第8章 防水材料-zyd

1、防防 水水 材材 料料主要内内容：沥青材料沥青材料1.防水卷材防水卷材2.防水涂料防水涂料3.4.密封材料密封材料防水材料是指能够防止雨水、地下水与其他水渗透的防水材料是指能够防止雨水、地下水与其他水渗透的重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。料是实现这一功能的物质基础。 防水材料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和防水材料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。第一节节 沥青沥青材料沥青是一种有机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高沥青是一种有

2、机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所组成的混合物。组成的混合物。 沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青混凝土，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地混凝土，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地下防潮、防水和屋面防水等工程中。下防潮、防水和屋面防水等工程

3、中。常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态或液态。地方道路地方道路高速公路高速公路城市道路城市道路1 1沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。2 2路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于行车安全。光，有利于行车安全。3 3施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。4 4维修简单，旧沥青混合料可再生利用。维修简单，旧沥青混合料可再生利用。沥青沥青

4、地地沥青沥青land pitchland pitch 焦油焦油沥青沥青tar pitchtar pitch煤煤沥青沥青：煤：煤经经干干馏馏所得的煤焦油，所得的煤焦油，经经再加工后得到煤再加工后得到煤沥青沥青 页页岩岩沥青沥青：页页岩岩炼炼油工油工业业的副的副产产品品 天然天然沥青沥青：石油在自然：石油在自然条条件下，件下，长时长时间经间经受地球物理因素作用形成的受地球物理因素作用形成的产产物物 石油石油沥青沥青：石油：石油经经各各种炼种炼制工制工艺艺加工而加工而得的得的沥青产沥青产品品 一、沥青的分类 石油沥青的生产概述:二、石油沥青沥青二、石油沥青沥青1 1、化学组分、化学组分 化学组分分析

5、就是将沥青分离为化学性质相近，而且化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近，而且与其性质有一定联系的几个组，这些组就称为与其性质有一定联系的几个组，这些组就称为“组分组分”。 石油沥青的三组分：石油沥青的三组分：u油分油分u树脂树脂u地沥青质地沥青质组分组分外观特征外观特征特征特征油分油分淡黄淡黄透明液体透明液体几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，赋予沥青流动性，含量较多时，温度稳定性差赋予沥青流动性，含量较多时，温度稳定性差树脂树脂红褐色红褐色粘稠半固体粘稠半固体温度敏感性高，溶点低于温度敏感性高，溶点低于100，赋予沥青塑，赋予沥青塑性和粘结性性

6、和粘结性地沥青地沥青质质深褐色深褐色固体末状微粒固体末状微粒加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青呈黑色。加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青呈黑色。赋予沥青黏性和温度稳定性，含量高时，温度赋予沥青黏性和温度稳定性，含量高时，温度敏感性好，但塑性降低，脆性增加敏感性好，但塑性降低，脆性增加石油沥青三组分分析法的各组分性状石油沥青三组分分析法的各组分性状 溶溶胶胶型型结构结构 溶溶- -凝凝胶胶型型结构结构 凝凝胶胶型型结构结构 g gel typeel types sol typeol types sol-gel typeol-gel type 2）沥青的结构(colloid structure) 油分

7、和树脂互溶，树脂在沥青质颗粒表面形成薄膜，以沥青质为核心，周围吸附树脂和油分互溶物而构成胶团(micelle)，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。根据各组分的相对比例不同，胶体结构分为：2、技术术性质质1 1）. .粘滞性（粘性）粘滞性（粘性） 粘滞性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相粘滞性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗变形的性能。互位移时抵抗变形的性能。 反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性，以绝对粘度表示。 沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。 沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条

8、件粘度反映沥青的粘性。 条条件粘度件粘度 针针入度入度（适（适应应粘稠石油粘稠石油沥青沥青）液体液体沥青沥青的粘度的粘度（适（适应应液体石油液体石油沥青沥青）（1 1）针入度（粘稠沥青的测定方法）针入度（粘稠沥青的测定方法） 沥青的针入度是在规定温度（沥青的针入度是在规定温度（2525）和时间）和时间(5S)(5S)内，附内，附加一定重量（加一定重量（100100）的标准针垂直贯入试样的深度，以）的标准针垂直贯入试样的深度，以0.10.1表示。表示。 P P25,100g,5s 25,100g,5s : :针入度试验温度为针入度试验温度为2525，标，标准针质量和贯入时间为准针质量和贯入时间为

9、100g100g和和5s5s。针针入度测测定仪仪表示方法：P（25，100g，5s）表征意义：针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。 标号：一般取针入度的平均值。例如：90号沥青，针入度范围为80（.mm） 110号沥青，针入度范围为80（.mm）（）粘度（液体沥青粘滞性的测定方法）（）粘度（液体沥青粘滞性的测定方法） 沥青的标准粘度（简称沥青的标准粘度（简称“粘度粘度”）是试样在规定温度下，）是试样在规定温度下，从标准粘度计规定直径（从标准粘度计规定直径（3 3、4 4、5 5、10mm10mm）的流孔流出）的流孔流出5050mlml所需的时间，以表示。所

10、需的时间，以表示。 流出的时间越长，粘度越大。流出的时间越长，粘度越大。2 2）. .塑性（延性）塑性（延性） 指沥青材料在外力拉伸作用下发生塑性变形的能力。指沥青材料在外力拉伸作用下发生塑性变形的能力。以沥青的延度指标来反映沥青的延性。以沥青的延度指标来反映沥青的延性。 沥青的延度是规定形状（倒八字形）的试样在规定温度沥青的延度是规定形状（倒八字形）的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm cm 表示。表示。 延度越大，沥青的延性越好。延度越大，沥青的延性越好。沥青延度测定示意图（2）延度的表示方法： D（T，v） T为试验温度，v为拉

11、伸速度。（3）测定延度的意义 沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切的关系。 沥青延度越大，塑性变形越大，柔性和抗断裂性能越好,有利于低温变形。u 沥青塑性的大小与它的组分和所处温度紧密相关。沥青塑性的大小与它的组分和所处温度紧密相关。沥青的塑性随温度升高沥青的塑性随温度升高(降低降低)而增大而增大(减小减小)；u 树脂含量愈多，沥青塑性愈大。树脂含量愈多，沥青塑性愈大。 塑性反映了沥青开裂后的自愈能力塑性反映了沥青开裂后的自愈能力 3）温度敏感性(temperature susceptivity) （1）软化点 （2）脆点 （3）针入度指数 高温性能指标高温性能指标低温性能指标低

12、温性能指标温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。（1）软化点(softening temperature) 沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动，常用软化点表示沥青的温度敏感性。 软化点人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。 测定方法环球法。 试样注于铜环，上置一钢球，加热，沥青逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，称为软化点，单位： 。初始温度初始温度55，加热速度，加热速度5/min5/min环环球法的球法的软软化点化点仪仪

13、软化点的意义: 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度， 软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。 （2）脆点 沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。 目前测试方法：采用弗拉斯（Frass）脆点。 试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。夏季高温沥青易软化，路

14、面易产生车辙、波夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。易产生开裂。u针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度u软化点是反映沥青材料热稳定性的一个指标，也是软化点是反映沥青材料热稳定性的一个指标，也是条件粘度的一种量度。条件粘度的一种量度。u延度是反映沥青材料塑性的一个指标延度是反映沥青材料塑性的一个指标u针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标，所以通称能最常用的经验指标，所以通称“三大指标三大指标”。4

15、4）. . 沥青的耐久性（大气稳定性）沥青的耐久性（大气稳定性）u大气稳定性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。期综合作用下，抵抗老化的性能。u沥青的老化沥青的老化指沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐失去粘指沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐失去粘性、塑性而变硬变脆的现象。性、塑性而变硬变脆的现象。表现：表现：针入度减少针入度减少延度降低延度降低软化点升高软化点升高在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象沥青路面老化现象5 5

16、）. . 安全性安全性u闪点闪点是试样在规定的克利夫兰开口杯盛样器内，按规定的是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，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，以初次发生一瞬即灭的火焰时的试样温度，以表示。表示。u燃点燃点试样继续受热时，蒸气接触火焰能持续燃烧时间不少试样继续受热时，蒸气接触火焰能持续燃烧时间不少于时的试样温度，以于时的试样温度，以表示。表示。 沥青材料在使用时必须加热，加热温度必须低于闪点沥青材料在使用时必须加热，加热温度必须低于闪点 7) 其他性质 为综合评价沥青的技术性

17、能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶解度、含蜡量、粘附性等。 （1）溶解度：沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量。（2）含蜡量：性脆，易裂缝，对沥青的生产和使用都有重要的影响。对我国采用石蜡基原油炼制的沥青尤为重要，含蜡量将直接影响沥青产品的质量。（3）粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。 石油沥青按技术性质划分为多种牌号，按应用不同石油沥青按技术性质划分为多种牌号，按应用不同可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青三可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青三类，其技术指标见下表。类，其技术指

18、标见下表。 三种石油沥青的牌号主要是根据针入度指标来划分的，三种石油沥青的牌号主要是根据针入度指标来划分的，随着随着牌号的增加，粘性越小（针入度越大），塑性越好牌号的增加，粘性越小（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）。（延度越大），温度敏感性越大（软化点越低）。4、石油沥青的分类及选用标准、石油沥青的分类及选用标准 项目项目 牌号牌号品种品种道路石油沥青（道路石油沥青（SH0522-2000）建筑石油沥青建筑石油沥青（GB/T494-1998）普通石油沥普通石油沥（SY1665-88)200180140100甲甲100乙乙60甲甲60乙乙403010756555针

19、入度（针入度（25，100g）,1/10mm201-300161-200121-16091-12081-12051-8041-8036-5026-3510-25756555延度，（延度，（25）,cm，不小于，不小于100100906070403.52.51.521.51软 化 点 （ 环 球软 化 点 （ 环 球法），法），30-4535-4538-4842- 5242-5245-5545-556075956080100溶解度，不小于溶解度，不小于99.099.099.099.099.099.099.099.599.599.5989898蒸发损失，蒸发损失，%，不大于不大于111111111

20、蒸发后针入度比，蒸发后针入度比，%，不小于，不小于50606065657070656565闪点（开口），闪点（开口），不低于，不低于180200230230230230230230230230230230230道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青的技术标准道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青的技术标准p182u 道路沥青的针入度和延度较大，但软化点较低，此类沥青较软道路沥青的针入度和延度较大，但软化点较低，此类沥青较软，在常温下的弹性较好，可用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于，在常温下的弹性较好，可用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面或车间地面等工程。道路路面或车间地面等工程。u

21、 建筑石油沥青在常温下较硬，软化点较高，在使用中不易发生建筑石油沥青在常温下较硬，软化点较高，在使用中不易发生软化流淌流等现象，广泛用于建筑屋面工程和地下防水工程等。软化流淌流等现象，广泛用于建筑屋面工程和地下防水工程等。u 普通石油沥青，由于含有害成分石蜡较多，因此温度敏感性较普通石油沥青，由于含有害成分石蜡较多，因此温度敏感性较大，稳定性较差，粘性较小，塑性较差，故在工程中不宜单独使用大，稳定性较差，粘性较小，塑性较差，故在工程中不宜单独使用，一般与建筑石油沥青掺合使用。，一般与建筑石油沥青掺合使用。 2）道路石油沥青技术标准 质量应符合道路石油沥青技术标准。各等级的适用范围、适宜的气候分

22、区应如下表。沥沥青青等等级级A A级沥青级沥青各各个个等等级级的公路，适用于任何的公路，适用于任何场场合和合和层层次次B B级沥青级沥青1.1.高速公路、一高速公路、一级级公路公路沥青沥青下面下面层层及以下的及以下的层层次，次，二二级级及二及二级级以下公路的各以下公路的各个层个层次次2.2.用做改性用做改性沥青沥青、乳化、乳化沥青沥青、改性乳化、改性乳化沥青沥青、稀、稀释沥青释沥青的基的基质沥青质沥青C C级沥青级沥青三三级级及三及三级级以下公路的各以下公路的各个层个层次次 沥青路面温度分区由高温和低温组合而成。 第一个数字代表高温分区：采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映

23、高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子。 第二个数字代表低温分区：采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子。数字越小表示气候因素越严重。气候区名气候区名最热月平均最高气温最热月平均最高气温/ /年极端最低气温年极端最低气温/ /备注备注1-11-1夏炎热冬严寒夏炎热冬严寒 30 30 -37.0 -9.0 -9.0 2-l2-l夏热冬严寒夏热冬严寒20203030 -37.0 -9.0 -9.0 3-13-1夏凉冬严寒夏凉冬严寒 20 20 -37.0 -9.0 -9.0不存在不存在3）石油沥青的选用）石油沥青的选用 根据工程特点、使用部位及根据工程特点、使用部位及环

24、环境境条条件要求，在件要求，在满满足主要足主要性能要求的前提下，性能要求的前提下，尽尽量量选选用用较较大大牌牌号号的的沥青沥青，以保，以保证较长证较长的使用年限。的使用年限。 地下防潮防水工程要求地下防潮防水工程要求沥青沥青粘性粘性较较大、塑性大、塑性较较大，使用大，使用时沥青既时沥青既能能与与基基层层牢固粘牢固粘结结，又能适，又能适应应建筑物的建筑物的变变形，以保形，以保证证防水防水层层完整。完整。 三、煤沥青沥青 煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油，煤焦油经分馏加工，提取出挥发的物质冷凝为煤焦油，煤焦油经分馏加工，

25、提取出各种油质后的产品即为煤沥青。各种油质后的产品即为煤沥青。 石油沥青与煤沥青的主要区别石油沥青与煤沥青的主要区别 性质性质石油沥青石油沥青煤沥青煤沥青密度密度(g/cm3)燃烧燃烧锤击锤击颜色颜色溶解溶解温度稳定性温度稳定性大气稳定性大气稳定性防水性防水性抗腐蚀性抗腐蚀性近于近于1.0烟少、无色、有松香味、无毒烟少、无色、有松香味、无毒韧性较好韧性较好呈辉亮褐色呈辉亮褐色易溶于煤油与汽油中，呈棕黑色易溶于煤油与汽油中，呈棕黑色较好较好较高较高较好较好差差 1.251.28烟多、黄色、臭味大、有毒烟多、黄色、臭味大、有毒韧性差，较脆韧性差，较脆浓黑色浓黑色难溶于煤油与汽油中，呈黄绿色难溶于煤

26、油与汽油中，呈黄绿色较差较差较低较低较差较差(含酚、能溶于水含酚、能溶于水)强强 四、改性沥青沥青u 为改善沥青的防水性能，提高其低温下的柔韧性、为改善沥青的防水性能，提高其低温下的柔韧性、塑性、变形性和高温下的热稳定性和机械强度，必须对塑性、变形性和高温下的热稳定性和机械强度，必须对沥青进行氧化、乳化、催化或掺入橡胶、树脂、矿物质沥青进行氧化、乳化、催化或掺入橡胶、树脂、矿物质等措施，对沥青材料加以改性，使沥青的性质得到不同等措施，对沥青材料加以改性，使沥青的性质得到不同程度的改善。经改性后的沥青称之为改性沥青。程度的改善。经改性后的沥青称之为改性沥青。 改性沥青可分为以下几种类型：改性沥青

27、可分为以下几种类型：u矿物填料改性沥青矿物填料改性沥青 在沥青中掺入矿物填充料，用以增加沥青的粘结在沥青中掺入矿物填充料，用以增加沥青的粘结力和耐热性，减少沥青的温度敏感性，主要适用于生产力和耐热性，减少沥青的温度敏感性，主要适用于生产沥青玛蹄脂。沥青玛蹄脂。u树脂改性沥青树脂改性沥青 用树脂改性沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热用树脂改性沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和强度。性、粘结性和强度。u橡胶改性沥青橡胶改性沥青 橡胶与石油沥青有很好的混溶性，用橡胶改性沥青，橡胶与石油沥青有很好的混溶性，用橡胶改性沥青，能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形性小，低温能使沥青具有橡胶的很多优

28、点，如高温变形性小，低温柔韧性好，有较高的强度、延伸率和耐老化性等。柔韧性好，有较高的强度、延伸率和耐老化性等。u橡胶和树脂共混改性沥青橡胶和树脂共混改性沥青 同时用橡胶和树脂来改性石油沥青，可使沥青兼具橡同时用橡胶和树脂来改性石油沥青，可使沥青兼具橡胶和树脂的特性。胶和树脂的特性。 乳化沥青(emulsified aspshalt) 水是极性分子，沥青是非极性分子，两者表面张力不同，一般不能互溶。 乳化沥青乳化沥青 = = 沥青沥青 + + 乳化剂乳化剂 + + 稳定剂稳定剂 + + 水水 加入一定量的具有不对称分子结构的乳化剂，定向吸附在沥青微滴(粒径25m）表面，降低沥青和水之间的表面张

29、力差，形成”水包油”状的界面膜，即可形成均匀、稳定的乳液。乳化剂在沥青微滴表面形乳化剂在沥青微滴表面形成界面膜成界面膜不稳定乳液中等稳定乳液稳定乳液特点与应用： 可在常温下施工，改变了热施工的施工方法，取消了现场盘灶，支锅生火的熬制技术，避免热沥青施工潜在的火灾、烫伤和中毒事故的发生。可涂刷或喷涂在表面上作为防潮或防水层；用于拌制冷用沥青砂浆或混凝土。乳化的颗粒8.3 8.3 沥青混合料的组成和性质沥青混合料的组成和性质定义：沥青混合料是矿料与沥青拌合而成的混合料的定义：沥青混合料是矿料与沥青拌合而成的混合料的总称。总称。沥青混凝土混合料是由适当比例的粗骨料、细骨料及沥青混凝土混合料是由适当比

30、例的粗骨料、细骨料及填料与沥青在严格控制条件下拌合、压实后剩余空隙填料与沥青在严格控制条件下拌合、压实后剩余空隙率率10%10%的混合料，简称沥青混凝土。的混合料，简称沥青混凝土。沥青碎石混合料是由适当比例的粗骨料、细骨料及少沥青碎石混合料是由适当比例的粗骨料、细骨料及少量填料（或不加填料）与沥青拌合、压实后剩余空隙量填料（或不加填料）与沥青拌合、压实后剩余空隙率在率在10%10%以上的混合料，简称沥青碎石。以上的混合料，简称沥青碎石。沥青混合料主要用于道路工程铺筑路面。沥青混合料主要用于道路工程铺筑路面。8.3 8.3 沥青混合料的组成和性质沥青混合料的组成和性质混合料类型密级配开级配半开级

31、配公称最大粒径, mm最大粒径, mm连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式-ATB-40-ATPB-40-37.553.0粗粒式-ATB-30-ATPB-30-31.537.5AC-25ATB-25-ATPB-25-26.531.5 中粒式AC-20-SMA-20-AM-2019.026.5AC-16-SMA-16OGFC-16-AM-1616.019.0细粒式AC-13-SMA-13OGFC-13-AM-1313.216.0AC-10-SMA-10OGFC-10-AM-109.513.2砂粒式AC-5-AM-54.759

32、.5设计空隙率,%3536341818612-8.3.1 8.3.1 沥青混合料的分类沥青混合料的分类8.3.2 8.3.2 沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构(a) 悬浮悬浮-密实结构密实结构 (b) 骨架骨架-空隙结构空隙结构 (c) 骨架骨架-密实结构密实结构8.3.3 8.3.3 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质1）高温稳定性）高温稳定性2）低温抗裂性）低温抗裂性3）耐久性）耐久性4）抗滑性）抗滑性5）施工和易性）施工和易性8.4 8.4 沥青混合料的配合比设计沥青混合料的配合比设计 8.4.1 8.4.1 沥青混合料组成材料的技术要求沥青混合料组成材料的技术要求 沥青混

33、凝土的技术性质决定于组成材料的性质、组成配合沥青混凝土的技术性质决定于组成材料的性质、组成配合的比例及混合料的制备工艺等因素，其中组成材料的质量是首的比例及混合料的制备工艺等因素，其中组成材料的质量是首先需要关注的问题。先需要关注的问题。 1) 沥青材料沥青材料 沥青路面所用的沥青标号，宜按照公路等级、沥青路面所用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通性质、路面类型及在结构层中的层位及受气候条件、交通性质、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验确定。力特点、施工方法等，结合当地的使用经验确定。 2) 粗集料粗集料 要求洁净、干燥、坚硬、表面粗糙、形状接近立要求

34、洁净、干燥、坚硬、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。方体，且无风化、杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。3) 细集料细集料 可采用天然砂、机制砂、石屑。应洁净、干燥、无可采用天然砂、机制砂、石屑。应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量见相关标准。风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量见相关标准。4) 填料填料 最好采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石最好采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，其质量应符合相关要求。料经磨细得到的矿粉，其质量应符合相关要求。8.4.2 沥青混合料的配合比设计沥青混合料的配合比设计

35、1）试验室配合比设计）试验室配合比设计（1）矿质混合料的组成设计）矿质混合料的组成设计 （2）沥青最佳用量的确定）沥青最佳用量的确定2）生产配合比设计）生产配合比设计3）试拌试铺配合比调整）试拌试铺配合比调整8.4.3 沥青混合料的配合比设计实例沥青混合料的配合比设计实例 1) 原始资料原始资料(1)(1)道路等级：高速公路；道路等级：高速公路；(2)(2)气候条件：属于温和地区；气候条件：属于温和地区；(3)(3)路面类型：三层式沥青路面的上面层，结构层厚度路面类型：三层式沥青路面的上面层，结构层厚度3cm3cm；(4)(4)材料：材料：沥青沥青符合符合AH-70AH-70；玄武岩；玄武岩粗

36、集料粗集料，密度，密度2.864g/m2.864g/m3 3，与沥青粘附情况评定为与沥青粘附情况评定为5 5级，压碎值级，压碎值14.7%14.7%，磨耗值，磨耗值18.8% 18.8% ，针片状含量，针片状含量12.3%12.3%，磨光值，磨光值46.346.3，吸水率，吸水率1.3%1.3%；石屑玄；石屑玄武岩武岩细集料细集料，密度，密度2.812g/m2.812g/m3 3，表观密度为，表观密度为2.63g/cm2.63g/cm3 3；矿矿粉粉集料表观密度为集料表观密度为2.67g/m2.67g/m3 3，含水量为，含水量为0.70.7，级配情况见，级配情况见表表8.88.8。原材料筛孔

37、尺寸,mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过筛孔的质量百分率%碎石10094260000000石屑1001001008040170000砂10010010010094907638170矿粉10010010010010010010010010083表表8.8 矿质集料筛分结果矿质集料筛分结果 2) 设计要求设计要求(1) (1) 用图解法确定各种矿质集料的用量比例。用图解法确定各种矿质集料的用量比例。(2) (2) 用马歇尔试验确定最佳沥青用量。用马歇尔试验确定最佳沥青用量。 3) 设计步骤设计步骤 (1) (1) 矿质混合料级配组成的确定矿质混合料

38、级配组成的确定: : 沥青混合料的类型。用于高速公路三层式沥青路面上面层，沥青混合料的类型。用于高速公路三层式沥青路面上面层，参照表参照表8.58.5可知，可选用可知，可选用AC-13AC-13、AC-16AC-16、AC-20AC-20，又知该沥青，又知该沥青路面面层厚度为路面面层厚度为3cm3cm，确定为，确定为AC-13AC-13沥青混凝土混合料。沥青混凝土混合料。 矿质混合料的级配范围。参照表矿质混合料的级配范围。参照表8.68.6的要求，细粒式的要求，细粒式AC-13AC-13型沥青混凝土混合料的矿质混合料级配范围见表型沥青混凝土混合料的矿质混合料级配范围见表8.98.9。级配类型筛

39、孔尺寸,mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过筛孔的质量百分率%细粒式沥青混凝土（AC-13）1009510070884868365324411830122281648表表8.9 矿质混合料要求的级配范围矿质混合料要求的级配范围 测出集料和沥青各项指标以及矿质集料筛分结果。用图解测出集料和沥青各项指标以及矿质集料筛分结果。用图解法求出矿质集料的比例关系，并进行调整，使合成级配尽法求出矿质集料的比例关系，并进行调整，使合成级配尽量接近要求级配范围中值。经调整后的矿料合成级配计算量接近要求级配范围中值。经调整后的矿料合成级配计算列于表列于表8.108.

40、10，绘制合成级配曲线见图，绘制合成级配曲线见图8.88.8。 由此可得出矿质混合料组成为：碎石由此可得出矿质混合料组成为：碎石 石屑石屑 砂砂 矿粉矿粉4141 3636 1515 8 8图图8.8 矿质混合料级配范围和合成级配图矿质混合料级配范围和合成级配图表表8.10 矿质混合料合成级配计算表矿质混合料合成级配计算表 设计混合料配合比,%筛孔尺寸,mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过筛孔的质量百分率%碎石36(41)36(41)33.8(38.5)9.4(10.7)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)石屑31(36)31

41、(36)31(36)31(36)24.8(28.8)12.4(14.4)4.3(6.1)0(0)0(0)0(0)0(0)砂25(15)25(15)25(15)25(15)25(15)23.5(14.1)23.0(13.5)19.0(11.4)9.5(5.7)4.3(2.6)0(0)矿粉8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)8(8)6.6(6.6)合成级配100(100)97.5(97.5)73.0(69.7)57.8(51.8)43.9(36.5)35.3(27.6)27.0(19.4)17.5(13.7)12.3(10.6)6.6(6.6)要求级配10095

42、10070884868365324411830122081648 (2) (2) 沥青最佳用量的确定沥青最佳用量的确定: : 按上述计算所得的矿质集料级配和表按上述计算所得的矿质集料级配和表8.68.6推荐的沥青用量推荐的沥青用量范围，中粒式沥青混凝土（范围，中粒式沥青混凝土（AC-13AC-13）的沥青用量为）的沥青用量为4.54.56.56.5，采用，采用0.50.5的间隔变化，配制的间隔变化，配制5 5组马歇尔试件组马歇尔试件，经，经24h24h后，测定其各项指标，试验结果见表后，测定其各项指标，试验结果见表8. 118. 11，并画，并画出沥青用量和它们之间的关系曲线，如图出沥青用量和

43、它们之间的关系曲线，如图8.98.9所示。所示。组数编号沥青用量,%实测密度,g,cm3空隙率,%饱和度,%稳定度,kN流值,0.1mm14.02.4727.553.310.428.824.52.5125.563.611.929.335.02.5314.172.612.430.745.52.5423.477.610.933.256.02.5322.683.49.036.2表表8.11 8.11 沥青混合料马歇尔试验数据统计表沥青混合料马歇尔试验数据统计表 图图8.9 马歇尔试验各项指标与沥青用量关系图马歇尔试验各项指标与沥青用量关系图 从图从图8.98.9可以得出则可以得出则: : 根据沥青混

44、合料马歇尔试验技术根据沥青混合料马歇尔试验技术指标（见表指标（见表8.68.6，参考，参考型沥青混凝土）确定各关系型沥青混凝土）确定各关系曲线上沥青用量范围，取其共同部分可得曲线上沥青用量范围，取其共同部分可得: : 温和地区，且是车辆渠化交通的高速公路，预计有可温和地区，且是车辆渠化交通的高速公路，预计有可能出现车辙，则能出现车辙，则OACOAC的取值在的取值在OACOAC2 2与与OACOACminmin的范围的范围内决定，故根据经验取内决定，故根据经验取OAC=4.8%OAC=4.8%。65.4minOAC%55.5maxOAC%10. 52/%)55. 5%65. 4(2/ )(max

45、min2OACOACOAC 按最佳沥青用量按最佳沥青用量4.84.8制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验，测得：沥青用量试验，测得：沥青用量4.8%4.8%，密度，密度2.537g/cm2.537g/cm3 3，空隙，空隙率率3.7%3.7%，饱和度，饱和度74.9%74.9%，马歇尔稳定度，马歇尔稳定度12.4kN12.4kN，浸水，浸水马歇尔稳定度马歇尔稳定度9.8kN9.8kN，残留稳定度，残留稳定度79%79%，大于，大于7575，符，符合规定要求。合规定要求。 按最佳沥青用量按最佳沥青用量4.84.8制作车辙试验试件，测定其动稳定制作车辙试验试件，测定其动

46、稳定度，其结果大于度，其结果大于800800次次/mm/mm，符合规定要求。，符合规定要求。 经以上试验和计算，可以确定最佳沥青用量为经以上试验和计算，可以确定最佳沥青用量为4.84.8。 第二节节 防水卷材u防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料防水卷材是一种可卷曲的片状防水材料 。一、沥青防水卷材一、沥青防水卷材u目前，所用的防水卷材仍以沥青防水卷材为主，被广泛应目前，所用的防水卷材仍以沥青防水卷材为主，被广泛应用在地下、水工、工业及其他建筑和构筑物中，特别是屋用在地下、水工、工业及其他建筑和构筑物中，特别是屋面工程中仍被普遍采用。面工程中仍被普遍采用。石油沥青油纸、油毡石油沥青油纸、油毡石油

47、沥青油纸石油沥青油纸(简称油纸简称油纸)是用低软化点石油沥青浸渍原是用低软化点石油沥青浸渍原纸纸(生产油毡的专用纸，主要成分为棉纤维，外加生产油毡的专用纸，主要成分为棉纤维，外加20%30%的废纸的废纸)而成的一种无涂盖层的防水卷材。而成的一种无涂盖层的防水卷材。u主要用于多层主要用于多层(粘贴式粘贴式)防水层下层、隔蒸汽层、防潮防水层下层、隔蒸汽层、防潮层等。层等。u石油沥青油毡石油沥青油毡(简称油毡简称油毡)是采用高软化点沥青涂盖油纸的是采用高软化点沥青涂盖油纸的两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水材料。两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水材料。u粉毡粉毡: 涂撒粉状材料涂撒粉

48、状材料(滑石粉滑石粉)u片毡片毡: 涂撒片状材料涂撒片状材料(云母片云母片)称称图图89 外贴法卷材防水构造外贴法卷材防水构造 b+300500+150(n+1)（b）基础底板及墙体施工后（a）基础底板施工前 高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆盖材料制成的可卷曲片状粒状、片状或薄膜材料为覆盖材料制成的可卷曲片状防水材料。它克服了传统沥青卷材温度稳定性差、延防水材料。它克服了传统沥青卷材温度稳定性差、延伸率低的不足，具有高温不流

49、淌、低温不脆裂、拉伸伸率低的不足，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度较高、延伸率较大等优异性能。强度较高、延伸率较大等优异性能。二、高聚物改性沥青防水卷材二、高聚物改性沥青防水卷材u1 1、SBSSBS橡胶改性沥青防水卷材橡胶改性沥青防水卷材u SBS SBS橡胶改性沥青防水卷材是采用玻纤毡、聚酯毡为橡胶改性沥青防水卷材是采用玻纤毡、聚酯毡为胎体，苯乙烯胎体，苯乙烯丁二烯丁二烯苯乙烯（苯乙烯（SBSSBS）热塑性弹性体作）热塑性弹性体作改性剂，涂盖在经沥青浸渍后的胎体两面，上表面撒布改性剂，涂盖在经沥青浸渍后的胎体两面，上表面撒布矿物质粒、片料或覆盖聚乙烯膜，下表面撒布细砂或覆矿物质粒、片料

50、或覆盖聚乙烯膜，下表面撒布细砂或覆盖聚乙烯膜所制成的新型中、高档防水卷材，是弹性体盖聚乙烯膜所制成的新型中、高档防水卷材，是弹性体橡胶改性沥青防水卷材中的代表性品种。橡胶改性沥青防水卷材中的代表性品种。u SBS SBS改性沥青防水卷材最大的特点是改性沥青防水卷材最大的特点是低温柔韧性能好，低温柔韧性能好，同时也具有较好的耐高温性、较高的弹性及延伸率（延同时也具有较好的耐高温性、较高的弹性及延伸率（延伸率可达伸率可达150%150%），），较理想的耐疲劳性较理想的耐疲劳性。广泛用于各类建。广泛用于各类建筑防水、防潮工程，筑防水、防潮工程，尤其适用于寒冷地区和结构变形频尤其适用于寒冷地区和结构变

51、形频繁的建筑物防水。繁的建筑物防水。2 2、APPAPP改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材u APP APP改性沥青防水卷材是用无规聚丙烯（改性沥青防水卷材是用无规聚丙烯（APPAPP）改性沥青浸渍胎基）改性沥青浸渍胎基（玻纤或聚酯胎），以砂粒或聚乙烯薄膜为防粘隔离层的防水卷材，（玻纤或聚酯胎），以砂粒或聚乙烯薄膜为防粘隔离层的防水卷材，属塑性体沥青防水卷材中的一种。属塑性体沥青防水卷材中的一种。u APP APP改性沥青卷材的性能与改性沥青卷材的性能与SBSSBS改性沥青性接近，具有优良的综合改性沥青性接近，具有优良的综合性质，性质，尤其是耐热性能好尤其是耐热性能好，130130的高温下不流淌

52、、耐紫外线能力比的高温下不流淌、耐紫外线能力比其它改性沥青卷材均强，所以其它改性沥青卷材均强，所以非常适宜用于高温地区或阳光辐射强非常适宜用于高温地区或阳光辐射强烈地区烈地区，广泛用于各式屋面、地下室、游泳池、水桥梁、隧道等建，广泛用于各式屋面、地下室、游泳池、水桥梁、隧道等建筑工程的防水防潮。筑工程的防水防潮。3 3、再生橡胶改性沥青防水卷材、再生橡胶改性沥青防水卷材u 用废旧橡胶粉作改性剂，掺入石油沥青中，再加入用废旧橡胶粉作改性剂，掺入石油沥青中，再加入适量的助剂，经辊炼、压延、硫化而成的无胎体防水卷适量的助剂，经辊炼、压延、硫化而成的无胎体防水卷材。材。u 其特点是自重轻，延伸性、耐腐

53、蚀性均较普通油毡好，其特点是自重轻，延伸性、耐腐蚀性均较普通油毡好，且价格低廉。适用于屋面或地下接缝等防水工程，尤其且价格低廉。适用于屋面或地下接缝等防水工程，尤其是于基层沉降较大或沉降不均匀的建筑物变形缝处的防是于基层沉降较大或沉降不均匀的建筑物变形缝处的防水。水。 合成高分子卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的合成高分子卷材是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填料，经混炼、共混体为基料，加入适量的化学助剂和填料，经混炼、压延或挤出等工序加工而成的可卷曲的片状防水材料。压延或挤出等工序加工而成的可卷曲的片状防水材料。其抗拉强度、延伸性、耐高低温性、耐腐蚀、耐老化及其

54、抗拉强度、延伸性、耐高低温性、耐腐蚀、耐老化及防水性都很优良防水性都很优良, ,是值得推广的高档防水卷材。多用于要是值得推广的高档防水卷材。多用于要求有良好防水性能的屋面、地下防水工程。求有良好防水性能的屋面、地下防水工程。 三、合成高分子防水卷材三、合成高分子防水卷材1 1、三元乙丙（、三元乙丙（EPDMEPDM）橡胶防水卷材）橡胶防水卷材u 三元乙丙橡胶防水卷材是以三元乙丙橡胶为主体原料，掺入适量三元乙丙橡胶防水卷材是以三元乙丙橡胶为主体原料，掺入适量的丁基橡胶、硫化剂、软化剂、补强剂等，经密炼、拉片、过滤、的丁基橡胶、硫化剂、软化剂、补强剂等，经密炼、拉片、过滤、压延或挤出成型、硫化等工

55、序加工而成。压延或挤出成型、硫化等工序加工而成。u 其耐老化性能优异，使用寿命一般长达其耐老化性能优异，使用寿命一般长达4040余年，弹性和拉伸性能余年，弹性和拉伸性能极佳，拉伸强度可达极佳，拉伸强度可达7MPa7MPa以上，断裂伸长率可大于以上，断裂伸长率可大于450%450%，因此，对，因此，对基层伸缩变形或开裂的适应性强，耐高低温性能优良，基层伸缩变形或开裂的适应性强，耐高低温性能优良，-45-45左右不左右不脆裂，耐热温度达脆裂，耐热温度达160160，既能在低温条件下进行施工作业，又能在，既能在低温条件下进行施工作业，又能在严寒或酷热的条件长期使用。严寒或酷热的条件长期使用。2 2、

56、聚氯乙烯（、聚氯乙烯（PVCPVC）防水卷材）防水卷材u 聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯树脂为主要原料，并加入一定量聚氯乙烯防水卷材是以聚氯乙烯树脂为主要原料，并加入一定量的改性剂、增塑剂等助剂和填充料，经混炼、造粒、挤出压延、冷的改性剂、增塑剂等助剂和填充料，经混炼、造粒、挤出压延、冷却、分卷包装等工序制成的柔性防水卷材。却、分卷包装等工序制成的柔性防水卷材。u 具有抗渗性能好、抗撕裂强度较高、低温柔性较好的特点，与三具有抗渗性能好、抗撕裂强度较高、低温柔性较好的特点，与三元乙丙橡胶防水卷材相比，元乙丙橡胶防水卷材相比，PVCPVC卷材的综合防水性能略差，但其原卷材的综合防水性能略差，但其原料

57、丰富，价格较为便宜。适用于新建或修缮工程的屋面防水，也可料丰富，价格较为便宜。适用于新建或修缮工程的屋面防水，也可用于水池、地下室、堤坝、水渠等防水抗渗工程。用于水池、地下室、堤坝、水渠等防水抗渗工程。 3 3、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材橡胶共混防水卷材u 氯化聚乙烯氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材是以氯化聚乙稀树脂和合成橡橡胶共混防水卷材是以氯化聚乙稀树脂和合成橡胶共混物为主体，加入适量的硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂和胶共混物为主体，加入适量的硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂和填充料等，经过素炼、混炼、过滤、压延或挤出成型、硫化、分卷填充料等，经过素炼、混炼、过滤、压延或挤出成型、硫化

58、、分卷包装等工序制成的防水卷材。包装等工序制成的防水卷材。u 兼有塑料和橡胶的特点，具有优异的耐老化性、高弹性、高延兼有塑料和橡胶的特点，具有优异的耐老化性、高弹性、高延伸性及优异的耐低温性，对地基沉降、混凝土收缩的适应强，它的伸性及优异的耐低温性，对地基沉降、混凝土收缩的适应强，它的物理性能接近三元乙丙橡胶防水卷材，由于原料丰富，其价格低于物理性能接近三元乙丙橡胶防水卷材，由于原料丰富，其价格低于三元乙丙橡胶防水卷材。三元乙丙橡胶防水卷材。 第三节第三节 防水涂料防水涂料 防水涂料是将在高温下呈粘稠液状态的物质，涂布在防水涂料是将在高温下呈粘稠液状态的物质，涂布在基体表面，经溶剂或水份挥发，

59、或各组分间的化学变化，基体表面，经溶剂或水份挥发，或各组分间的化学变化，形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并形成具有一定弹性的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，并能抵抗一定的水压力，从而起到防水和防潮作用。能抵抗一定的水压力，从而起到防水和防潮作用。1 1、冷底子油、冷底子油 冷底子油是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油等溶剂，冷底子油是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油等溶剂，或用软化点或用软化点50705070的煤沥青加入苯，溶合而配成的沥青涂料。由于的煤沥青加入苯，溶合而配成的沥青涂料。由于施工后形成的涂膜很薄，一般不单独使用，往往用作沥青类卷材施施工后形成的涂膜很薄，一般

60、不单独使用，往往用作沥青类卷材施工时打底的基层处理剂，故称冷底子油。工时打底的基层处理剂，故称冷底子油。 冷底子油粘度小，具有良好的流动性。涂刷砼、砂浆等表面后冷底子油粘度小，具有良好的流动性。涂刷砼、砂浆等表面后能很快渗入基底，溶剂挥发沥青颗粒则留在基底的微孔中，使基底能很快渗入基底，溶剂挥发沥青颗粒则留在基底的微孔中，使基底表面憎水并具有粘结性，为粘结同类防水材料创造有利条件。表面憎水并具有粘结性，为粘结同类防水材料创造有利条件。卷材防水屋面构造（a）不保温卷材屋面；（b）保温卷材屋面2 2、沥青玛碲脂（沥青胶）、沥青玛碲脂（沥青胶） 沥青玛碲脂是用沥青材料加入粉状或纤维状的填充沥青玛碲脂