小，针入度比愈大， 大气稳定性愈好。大气稳定性愈好。 返回返回 沥青的老化指沥青的老

16、化指 沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐 失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象。失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象。 石油沥青的大气稳定性石油沥青的大气稳定性 石油沥青的其他性能石油沥青的其他性能 溶解度溶解度 石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分 率，以表示沥青中有效物质含量，即纯净程度。不溶解率，以表示沥青中有效物质含量，即纯净程度。不溶解 的物质会降低沥青的性能，应加以限制。的物质会降低沥青的性能，应加以限制。 闪点闪点 加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥

17、青温度。 燃点或着火点燃点或着火点 加热沥青，并与火接触能持续燃烧加热沥青，并与火接触能持续燃烧5 5秒以上时的温度。秒以上时的温度。 闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标。 5.牌号及选用牌号及选用 (1)牌号牌号 石油沥青按用途分为石油沥青按用途分为建筑石油沥青建筑石油沥青、道路道路 石油沥青石油沥青、防水防潮石油沥青防水防潮石油沥青和和普通石油沥青普通石油沥青。 石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化 点等指标划分，并以针入度值表示。同一品种点等指标划分，并以针入度值表示。同一品

18、种 的石油沥青材料，的石油沥青材料，同种石油沥青中，牌号愈大，同种石油沥青中，牌号愈大， 针入度愈大针入度愈大( (粘性愈小粘性愈小) )、延度愈大、延度愈大( (塑性愈大塑性愈大) )、 软化点愈低软化点愈低( (温度稳定性愈差温度稳定性愈差) )、使用寿命愈、使用寿命愈 长长 ； 牌号高牌号高 针入度高针入度高延度大延度大软化点低软化点低 粘聚力低粘聚力低塑性好塑性好温度敏感性大温度敏感性大 （1）选用）选用 (1) (1) 根据工程性质与要求根据工程性质与要求( (房屋、防腐、道路房屋、防腐、道路) )、使、使 用部位、环境条用部位、环境条 件等因素选用。件等因素选用。 (2) (2)

19、在满足使用条件的前提下，应选用牌号较大的石油沥青，以保在满足使用条件的前提下，应选用牌号较大的石油沥青，以保 证使用寿命较长。证使用寿命较长。 道路石油沥青道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程。牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程。 用于二极以下公路和城市次干道、支路路面，应选用中、轻交通用于二极以下公路和城市次干道、支路路面，应选用中、轻交通 量道路石油沥青；用于高速公路、一级公路和产城市快车速路、量道路石油沥青；用于高速公路、一级公路和产城市快车速路、 主干道路路面，应选用重交通量道路石油沥青。一般拌制成沥青主干道路路面，应选用重交通量道路石油沥青。一般拌制成沥青

20、混合料使用。道路石油沥青还可作密封材料、胶粘剂及沥青涂料混合料使用。道路石油沥青还可作密封材料、胶粘剂及沥青涂料 等。等。 建筑石油沥青建筑石油沥青粘性大，耐热性较好，但塑性较好，可用于制造油粘性大，耐热性较好，但塑性较好，可用于制造油 毡、油纸、防水涂料和沥青胶，主要用于屋面及地下防水、沟槽毡、油纸、防水涂料和沥青胶，主要用于屋面及地下防水、沟槽 防水、防腐蚀及管道防腐等工程。一般屋面防水用沥青材料的软防水、防腐蚀及管道防腐等工程。一般屋面防水用沥青材料的软 化点应比当地夏季屋面最高温度高化点应比当地夏季屋面最高温度高2020以上，以避免夏季流淌，以上，以避免夏季流淌， 但软化点也不宜过高，

21、否则冬天易发生低温冷脆开裂。但软化点也不宜过高，否则冬天易发生低温冷脆开裂。 防水、防潮石油沥青防水、防潮石油沥青的温度稳定性较好，合适的温度稳定性较好，合适 作油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的粘作油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的粘 结材料。牌号从结材料。牌号从3号到号到5号，沥青温度敏感性逐号，沥青温度敏感性逐 渐变小。渐变小。6号沥青质地较软，温度敏感性也小，号沥青质地较软，温度敏感性也小， 主要适用于寒冷地区的屋面及其他防水防潮工主要适用于寒冷地区的屋面及其他防水防潮工 程。程。 普通石油沥青普通石油沥青含蜡较多，一般因此，在工程中含蜡较多，一般因此，在工程中 只能与其他种类石油

22、沥青掺配使用，而不宜在只能与其他种类石油沥青掺配使用，而不宜在 工程中单独使用。工程中单独使用。 （3）石油沥青的掺配）石油沥青的掺配 在工程中，往往一种牌号的沥青不能满在工程中，往往一种牌号的沥青不能满 足工程要求，因此常常需要用不同牌号的沥青足工程要求，因此常常需要用不同牌号的沥青 进行进行掺配掺配。在进行掺配时，为了不使掺配后的。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沥青胶体结构破坏，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胶体结构的均匀性。所谓易保证掺配后的沥青胶体结构

23、的均匀性。所谓 同源是指同属石油沥青或同属于煤沥青。同源是指同属石油沥青或同属于煤沥青。 掺配沥青一般是指以同种沥青的不同标号按一定比例互掺配沥青一般是指以同种沥青的不同标号按一定比例互 相掺配而制成的沥青。相掺配而制成的沥青。 施工中，若采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的施工中，若采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的 软化点时，可采用两种或三种沥青进行掺配。一般认为软化点时，可采用两种或三种沥青进行掺配。一般认为 掺配时要注意同源，即用同属石油沥青或同属煤沥青来掺配时要注意同源，即用同属石油沥青或同属煤沥青来 掺配。掺配。 两种沥青掺配的比例可用下式估算：两种沥青掺配的比例可用下式估算

24、： 式中式中 Q1较软沥青用量，；较软沥青用量，；Q2较硬沥青用量，；较硬沥青用量，； T1较软沥青软化点，较软沥青软化点，；T2较硬沥青软化点，较硬沥青软化点， 。 100 12 02 1 TT TT Q 工程实例分析工程实例分析 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： 从裂缝的形状来看，沥青老化低温引起的裂缝大多为从裂缝的形状来看，沥青老化低温引起的裂缝大多为 横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该路面破损情况横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该路面破损情况 吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸 性

25、下降，低温稳定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬性下降，低温稳定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬 天，气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩，天，气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩， 产生了应力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路产生了应力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路 面便产生开裂。面便产生开裂。 每到冬天，某沥青路面总会每到冬天，某沥青路面总会 出现一些裂缝，裂缝大多是横出现一些裂缝，裂缝大多是横 向的，且几乎为等距离间距的，向的，且几乎为等距离间距的， 在冬天裂缝尤其明显。在冬天裂缝尤其明显。 三、煤沥青三、煤沥青 煤沥青煤沥青是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的

26、沥是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥 青。煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异：青。煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异： 温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定 性较差，以及含对人体有害成分较多、臭味较重。性较差，以及含对人体有害成分较多、臭味较重。 ，煤沥青分类：煤沥青分类： 1 1、低温煤沥青、低温煤沥青( (软化点为软化点为303075)75)； 2 2、中温煤沥青、中温煤沥青( (软化点为软化点为757595)95)； 3 3、高温煤沥青、高温煤沥青( (软化点为软化点为9595120)120)。 土木

27、工程工程中所采用的煤沥青主要是半固体状土木工程工程中所采用的煤沥青主要是半固体状 的低温煤沥青。的低温煤沥青。 主要用于铺筑路面、制取染料、配制胶粘剂、制作涂料、主要用于铺筑路面、制取染料、配制胶粘剂、制作涂料、 嵌缝油膏和油毡等。嵌缝油膏和油毡等。 与石油沥青比较，煤沥青有如下特点与石油沥青比较，煤沥青有如下特点: : (1) (1) 密度大；密度大；(4)(4)大气稳定性差；大气稳定性差； (2)(2)塑性差；塑性差； (5)(5)有毒、有臭味、防腐能力强；有毒、有臭味、防腐能力强； (3)(3)温度稳定性差；温度稳定性差； (6)(6)与矿物质材料表面粘附力较强；与矿物质材料表面粘附力较

28、强； 鉴别方法 煤 沥 青 石 油 沥 青 密 度 大于 1.1 g/cm 3(约为 1.25 g/cm3) 接近 1.0 g/cm 3 锤 击 音清脆、韧性差 音哑、富有弹性、韧性好 燃 烧 烟呈黄色，有刺激味 烟无色，无刺激性臭味 溶液颜色 用 3050 倍汽油或煤油溶解后，将溶液滴于滤 纸上，斑点分内外两圈，呈内黑外棕或黄色 溶解方法同左，斑点完全均匀散开，呈棕色 编号编号针入度针入度/0.01mm (25，100g， 5s) 延度延度/cm (25，5cm/min 软化点软化点 环球法环球法 / A30572 B222.5101 请比较下列请比较下列A、B两种建筑石油沥青的针入度、延度

29、及软化点测定两种建筑石油沥青的针入度、延度及软化点测定 值。若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适，请讨论值。若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适，请讨论 宜用宜用B石油沥青，一般屋面用沥青应比当地屋面可能达到的最高温石油沥青，一般屋面用沥青应比当地屋面可能达到的最高温 度高出度高出2025，亦即比当地最高温度高出，亦即比当地最高温度高出50左右。南方炎热地区左右。南方炎热地区 气温相当高，气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。可选沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。可选B， 但但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂现沥青延伸度较小，在严寒地区

30、不宜使用，否则易出现脆裂现 四、改性沥青四、改性沥青 土木工程中使用的沥青要求：土木工程中使用的沥青要求： 在低温下应有弹性和塑性；在低温下应有弹性和塑性； 在高温下要有足够的强度和稳定性；在高温下要有足够的强度和稳定性； 在加工和使用中具有抗老化能力；在加工和使用中具有抗老化能力； 与矿物和结构表面有较强的粘附力；与矿物和结构表面有较强的粘附力； 以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。 沥青材料本身难以满足这些性能要求，因此，通沥青材料本身难以满足这些性能要求，因此，通 常用矿物填料和高分子合成材料对沥青进行改性。常用矿物填料和高分子合成材料对沥青进行改性。 改

31、性沥青主要用于防水材料改性沥青主要用于防水材料 三、改性石油沥青三、改性石油沥青 土木工程中使用的沥青要求：土木工程中使用的沥青要求： 在低温下应有弹性和塑性；在低温下应有弹性和塑性； 在高温下要有足够的强度和稳定性；在高温下要有足够的强度和稳定性； 在加工和使用中具有抗老化能力；在加工和使用中具有抗老化能力； 与矿物和结构表面有较强的粘附力；与矿物和结构表面有较强的粘附力； 以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。 沥青材料本身难以满足这些性能要求，需用其他沥青材料本身难以满足这些性能要求，需用其他 材料改性。材料改性。 1、用于沥青改性的材料、用于沥青改性的材料

32、 脂肪胺脂肪胺 改善沥青的湿润性，增加在湿基面上的粘结力。改善沥青的湿润性，增加在湿基面上的粘结力。 烃烃 有机溶剂，改变沥青的粘度。有机溶剂，改变沥青的粘度。 弹性体弹性体 再生橡胶粉再生橡胶粉 丁二烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（丁二烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物（SBSSBS树脂）树脂） 丁二烯苯乙烯橡胶乳液（丁二烯苯乙烯橡胶乳液（SBRSBR） 天然橡胶乳液天然橡胶乳液 塑性体塑性体 乙烯醋酸乙烯脂（乙烯醋酸乙烯脂（EVAEVA） 苯乙烯脂苯乙烯脂 矿物粉末矿物粉末 滑石粉、石灰石粉、膨润土、水泥等。滑石粉、石灰石粉、膨润土、水泥等。 2、性能改善、性能改善 抗疲劳裂缝抗疲劳裂缝 抗热裂缝抗热裂缝

33、 抗变形能力抗变形能力 热敏感性热敏感性 粘结性粘结性 高温粘度高温粘度 延度延度 脆性断裂脆性断裂 耐久性（抗老化）耐久性（抗老化） 橡胶改性沥青橡胶改性沥青 橡胶有：氯丁橡胶、丁氰橡胶、再生橡胶等。橡胶有：氯丁橡胶、丁氰橡胶、再生橡胶等。 改性机理：橡胶分子加入到沥青中，改变了沥青中改性机理：橡胶分子加入到沥青中，改变了沥青中 分散介质的组成，促进沥青分子相互排斥，并改变分散介质的组成，促进沥青分子相互排斥，并改变 了分散相的结构，形成弹性结构网。了分散相的结构，形成弹性结构网。 改性效果：改性效果：气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐 光、耐臭氧、耐气候和

34、耐燃烧性等得到大大改善和光、耐臭氧、耐气候和耐燃烧性等得到大大改善和 提高。提高。 掺入方法：溶剂法和乳液法掺入方法：溶剂法和乳液法 树脂改性沥青树脂改性沥青 树脂有：树脂有： 古马隆树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、酚古马隆树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、酚 醛树脂和天然松香等。醛树脂和天然松香等。 改性机理：与橡胶相同。改性机理：与橡胶相同。 改性效果改性效果： 气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、 耐臭氧、耐气候和耐燃烧性得到大大改善。耐臭氧、耐气候和耐燃烧性得到大大改善。 掺入方法：溶剂法或乳液法。掺入方法：溶剂法或乳液法。 矿物填充料改性沥青矿物填充

35、料改性沥青 矿物填充料的品种：矿物填充料的品种： 滑石粉、石灰石粉、硅藻土、云母粉、石棉绒、滑石粉、石灰石粉、硅藻土、云母粉、石棉绒、 粉煤灰、水泥等。粉煤灰、水泥等。 作用机理：作用机理： 由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥 青分子可能成单分子装排列在矿物颗粒（或纤维）青分子可能成单分子装排列在矿物颗粒（或纤维） 表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，因而又称为表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，因而又称为 “结构沥青结构沥青”。 改性作用：改性作用： 提高了粘性和耐热性等。提高了粘性和耐热性等。 五、沥青混合料五、沥青混合料 沥青混合料是沥青混合料是沥青

36、混凝土混合料沥青混凝土混合料和和沥青碎石混沥青碎石混 合料合料的总称。的总称。 沥青混凝土混合料沥青混凝土混合料是由适当比例的粗集料、细是由适当比例的粗集料、细 集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥 青结合料拌和而制成的符合技术标准的沥青混青结合料拌和而制成的符合技术标准的沥青混 合料。合料。 沥青碎石混合料沥青碎石混合料是由适当比例的粗集料、细集是由适当比例的粗集料、细集 料及填料料及填料(或不加填料或不加填料)与沥青拌和的沥青混合料与沥青拌和的沥青混合料 1、分类、分类 （1）按胶接材料种类分：）按胶接材料种类分： 石油沥青混合料和煤沥青混合料。

37、 （2）按施工温度分类）按施工温度分类 按沥青混合料拌制和摊铺温度分为： 热拌热铺沥青混合料 简称热拌沥青混合料。沥青与矿料在热态 拌和、热态铺筑的混合料。 常温沥青混合料 以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌 制、铺筑的混合料。 (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 沥青混合料中的矿料是按级配原则，从大 到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的混合料，称为连续级配 混合料。 间断级配沥青混合料 连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两 个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。 (4) 按混合料密实度分类按混合料密实度分类 密级配沥青混凝土混合料密级配沥

38、青混凝土混合料 按密实级配原则设计的按密实级配原则设计的 连续型密级配沥青混合料，但其粒径递减系数较小，剩连续型密级配沥青混合料，但其粒径递减系数较小，剩 余空隙率小于余空隙率小于10。密级配沥青混凝土混合料按其剩余。密级配沥青混凝土混合料按其剩余 空隙率又可分为空隙率又可分为 I型沥青混凝土混合料：剩余空隙率型沥青混凝土混合料：剩余空隙率36； II型沥青混凝土混合料：剩余空隙率型沥青混凝土混合料：剩余空隙率 410。 开级配沥青混凝土混合料开级配沥青混凝土混合料 按级配原则设计的连续型按级配原则设计的连续型 级配混合料，但其粒径递减系数较大，剩余空隙率大于级配混合料，但其粒径递减系数较大，

39、剩余空隙率大于 15。亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的。亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的 （即剩余空隙率（即剩余空隙率1015）混合料称为半开级配沥）混合料称为半开级配沥 青混合料。青混合料。 (5) 按最大粒径分类按最大粒径分类 沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列4类：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265 mm（圆（圆 孔筛孔筛30 mm）的沥青混合料。）的沥青混合料。 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16 mm或或19 mm（圆孔（圆孔 筛筛20

40、 mm或或25 mm）的沥青混合料。）的沥青混合料。 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9.5 mm或或13.2 mm（圆（圆 孔筛孔筛10 mm或或15 mm）的沥青混合料。）的沥青混合料。 砂粒式沥青混合料砂粒式沥青混合料 集料最大粒径等于或小于集料最大粒径等于或小于4.75 mm（圆（圆 孔筛孔筛5 mm）的沥青混合料，也称为沥青石屑或沥青砂。）的沥青混合料，也称为沥青石屑或沥青砂。 沥青碎石混合料除上述沥青碎石混合料除上述4类外，尚有：特粗式沥青碎石混合料，类外，尚有：特粗式沥青碎石混合料， 集料最大粒径集料最大粒径37.5 mm（圆孔筛（圆孔筛40 mm）

41、以上。）以上。 热拌沥青混合料是沥青混合料中最典型的品种，其它各种沥青热拌沥青混合料是沥青混合料中最典型的品种，其它各种沥青 混合料均为由其发展而来的亚种。本节主要详述它的组成结构、技混合料均为由其发展而来的亚种。本节主要详述它的组成结构、技 术性质、组成材料和设计方法。术性质、组成材料和设计方法。 2、沥青混合料组成材料及结构、沥青混合料组成材料及结构 （1 1）、组成材料及其作用）、组成材料及其作用 组成：组成：沥青、粗骨料、细骨料和填料。沥青、粗骨料、细骨料和填料。 作用：作用：沥青与矿质材料（砂、石）构成具有空间网沥青与矿质材料（砂、石）构成具有空间网 络结构的分散体系；络结构的分散体

42、系； 沥青沥青为为分散介质分散介质; ; 赋予混合料以流动性；赋予混合料以流动性； 在常温下为固体，起到胶结作用在常温下为固体，起到胶结作用； 矿料矿料在混合料中为分散相，在混合料中为分散相， 起骨架和填充作用起骨架和填充作用; ; 改善混合料的体积安定性改善混合料的体积安定性; ; 减少沥青胶结材料用量减少沥青胶结材料用量 （2 2）、沥青混合料的结构）、沥青混合料的结构 悬浮密实结构悬浮密实结构 结构特征：结构特征：由连续级配矿质料配制的密实沥青混合料，由连续级配矿质料配制的密实沥青混合料， 结构上，大颗粒骨料悬浮在小颗粒骨料之中。结构上，大颗粒骨料悬浮在小颗粒骨料之中。 性能特点性能特点

43、：密实度和强度较高，稳定性较差。：密实度和强度较高，稳定性较差。 骨架空隙结构骨架空隙结构 结构特征结构特征：较细骨料少，较粗骨料彼此相互接触连接。：较细骨料少，较粗骨料彼此相互接触连接。 性能特点：性能特点：稳定性较好，粘聚力较差。稳定性较好，粘聚力较差。 骨架密实结构骨架密实结构 结构特征结构特征：粗骨料相互接触，其堆积空隙完全被较细颗：粗骨料相互接触，其堆积空隙完全被较细颗 粒填充密实。粒填充密实。 性能特点性能特点：较高的粘聚力和稳定性，较高的内摩擦角：较高的粘聚力和稳定性，较高的内摩擦角 （3 3）、沥青混合料的组成材料与技术要求）、沥青混合料的组成材料与技术要求 矿矿 料料 粗骨料

44、：粗骨料： 碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。 基本要求基本要求：洁净、干燥、无风化、不含杂质、坚硬、：洁净、干燥、无风化、不含杂质、坚硬、 耐磨、韧性好、级配与粒径符合标准要求。耐磨、韧性好、级配与粒径符合标准要求。 细骨料细骨料： 天然砂、人工砂和石屑等天然砂、人工砂和石屑等 填料：填料： 以采用石灰岩或岩浆岩磨细的粉末。以采用石灰岩或岩浆岩磨细的粉末。 沥青沥青 应根据气候条件、交通性质、沥青混合料的类型和施应根据气候条件、交通性质、沥青混合料的类型和施 工条件选择沥青，并应符合有关标准的规定。工条件选择沥青，并应符合有关标准的规定。 （4 4）沥青混合

45、料的技术要求）沥青混合料的技术要求 高温稳定性高温稳定性 定义定义：在夏季高温下，经受长期交通荷载作用，不产：在夏季高温下，经受长期交通荷载作用，不产 生车辙和波浪等破坏现象的性质。生车辙和波浪等破坏现象的性质。 评价指标评价指标 马歇尔稳定度和流值。该值越大，稳定性马歇尔稳定度和流值。该值越大，稳定性 越好。越好。 耐久性耐久性 耐水性取决于沥青材料与矿料表面的粘结力。耐水性取决于沥青材料与矿料表面的粘结力。 评价耐水性的指标评价耐水性的指标是残留稳定度（浸水是残留稳定度（浸水4848小时与未浸小时与未浸 水的马歇尔稳定度比值）。水的马歇尔稳定度比值）。 其它性能其它性能 施工和易性施工和易

46、性 低温抗裂性低温抗裂性 抗滑性抗滑性 低温抗裂性 低温抗裂性是指沥青混合料不出现低温脆化、低温抗裂性是指沥青混合料不出现低温脆化、 低温缩裂、温度疲劳等现象，从而导致出现低低温缩裂、温度疲劳等现象，从而导致出现低 温裂缝的性能。沥青混合料不仅应具备高温的温裂缝的性能。沥青混合料不仅应具备高温的 稳定性，同时还要具有低温的抗裂性，以保证稳定性，同时还要具有低温的抗裂性，以保证 路面在冬季低温时不产生裂缝。沥青混合料低路面在冬季低温时不产生裂缝。沥青混合料低 温抗裂性要求的指标尚处于研究阶段，目前尚温抗裂性要求的指标尚处于研究阶段，目前尚 未列入技术标准。未列入技术标准。 抗滑性抗滑性 随着现代

47、高速公路的发展，对沥青混合料路面随着现代高速公路的发展，对沥青混合料路面 的抗滑性提出更高的要求。路面抗滑性的可用的抗滑性提出更高的要求。路面抗滑性的可用 路面构造深度、路面抗滑值以及摩擦系数来评路面构造深度、路面抗滑值以及摩擦系数来评 定。构造深度、路面抗滑值和摩擦系数越大，定。构造深度、路面抗滑值和摩擦系数越大， 说明路面的抗滑性越好。说明路面的抗滑性越好。 马歇尔稳定度和流值试验马歇尔稳定度和流值试验 试件试件： 101.6mm101.6mm63.5mm63.5mm； 处理处理：试件在：试件在6060 C C的水中浸泡的水中浸泡303040min40min； 测试测试：侧立在压力试验机中

48、受压；：侧立在压力试验机中受压； 测量试件破坏的极限荷载（测量试件破坏的极限荷载（N N）马歇尔稳定度马歇尔稳定度 测量极限荷载与其对应的压缩变形值测量极限荷载与其对应的压缩变形值 (1/10)mm(1/10)mm流值。流值。 马歇尔稳定度和流值试验马歇尔稳定度和流值试验 马歇尔稳定度和流值试验马歇尔稳定度和流值试验 影响沥青混合料耐久性的主要因素影响沥青混合料耐久性的主要因素 孔隙率孔隙率 一定量的空隙率是必要的；一定量的空隙率是必要的； 空隙率太大对力学性能和耐久性不利。空隙率太大对力学性能和耐久性不利。 耐水性耐水性 耐水性：沥青混合料饱水后，矿料与沥青粘结力降低，耐水性：沥青混合料饱水

49、后，矿料与沥青粘结力降低， 剥落，体积膨胀。剥落，体积膨胀。 评定指标：残留稳定度评定指标：残留稳定度 耐水性差，耐久性也差耐水性差，耐久性也差 填隙率填隙率 沥青用量过少，塑性降低，空隙率增大，耐水性下降；沥青用量过少，塑性降低，空隙率增大，耐水性下降； 沥青用量过多，降低高温稳定性和抗滑能力。沥青用量过多，降低高温稳定性和抗滑能力。 第二节防水卷材第二节防水卷材 防水卷材是建筑工程中防水材料的重要品防水卷材是建筑工程中防水材料的重要品 种之一种之一 它主要包括它主要包括 沥青防水卷材沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材料高聚物改性沥青防水卷材料 合成高分子卷材合成高分子卷材 防水卷材必须具

50、备的性防水卷材必须具备的性 能主要包括：能主要包括： 耐水性耐水性 温度稳定性温度稳定性 机械强度机械强度 延伸性延伸性 抗断裂性抗断裂性 柔韧性柔韧性 大气稳定性大气稳定性 防水卷材防水卷材 一一 、沥青防水卷材、沥青防水卷材 纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用 低软化点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化低软化点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化 点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒以粉状或点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒以粉状或 片状隔离材料制成。片状隔离材料制成。 油毡分为油毡分为200200号、号、350350号和号和500500号三种标号；号三种标号；

51、每一标号又分粉毡和片毡两种。每一标号又分粉毡和片毡两种。 定义及分类定义及分类 200200号适用于简易防水防水、临时性建筑防号适用于简易防水防水、临时性建筑防 水、建筑防潮及包装等；水、建筑防潮及包装等； 350350号和号和500500号粉毡适用于多层、叠层防水，号粉毡适用于多层、叠层防水， 片毡适用于单层防水。片毡适用于单层防水。 应用应用 为了克服纸胎沥青油毡耐久性差、抗拉强为了克服纸胎沥青油毡耐久性差、抗拉强 度低等缺点，可用玻璃布等代替纸胎。度低等缺点，可用玻璃布等代替纸胎。 玻璃布胎油毡的抗拉强度、耐久性等均优玻璃布胎油毡的抗拉强度、耐久性等均优 于纸胎油毡，柔韧性好、耐腐蚀性强，适用于于纸胎油毡，柔韧性好、耐腐蚀性强，适用于 耐久性、耐蚀性、耐水性要求高的工程。耐久性、耐蚀性、耐水性要求高的工程。 发展发展 油毡油毡 二、二、 高聚物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材是以纤维织物或高聚物改性沥青防水卷材是以纤维织物或 塑料薄膜为胎体，以合成高分子聚合物改性沥塑料薄膜为胎体，以合成高分子聚合物改性沥 青为涂盖层，