道路工程材料沥青材料

1、会计学1道路工程材料沥青材料道路工程材料沥青材料2022-4-2622022-4-263一、沥青材料简介一、沥青材料简介2022-4-264 地地 沥沥 青青 焦油沥青焦油沥青 （干馏）（干馏）Tar p沥青的种类（按获取方式划分）沥青的种类（按获取方式划分）特立尼达沥青湖特立尼达沥青湖7.920.91537701211672172800501001502002503001960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000年份道路沥青产量，万顿2022-4-268 蒸馏沥青蒸馏沥青 调和沥青调和沥青p石油沥青的种类（加工工艺）石油沥青的种类（加工工艺）氧化沥

2、青氧化沥青 溶剂沥青溶剂沥青 利用溶剂对各组分不同的溶解能力、选择性地利用溶剂对各组分不同的溶解能力、选择性地溶解其中一个或几个组分，分离出富含饱和烃和溶解其中一个或几个组分，分离出富含饱和烃和芳香烃的脱沥青油，获得芳香烃的脱沥青油，获得胶质和沥青质高的溶剂胶质和沥青质高的溶剂沥青沥青。常用的脱沥青溶剂为丙烷，处理石蜡基原。常用的脱沥青溶剂为丙烷，处理石蜡基原油。油。2022-4-269 粘稠沥青粘稠沥青p石油沥青的种类（常温下形态）石油沥青的种类（常温下形态）液体沥青液体沥青 道路石油沥青道路石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青水工石油沥青水工石油沥青防腐沥青防腐沥青其他其他p石油沥青的种类（用

3、途）石油沥青的种类（用途）2022-4-26102022-4-2611p按关键馏分特性分类：石蜡基、中间基、环烷基按关键馏分特性分类：石蜡基、中间基、环烷基优质沥青：环烷基原油优质沥青：环烷基原油中间基原油中间基原油石蜡基原油石蜡基原油p按含硫量分类按含硫量分类 硫含量硫含量中间基原油中间基原油石蜡基原油石蜡基原油p按含硫量分类按含硫量分类 硫含量硫含量11 含量：含量：5 52525，石蜡基原油，石蜡基原油1 1，中东原有生产的沥青，中东原有生产的沥青55。 特点：极性很强。特点：极性很强。对路用性能的影响：对路用性能的影响： 随着沥青质含量的增加，沥青的粘结力、粘度增加，感温性、随着沥青质

4、含量的增加，沥青的粘结力、粘度增加，感温性、硬度提高。针入度小、软化点高，变形能力差。硬度提高。针入度小、软化点高，变形能力差。2022-4-2630胶质分：溶于正庚烷，深棕色固体或半固体，极性胶质分：溶于正庚烷，深棕色固体或半固体，极性密度密度1 1粘附力强，是沥青质的扩散剂粘附力强，是沥青质的扩散剂对路用性能的影响对路用性能的影响： 胶质对沥青质的比例在一定程度上决定了沥青胶体结胶质对沥青质的比例在一定程度上决定了沥青胶体结构方的稳定；构方的稳定；提高沥青的延度，减小沥青的针入度；提高沥青的延度，减小沥青的针入度；沥青质沥青质+ +胶质分比例高，粘度增加胶质分比例高，粘度增加 2022-4

5、-2631饱和分：溶于正庚烷，由直链和支链脂肪属烃和烷基芳饱和分：溶于正庚烷，由直链和支链脂肪属烃和烷基芳香烃组成，包括蜡质及非蜡质饱和物香烃组成，包括蜡质及非蜡质饱和物无色液体，无极性无色液体，无极性密度密度11对路用性能的影响对路用性能的影响：饱和分含量高，其针人度值较大（稠度较低），软化点较低； 2022-4-2632芳香分芳香分饱和分：溶于正庚烷，由甲苯冲洗得到；由非极性碳链饱和分：溶于正庚烷，由甲苯冲洗得到；由非极性碳链组成，对其他高分子烃类有很高的溶解能力组成，对其他高分子烃类有很高的溶解能力 黄色至红色液体，弱极性黄色至红色液体，弱极性密度密度 胶质胶质 芳香分芳香分 饱和分饱和

6、分p 极性：沥青质极性：沥青质 胶质胶质 芳香分芳香分 饱和分饱和分蜡：高温软化、低温结晶析出蜡：高温软化、低温结晶析出2022-4-2635高温：高温时融化，使沥青粘度降低，温度敏感性增大高温：高温时融化，使沥青粘度降低，温度敏感性增大低温：低温时易析出，分散在沥青中，减少沥青分子间低温：低温时易析出，分散在沥青中，减少沥青分子间的紧密联系，降低沥青的延展性的紧密联系，降低沥青的延展性粘附性：使沥青与石料表面亲和力变小，影响沥青与石粘附性：使沥青与石料表面亲和力变小，影响沥青与石料的粘附性料的粘附性抗滑性：使沥青路面抗滑性能降低抗滑性：使沥青路面抗滑性能降低重交通道路沥青要求：蜡含量重交通道

7、路沥青要求：蜡含量 100cm2022-4-2666u 针入度，软化点和延度是评价粘稠石油沥青路针入度，软化点和延度是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验性指标，通称为用性能最常用的经验性指标，通称为“三大指标三大指标”。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 沥青的稠度（软硬）沥青的稠度（软硬）u软化点是沥青达到条件粘度时的温度软化点是沥青达到条件粘度时的温度. 沥青高温稳定性沥青高温稳定性u延度是沥青低温条件下的变形能力延度是沥青低温条件下的变形能力 沥青低温性能沥青低温性能2022-4-2667条件脆性指标：弗拉斯脆点条件脆性指标：弗拉斯脆点 将试

8、样将试样0.4g在标准金属薄片上摊成薄层，置于有冷却设备在标准金属薄片上摊成薄层，置于有冷却设备的脆点仪内，摇动脆点仪曲柄使金属片产生弯曲。随制冷剂的脆点仪内，摇动脆点仪曲柄使金属片产生弯曲。随制冷剂温度以温度以1/min的速度降低，沥青薄膜的温度逐渐降低至某的速度降低，沥青薄膜的温度逐渐降低至某一温度时，在规定弯曲条件下产生断裂时的温度。一温度时，在规定弯曲条件下产生断裂时的温度。实质上反映沥青由粘弹性体转变实质上反映沥青由粘弹性体转变为弹脆体即玻璃态的温度，即达到临界硬度为弹脆体即玻璃态的温度，即达到临界硬度时发生脆裂的温度，也意味着沥青达到等劲时发生脆裂的温度，也意味着沥青达到等劲度时的

9、温度，沥青出现脆裂时的劲度约为度时的温度，沥青出现脆裂时的劲度约为2.1109Pa。2022-4-2668采用“粘度粘度”随随“温度温度”而变化的行为（而变化的行为（粘-温关系）来表达，是评价沥青技术性质的重要指标，与施工和使用性能有密切关系。ABCCBA粘度温度25必要性69lgPATK(lg)/AdPdTu评价指标：评价指标：针入度指数（针入度指数（PI-Penetration index），沥青针），沥青针入度值的对数（入度值的对数（lgP）与温度（）与温度（T）具有线性关系）具有线性关系:A表征沥青针入度（表征沥青针入度（lgP）随温度（随温度（T）的变化率，故）的变化率，故称为称为（

10、简称简称PTS）。）。 温度温度TlgPA A针入度温度感应性系数针入度温度感应性系数2022-4-2670 基本公式基本公式 温度温度TlgP25P25TR&BPR&B600100025,100 ,5lg800lg25CgsRBPAT数组（数组（P Pi i,T,Ti i）进行进行回归回归1212lglg PPATT假设软化点时的针入度值为假设软化点时的针入度值为800（1/10mm）A为针入度温度感应性系数为针入度温度感应性系数2022-4-26712011050PIAPI30101 50PIA25,100 ,53010lg800lg1 50()25CgsRBPIPT202

11、2-4-2672 针入度指数的意义针入度指数的意义（1）道路石油沥青）道路石油沥青对针入度指数的要求对针入度指数的要求p一般认为一般认为PI值为值为-1+1的溶凝胶型沥青适宜修建沥青路的溶凝胶型沥青适宜修建沥青路面，随着对沥青路面热稳定的要求提高，对面，随着对沥青路面热稳定的要求提高，对PI值的要求值的要求趋于趋于0.5+1.0。（2）针入度指数值获得途径：公式计算或通过诺模图查。）针入度指数值获得途径：公式计算或通过诺模图查。（3）用途：评价沥青的感温性、评价沥青的胶体结构类型）用途：评价沥青的感温性、评价沥青的胶体结构类型 针入度指数越大，表示沥青的感温性越低。针入度指数越大，表示沥青的感

12、温性越低。2022-4-26732022-4-2674当量软化点当量软化点T T800800与当量脆点与当量脆点T T1.21.2 当量软化点当量软化点T T800800和当量脆点和当量脆点T T1.21.2分别定义为与分别定义为与沥青针入度沥青针入度800800和和1.21.2对应的温度，它们可以代替软化点和脆点反映沥青对应的温度，它们可以代替软化点和脆点反映沥青高温性能和低温性能。高温性能和低温性能。 9031. 2log800800AKAKT 0792. 0log1.2 1.2AKAKT2022-4-26752022-4-2676p 沥青与集料的粘附性：根据沥青混合料的最大粒径决定沥青与

13、集料的粘附性：根据沥青混合料的最大粒径决定13.2mm采用采用水煮法水煮法；13.2mm采用采用水浸法水浸法。选取粒径为选取粒径为13.219mm形状接近正立方体的规形状接近正立方体的规则集料则集料5个，经沥青裹覆后在蒸馏水中沸煮个，经沥青裹覆后在蒸馏水中沸煮3min，按沥青膜剥，按沥青膜剥落面积百分率分为落面积百分率分为5个等级评价粘附性。个等级评价粘附性。：选取选取9.513.2mm的集料的集料100g与与5.5g的沥青在规的沥青在规定温度条件下拌和，配制成沥青定温度条件下拌和，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的蒸馏水中保持的蒸馏水中保持30min，按剥落面积百分

14、率评定粘附性，按剥落面积百分率评定粘附性。共分。共分5个等级，最好为个等级，最好为5级，最差为级，最差为1级。级。 2022-4-2677沥青的老化沥青的老化 沥青在使用的过程中受到储运、加热、拌和、摊铺、碾压、交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作用发生一系列物理化学变化，逐渐改变其通荷载以及自然因素作用发生一系列物理化学变化，逐渐改变其原有性能而变硬变脆的现象。原有性能而变硬变脆的现象。 产生产生老化的原因老化的原因按已有研究认为主要是沥青受到氧化作用，同按已有研究认为主要是沥青受到氧化作用，同时在日光紫外线作用下，加之在一定温度条件下加速了反应的进时

15、在日光紫外线作用下，加之在一定温度条件下加速了反应的进行，并且水又起着催化的作用。行，并且水又起着催化的作用。 在在力学性质力学性质方面，表现为针入度减小，延度降低，软化点升高方面，表现为针入度减小，延度降低，软化点升高，绝对粘度提高，脆点降低等。，绝对粘度提高，脆点降低等。 在在化学组分含量化学组分含量方面，表现为饱和酚变化甚少，芳香酚明显转方面，表现为饱和酚变化甚少，芳香酚明显转变为胶质胶质显著地减少，而沥青质显著增加，路用性能劣化。变为胶质胶质显著地减少，而沥青质显著增加，路用性能劣化。 2022-4-2678：由于路面施工加热导致沥青性能变化的由于路面施工加热导致沥青性能变化的评价，我

16、国现行行业标准规定：评价，我国现行行业标准规定：u 中轻交通量道路用石油沥青：中轻交通量道路用石油沥青：“蒸发损失试验蒸发损失试验”；u 重交通量道路用石油沥青：重交通量道路用石油沥青：“薄膜加热试验薄膜加热试验”；u 液体沥青：进行蒸馏试验。液体沥青：进行蒸馏试验。 沥青蒸发损失试验：沥青蒸发损失试验：将沥青试样将沥青试样50g盛于直径盛于直径55mm、深、深35mm的器皿中。在的器皿中。在1631的烘箱中加热的烘箱中加热5h，测定质量，测定质量损失以及残留物损失以及残留物P占原试样占原试样P的百分率。的百分率。缺点：沥青与空气接触面积太小，试样太厚，效果较差。缺点：沥青与空气接触面积太小，

17、试样太厚，效果较差。2022-4-2679 沥青薄膜加热试验沥青薄膜加热试验(TFOT: the test of thin-film-oven )：将将50g试样盛于内径试样盛于内径139.7mm、深、深9.5mm铝皿中，使沥青成厚约铝皿中，使沥青成厚约3mm薄膜，在薄膜，在1631的标准烘箱中加热的标准烘箱中加热5h。以加热前后的。以加热前后的质量损失、针入度比和质量损失、针入度比和25及及15的延度值作为评价指标。的延度值作为评价指标。薄膜烘箱老化后的性质相当于薄膜烘箱老化后的性质相当于150 拌和拌和11.5min后的性质后的性质.薄膜烘箱试验薄膜烘箱试验TFOT2022-4-2680旋

18、转薄膜烘箱试验旋转薄膜烘箱试验RTFOT：rolling thin-film-oven test 沥青旋转薄膜加热试验沥青旋转薄膜加热试验：旋转薄膜烘箱：共有旋转薄膜烘箱：共有8个玻璃盛样瓶（高个玻璃盛样瓶（高139.7mm，外径，外径64mm，壁厚，壁厚2.4mm），每个瓶中注入沥青），每个瓶中注入沥青35g。烘箱温度。烘箱温度1630.5，在垂直方向旋转（转速，在垂直方向旋转（转速15r/min），沥青薄膜（），沥青薄膜（5-10m），连续吹入热空气，时间缩短为），连续吹入热空气，时间缩短为75min。2022-4-2681评价方法评价方法P1老化试验前针入度（0.1mm）P2老化试验后针

19、入度（0.1mm）m1老化试验前质量（m）m2老化试验后质量（m）25、15延度2022-4-2682p 试样盛于标准杯中，按规定加热速度加热到某一温度时，点火器扫试样盛于标准杯中，按规定加热速度加热到某一温度时，点火器扫拂过沥青试样任何一部分表面，出现一瞬即灭的蓝色火焰状闪光时的拂过沥青试样任何一部分表面，出现一瞬即灭的蓝色火焰状闪光时的温度为闪点。温度为闪点。p按规定速度继续加热，至点火器扫拂按规定速度继续加热，至点火器扫拂过沥青试样表面发生燃烧火焰，并持续过沥青试样表面发生燃烧火焰，并持续5s以上，此时的温度即为以上，此时的温度即为燃点燃点。2022-4-2683沥青沥青粘弹特性粘弹特性

20、温度温度时间时间温度高、荷载作用时间长温度高、荷载作用时间长粘性粘性明显明显温度低、荷载作用时间短温度低、荷载作用时间短弹性弹性明显明显劲度模量（劲度模量（Stiffness Modulus）：表征沥青在某一温度）：表征沥青在某一温度和某一荷载作用下的应力、应变关系。范和某一荷载作用下的应力、应变关系。范. 德德. 波尔提出。波尔提出。T,tT,tS（）2022-4-2684由范由范. 德德. 波尔诺模图求算劲度模量：波尔诺模图求算劲度模量：（1）由针入度、软化点）由针入度、软化点(T800)计算计算PI值值(修正修正)（2）确定荷载作用时间，）确定荷载作用时间，60km/h-0.02s（3）

21、确定计算温度，求出与软化点）确定计算温度，求出与软化点(T800)温度差温度差Tdif（4）由）由PI、Tdif、t确定劲度模量确定劲度模量2022-4-2685温度温度时间时间夏天温度高，劲度小，不足以抵抗荷载作用，易产生车辙夏天温度高，劲度小，不足以抵抗荷载作用，易产生车辙冬天温度低、劲度大，应力松弛性能弱，易出现温缩裂缝冬天温度低、劲度大，应力松弛性能弱，易出现温缩裂缝高速行车，高劲度高速行车，高劲度低速行车，低劲度低速行车，低劲度静载时加载速率快静载时加载速率快，动载时频率高，动载时频率高，劲度高劲度高时温换算时温换算时间时间加载速率加载速率换算时间换算时间低温（高粘度）和瞬时荷载作用

22、下，低温（高粘度）和瞬时荷载作用下，弹性变形主导，呈弹性行为弹性变形主导，呈弹性行为高温（低粘度）和长时间荷载作用下，高温（低粘度）和长时间荷载作用下，粘性变形主导，呈粘性行为粘性变形主导，呈粘性行为大多数实际使用情况下，大多数实际使用情况下，粘弹性行为粘弹性行为针入度分级针入度分级粘度分级粘度分级 PG性能分级性能分级重交通道路石油沥青质量要求重交通道路石油沥青质量要求按按P25分级分级：AH-50、AH-70、AH-90、AH-110 AH-130 4060 6080 80100 100120 120140其它指标其它指标：软化点、：软化点、延度延度(15C)、含蜡量、含蜡量、溶解度溶解度

23、 薄膜烘箱薄膜烘箱(残留物质量损失、针入度比、延度残留物质量损失、针入度比、延度)中、轻交通道路石油沥青质量要求中、轻交通道路石油沥青质量要求按按P25 分级分级:A-60甲甲/A-60乙乙/A-100甲甲/-100乙乙/A-140/A-180/A-200其它指标：其它指标：软化点、延度软化点、延度(25C) 、溶解度、闪点、溶解度、闪点 蒸发试验（质量损失、针入度比）等蒸发试验（质量损失、针入度比）等针入度分级：按沥青针入度分级：按沥青25针入度所处水平划分沥青牌号针入度所处水平划分沥青牌号 按照针入度指标进行沥青分级按照针入度指标进行沥青分级7个标号 针入度分级：按沥青针入度分级：按沥青2

24、5针入度所处水平划分沥青牌号针入度所处水平划分沥青牌号分级分级16013011090705030针入度范围针入度范围 140200 120140 100120 80100 6080 4060 2040 按照技术性能进行沥青分类：按照技术性能进行沥青分类：A、B、C 针入度指数针入度指数PI 软化点、软化点、60粘度、延度（粘度、延度（10、15） TFOT或或RTFOT 蜡含量、闪点、溶解度蜡含量、闪点、溶解度高温指标：高温指标：1. 夏炎热区、夏炎热区、2. 夏热区、夏热区、3. 夏凉区夏凉区低温指标：低温指标：1. 冬严寒区、冬严寒区、2. 冬寒区、冬寒区、3. 冬冷区、冬冷区、4. 冬温

25、区冬温区雨量指标：雨量指标：1. 潮湿区、潮湿区、2. 湿润区、湿润区、3. 半干区、半干区、4. 干旱区干旱区针入度分级：按沥青针入度分级：按沥青25针入度所处水平划分沥青牌号针入度所处水平划分沥青牌号2022-4-2691RBT改性剂（七）乳化沥青的应用 乳化沥青用于修筑路面，不论是阳离子型乳化沥青或阴离子型乳化沥青有两种施工方法：1）洒布法：如透层、粘层、表面处治或贯入式沥青碎石路面。 2）拌和法：如沥青碎石或沥青混合料路面。2022-4-261052022-4-26106第二章第二章 沥青材料总结沥青材料总结2022-4-26107第二章第二章 沥青材料总结沥青材料总结特立尼达沥青湖特立尼达沥青湖2022-4-261092022-4-26110高温：高温时融化，使沥青粘度降低，温度敏感性增大高温：高温时融化，使沥青粘度降低，温度敏感性增大低温：低温时易析出，分散在沥青中，减少沥青分子间低温：低温时易析出，分散在沥青中，减少沥青分子间的紧密联系，降低沥青的延展性的紧密联系，降低沥