chapter沥青及沥青混合料

1、第七章 沥青及沥青混合料 1沥青：能溶于汽油、二硫化碳等有机溶剂，但几乎不溶于水，属憎水材料。与矿物材料有较强的粘结力，具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性。沥青分类： 天然沥青: 石油浸入岩石或流出地表后，经地球物理因素的长期作 用，轻质组分挥发和缩聚而成的沥青类物质。石油沥青: 用石油炼制其它油品后的残渣加工而得到的产品 。焦油沥青 ： 将各种有机物（煤、泥炭、木材等）干馏加工得到的焦 油，经再加工而得到的产品。2第一节 沥青材料一、石油沥青（一）石油沥 青的组成 与结构 组分名称 颜色 状态密度g/cm3 分子量 含量（%） 特 点 作 用 油分 淡黄至红褐色 透明液体 0.71.0 30

2、0500 4560 溶于苯等有机溶剂,不溶于酒精 赋予沥青以流动性,但含量多时,沥青的温度稳定性差 树脂 黄色至黑褐色 粘性半固体 1.01.16001000 1530 溶于汽油等有机溶剂,难溶于酒精和丙酮 赋予沥青以塑性，树脂组分含量高，不但沥青塑性好，粘性也好。 沥青质 深褐色至黑色脆性固体微粒 1.11.510006000 530 溶于三氯甲烷,二硫化碳,不溶于酒精 赋予沥青温度稳定性和粘性，沥青质含量高，温度稳定性好，但其塑性降低，沥青的硬脆性增加。32石油沥青的胶体结构（1）溶胶型结构（2）凝胶型结构（3）溶凝胶型结构4（二）石油沥青的技术性质 1粘滞性粘滞性是沥青材料抵抗外力作用下

3、发生粘性变形的能力。（1）针入度（2）标准粘度2耐热性耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能。 用软化点（t软）表示。软化点通常用环球法测定。3温度稳定性温度稳定性是指沥青的粘度受温度变化影响的程度。54塑性塑性是指沥青材料在外力作用下，产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形状的性质。可用延伸度（简称延度）表示。5耐久性沥青材料在施工过程中的长时间高温加热和在使用条件下受到空气、阳光、气温和风雨冰冻等气候因素的综合作用，以及与矿料相互作用等的影响下，内部产生复杂的物理化学变化，导致塑性降低、脆性增加，性能不断恶化，逐步丧失使用功能的过程称为沥青的老化。沥青材料的耐久性常称为抗老

4、化性，或大气稳定性、耐候性。6其他技术指标（1）脆点（2）溶解度（3）闪点和燃点6（三）石油沥青的技术标准石油沥青产品有：道路沥青类、建筑沥青类、普通沥青及专用沥青等。1道路石油沥青道路石油沥青有七个牌号，牌号越高，则粘性越小（即针入度越大），塑性越好（即延度越大），温度敏感性越大（即软化点越低）。2建筑石油沥青建筑石油沥青针入度较小（粘性较大），软化点较高（耐热性较好），但延伸度较小（塑性较小）。3普通石油沥青普通石油沥青中含蜡较多（有害成分），一般含量大于5%，有的高达20%以上，故又称多蜡石油沥青。7二、煤沥青煤沥青又称焦油沥青，在烟煤炼焦或制煤气时，从干馏所挥发的物质中冷凝出煤焦油，再

5、将煤焦油继续蒸馏得轻油、中油、重油和蒽油所剩的残渣即为煤沥青。根据煤焦油蒸馏深度的不同，又分为软煤沥青和硬煤沥青两类。8（一）煤沥青的组成煤沥青的化学组成主要是芳香族碳氢化合物及其与氧、硫、氮的衍生物的混合物。按化学性质相似且与技术性质有关划分，其主要组分是：（1）油分（2）树脂（3）游离碳9（二）煤沥青的性质特点煤沥青与石油沥青相比，性质上表现出以下特点：（1）温度稳定性较差。（2）塑性较差。（3）大气稳定性差。（4）防腐性较好。（5）粘结性较好。10（三）煤沥青的应用煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。可用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等。将煤沥青和石油沥青按适当

6、比例混合可形成一种稳定胶体，称为混合沥青。混合沥青综合了两种沥青的优点，使得粘性、温度稳定性、塑性均有显著改善。11三、改性沥青（改性石油沥青）（一）沥青材料掺配某一牌号的石油沥青往往不能满足工程技术要求，需用不同牌号沥青进行掺配。 两种沥青掺配时掺配量与软化点之间呈比例关系，通常按直线规律进行两种沥青掺配计算。（二）石油沥青与煤沥青的掺配（混合沥青）选择化学性质及密度均相近的石油沥青和煤沥青，按适当的比例掺合，可能得到稳定的混合沥青，石油沥青的掺量一般应小于20%或大于70%。（三）液体沥青和乳化沥青液体沥青和乳化沥青在常温下便具有流动性，不需加热即可施工。液体沥青是将沥青溶解于有机溶剂，也

7、称为稀释沥青；121液体沥青冷底子油冷底子油是将汽油、煤油、柴油、工业苯、煤焦油（回配煤沥青）等有机溶剂与沥青溶合制得的一种液体沥青。2乳化沥青乳化沥青是将热熔沥青，经强力机械作用分散成为沥青微滴（1m6m），分散在含有表面活性物质（乳化剂、 稳定剂）的水溶液中，所构成的稳定的乳状液。（1）乳化及成膜原理（2）乳化剂的分类（3）乳化沥青的特点及应用13（四）其它改性沥青1矿物填充料改性沥青（1）矿物填充料常用的有以下几种： ）滑石粉 2）石灰石粉 3）云母粉 4）石棉粉142橡胶沥青（1）氯丁橡胶沥青。（2）丁基橡胶沥青。（3）再生橡胶沥青。3合成树脂类改性材料4植物油类改性材料15四、沥青材

8、料使用的注意事项1、不同品种和牌号的沥青，应分别堆放，避免 相互混杂。2、堆放应避开热源，勿使阳光直接照射，以免 沥青软化流淌。3、防止砂、土等杂质和水分的混入。4、沥青材料加热温度应控制在软化点以上100 左右。5、防烫伤及火灾事故发生。6、防止中毒事故。16第二节 沥青混合料矿物质材料包括粗集料、细集料和填料，统称为矿料。粗集料系指粒径大于2.5mm的矿料；细集料系指粒径2.5mm0.075mm（或0.08mm）的矿料；填料系指粒径小于0.075mm的矿料。沥青混凝土按所用矿料的最大粒径分为：粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式。粗粒式的矿料最大粒径为35mm或30mm；中粒式为25mm或20m

9、m；细粒式为15mm或10mm；砂粒式为5mm。17沥青混凝土按密实程度分为：密级配、开级配和沥青碎石。密级配沥青混凝土的孔隙率小于5%，主要用作防渗层材料；开级配沥青混凝土的孔隙率大于5%，主要用作整平胶结层材料；沥青碎石的孔隙率大于15%，渗透性强，主要用作排水层材料。沥青混凝土按施工铺筑方法分为：碾压式和浇注式。碾压式沥青混凝土须用碾压机械压实，浇注式沥青混凝土具有大的流动性，混合料在自重作用下可自行密实。沥青混凝土按施工温度不同可分为热铺和冷铺。热铺沥青混凝土是将材料加热后，在高温下进行拌和和铺筑。冷铺沥青混凝土采用稀释沥青或乳化沥青配制，可在常温下施工。18一、沥青胶沥青胶也称沥青玛

10、王帝 脂，是用沥青、粉状或纤维状填充料以及改性添加材料等配制而成。（一）沥青胶的技术性质沥青胶的技术性质有耐热性、柔韧性和粘结性等。根据国家标准GB503452004屋面工程技术规范将沥青胶按耐热度划分为不同标号。（二）影响沥青胶性质的因素沥青胶性质取决于沥青、矿物填充料的性质及两者之配合比。1、沥青软化点2、耐热度3、沥青延度4、矿物填充料（三）沥青胶的配制及应用19二、水工沥青混凝土（一）水工沥青混凝土的组成材料1石油沥青2矿料（粗、细集料） （1）粗集料的粘附力 （2）细集料的水稳定性等级 （3）填料的亲水系数3掺料20（二）水工沥青混凝土的技术要求1抗掺性：沥青混凝土抗渗性用渗透系数来

11、评定。 2稳定性：沥青混凝土的稳定性可用高温抗压强 度、热稳定性系数或斜坡流淌值及马歇尔试验 来评定。 （1）沥青混凝土高温抗压强度及热稳定性系数 （2）斜坡流淌值 （3）马歇尔试验3柔性：柔性是指沥青混凝土（以及沥青砂浆）在自重 或外力作用下，能适应变形而不产生裂缝的性能。4耐久性：评定沥青混凝土耐久性的指标有：水稳定性 系数和残留稳定度等。5施工和易性：沥青混合料的和易性是指它在拌和、运输、摊铺及 压实过程中具有与施工条件相适应，既保证质量又便于施工的性 能。21（三）水工沥青混凝土配合比设计沥青混凝土配合比两个参数：矿料级配和沥青用量。配合比设计方法及基本步骤：1矿料级配的确定 （1）矿

12、料设计级配的选定 （2）矿料合成级配的确定2配合比初选试验 （1）沥青用量的初步选择。 （2）马歇尔试验。3配合比验证试验4配合比现场铺筑试验22（四）浇筑式沥青混凝土及沥青砂浆配合比 浇注式沥青混凝土参考配合比材料名称 沥青（%） 碎石（%） 砂（%） 填料（%）沥青砂浆 1420 5068 1630 沥青混凝土 1016 3845 3041 1424 23复 习 思 考 题1试述石油沥青的主要组分及其特点。组分、结构、性质三者之间怎样互相关联?2石油沥青的老化与组分有何关系?沥青性质在老化过程中发生哪些变化? 对工程有何影响?3石油沥青的主要技术性质是什么？影响这些性质的主要因素各是什么? 进行沥青试验时为什么特别强调温度？作软化点试验时，如果加热升温速度过快或过慢对试验结果的影响如何？4划分与确定石油沥青牌号的依据是什么? 牌号大小与主要性质间关系有何规律？246已知屋面工程需使用软化点为75的石油沥青，现有10#、60#两种石油沥青，试计算这两种沥青