土木工程材料第六章沥青及沥青混合料韩玉民主讲

土木工程材料

第七章沥青及沥青混合料

韩玉民主讲

7.1沥青沥青是高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的极其复杂的混合物。是有机胶凝材料。常温下呈黑色或黑褐色的固体或半固体或液体。沥青分类：地沥青：天然沥青、石油沥青焦油沥青：煤沥青、页岩沥青1.石油沥青石油沥青是由石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，再经过加工而得的产品。1.1石油沥青的组分石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组就称为“组分”。

沥青中各组分的主要特性简述如下：（１）油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.7～1.0ｇ／cm3之间。在170°Ｃ较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性。(２)树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（600～1000），密度为1.0～1.1g／cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。另外，沥青树脂中还含有少量的酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐，是沥青中的表面活性物质。它改善了石油沥青对矿物材料的浸润性，特别是提高了对碳酸盐类岩石的粘附性，并有利于石油沥青的可乳化性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。（３）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上），密度大于1g／cm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。另外，石油沥青中还含２～３％的沥青碳和似碳物，是石油沥青中分子量最大的。它降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性，同时对温度特别敏感（即温度稳定性差）。所以蜡是石油沥青的有害成分。1.2石油沥青的胶体结构

油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大组分，其中油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的互溶物而构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。根据沥青中各组分的相对比例不同，胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。（1）溶胶结构。地沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结构。（2）

凝胶结构。凝胶结构地沥青质含量很多，胶团间有引力形成立体网状，地沥青质分散在网格之间，在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶结构。（3）溶一凝胶结构介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。1.3石油沥青的技术性质（1）粘滞性石油沥青的粘滞性又称粘性。粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度（25℃）条件下，以规定质量（100ｇ）的标准针，在规定时间（５s）内贯入试样中的深度来表示，单位以1/10mm计。针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值越小，表明粘度越大。（P317附图6-1）粘滞度是将一定量的液体沥青，在某温度下经一定直径的小孔流出50cm3所需的时间，以秒表示。常用符号“CdtT”表示粘滞度，其中ｄ为小孔直径（mm），ｔ为试样温度，Ｔ为流出50cm3沥青的时间。ｄ有10、５、３mm三种，ｔ通常为25℃或60℃。（２）塑性塑性指石石油沥青青在外力力作用下下产生变变形而不不破坏，，除去外外力后，，仍能保保持变形形后的形形状的性性质。沥沥青的塑塑性对冲冲击振动动荷载有有一定吸吸收能力力，并能能减少摩摩擦时的的噪声，，故沥青青是一种种优良的的道路路路面材料料。石油沥青青的塑性性用延度表示。延延度愈大大，塑性性愈好。。延度测测定是把把沥青制制成“８８”字形形标准试试件，置置于延度度仪内25℃水水中，以以5cm／min的的速度拉拉伸，用用拉断时时的伸长长度来表表示，单单位用cm计。。（P319附附图6-2））（３）温度敏感感性温度敏感感性是指石油沥沥青的粘粘滞性和和塑性随随温度升升降而变变化的性性能。由于沥沥青是一一种高分分子非晶晶态热塑塑性物质质，故没没有一定定的熔点点。沥青的粘粘滞性和和塑性随随温度变变化而变变化。石石油沥沥青中地地沥青质质含量较较多时，，其温度度敏感性性较小。。在工程程中使用用时往往往加入滑滑石粉、、石灰石石粉等矿矿物填料料，以减减小其温温度敏感感性。沥沥青中含含蜡量较较多时，，则会产产生温度度较高（（60℃℃左右））时就发发生流淌淌，在温温度较低低时又易易变硬开开裂。温度度敏敏感感性性以以软化化点点指标标表表示示。。由由于于沥沥青青材材料料从从固固态态至至液液态态有有一一定定的的变变态态间间隔隔，，故故规规定定以以其其中中某某一一状状态态作作为为从从固固态态转转变变到到粘粘流流态态的的起起点点，，相相应应的的温温度度则则称称为为沥沥青青的的软软化化点点。。沥沥青青软软化化点点一一般般采采用用‘‘环环球球法法’’测测定定。。它它是是把把沥沥青青试试样样装装入入规规定定尺尺寸寸（（直直径径15.88mm，，高高６６mm））的的铜铜环环内内，，试试样样上上放放置置一一标标准准钢钢球球（（直直径径9.53mm，，质质量量3.5ｇｇ）），，浸浸入入水水或或甘甘油油中中，，以以规规定定的的速速度度升升温温（（５５℃℃／／min）），，当当沥沥青青软软化化下下垂垂至至规规定定距距离离（（25.4mm））时时的的温温度度即即为为其其软软化化点点，，以以摄摄氏氏度度（（℃℃））计计。。（（P321附附图图6-3））另外，沥青的脆脆点是反映温温度敏感感性的另另一个指指标，它它是指沥沥青从高高弹态转转到玻璃璃态过程程中的某某一规定定状态的的相应温温度，该该指标主主要反映映沥青的的低温变形形能力。寒冷地地区应用用的沥青青应考虑虑沥青的的脆点。。沥青的的软化点点愈高，，脆点愈愈低，则则沥青的的温度敏敏感性越越小。（４）大气稳定定性石油沥青青在热、、阳光、、氧气和和潮湿等等大气因因素的长长期综合合作用下下抵抗老老化的性性能，称称为大气气稳定性性。也是是沥青材材料的耐耐久性。。在大气气因素的的综合作作用下，，沥青中中各组分分会发生生不断递递变，低低分子化化合物将将逐步转转变成高高分子物物质，即即油分和和树脂逐逐渐减少少，而地地沥青质质逐渐增增多。石石油沥青青随着时时间的进进展，流流动性和和塑性将将逐渐减减小，硬硬脆性逐逐渐增大大，直至至脆裂。。这个过过程称为为石油沥沥青的““老化””。所以以大气稳稳定性即即为沥青青抵抗老老化的性性能。石油沥沥青的的大气气稳定定性以以加热蒸蒸发损损失百百分率率和加加热前前后针针入度度比来评定定。其其测定定方法法是：：先测测定沥沥青试试样的的质量量及其其针入入度，，然后后将试试样置置于烘烘箱中中，在在160℃℃下加加热蒸蒸发５５h,，待待冷却却后再再测定定其质质量及及针入入度。。计算算出蒸蒸发损损失质质量占占原质质量的的百分分数，，称为为蒸发发损失失百分分率；；测得得蒸发发后针针入度度占原原针入入度的的百分分数，，称为为蒸发发后针针入度度比。。蒸发发损失失百分分数愈愈小和和蒸发发后针针入度度比愈愈大，，则表表示沥沥青的的大气气稳定定性愈愈好，，即‘‘老化化”愈愈慢。。以上四种性性质是石油油沥青材料料的主要性性质，前三三项是划分分石油沥青青牌号的依依据。此外外，为评定定沥青的品品质和保证证施工安全全，还应了了解石油沥沥青的溶解度、、闪点和和燃点等性质。。1.4石石油沥沥青的技技术标准准及应用用（１）石石油沥青青的技术术标准根据我国国现行石石油沥青青标准，，在工程程建设中中常用的的石油沥沥青分道道路石油油沥青、、建筑石石油沥青青和普通通石油沥沥青等，，各品种种按技术术性质划划分牌号号。不同同石油沥沥青的技技术指标标要求见见表10-1、、10-2、10-3。从表10-1、、10-2、10-3可以看看出，道道路石油油沥青、、建筑石石油沥青青和普通通石油沥沥青都是是按针入度度指标来来划分牌牌号的。在同一一品种石石油沥青青材料中中，牌号号愈小，，沥青愈愈硬；牌牌号愈大大，沥青青愈软。。同时随随着牌号号增加，，沥青的的粘性减减小（针针入度增增加），，塑性增增加（延延度增大大），而而温度敏敏感性增增大（软软化点降降低）（2）石石油沥青青的应用用在选用沥沥青材料料时，应应根据工程性质质（房屋屋、道路路、防腐腐）及当当地气候候条件、、所处工工程部位位（屋面面、地下下）来选用不不同品种种和牌号号的沥青青。道路石油油沥青牌牌号较多多，主要要用于道道路路面面或车间间地面等等工程，，一般拌拌制成沥沥青混凝凝土、沥沥青拌合合料或沥沥青砂浆浆等使用用。建筑石油油沥青粘粘性较大大，耐热热性较好好，但塑塑性较小小，主要要用作制制造油毡、油油纸、防防水涂料料和沥青青胶。它们绝大大部分用用于屋面面及地下下防水沟沟槽防水水、防腐腐蚀及管管道防腐腐等工程程。对于于屋面防防水工程程，应注注意防止止过分软软化。为避免夏夏季流淌淌，屋面面用沥青青材料的的软化点点还应比比当地气气温下屋屋面可能能达到的的最高温温度高20℃以以上。但但软化点点也不宜宜选择过过高，否否则冬季季低温易易发生硬硬脆甚至至开裂。。对一些些不易受受温度影影响的部部位，可可选用牌牌号较大大的沥青青。普通石油油沥青含含蜡较多多，其一一般含量量大于5％，有有的高达达20％％以上（（称多蜡蜡石油沥沥青），，因而温温度敏感感性大，，故在工工程中不不直单独独使用，，只能与与其他种种类石油油沥青掺掺配使用用。1.5石石油沥沥青的掺掺配与稀稀释当不能获获得合适适牌号的的沥青时时，可采采用两种种牌号的的石油沥沥青掺配配使用，，但不能能与煤沥沥青相掺掺。两种种石油沥沥青的掺掺配比例例可用下下式估算算：式中ＱＱ1——较软软石油沥沥青用量量（％））；Ｑ2——较硬硬石油沥沥青用量量（％））；Ｔ——掺掺配后的的石油沥沥青软化化点（℃℃）；Ｔ1——较软软石油沥沥青软化化点（℃℃）；Ｔ2——较硬硬石油沥沥青软化化点（℃℃）。以估算的的掺配比比例和其其邻近的的比例（（５％～～10％％）进行行试配（（混合熬熬制均匀匀），测测定掺配配后沥青青的软化化点，然然后绘制制“掺配配比一软软化点””关系曲曲线，即即可从曲曲线上确确定出所所要求的的掺配比比例。2.煤煤沥青煤沥青是是炼焦厂或或煤气厂厂的副产产品。烟煤在在干馏过过程中的的挥发物物质，经经冷凝而而成黑色色粘性液液体称为为煤焦油油，煤焦焦油经分分馏加工工提取轻轻油、中中油、重重油、蒽蒽油以后后，所得得残渣即即为煤沥沥青。2.1煤煤沥青的的特性煤沥青的的主要组组分为油分、脂脂胶、游游离碳等，常含含有少量量酸、碱物质。由由于煤沥沥青的组组分和石石油沥青青不同，，故其性性能也不不同，主主要表现现在温度度敏感性性大，大大气稳定定性较差差，塑性性较差。。煤沥青青中的酸酸、碱物物质都是是表面活活性物质质，由于于含表面面活性物物质较多多，故与与矿料表表面的粘粘附力较较好；防防腐性好好。因含含酚、蒽蒽等有毒毒物质，，防腐蚀蚀能力较较强，故故适用于于木材的的防腐处处理。2.2煤煤沥青青与石油油沥青的的鉴别方方法2.3煤煤沥青青的应用用煤沥青具具有很好好的防腐腐能力、、良好的的粘结能能力。因因此可用用于配制制防腐涂涂料、胶胶粘剂、、防水涂涂料，油油膏以及及制作油油毡等。。3.改改性石油油沥青3.1矿矿物填填料改性性沥青在沥青中中加入一一定数量量的矿物物填充料料，可以以提高沥沥青的粘粘性和耐耐热性，，减小沥沥青的温温度敏感感性，同同时也减减少了沥沥青的耗耗用量，，主要适适用于生产沥青青胶。（１）常常用矿物物填料矿物填料料有粉状状和纤维维状两种种，常用用的有滑滑石粉、、石灰石石粉、硅硅藻土、、石棉绒绒和云母母粉等。。（２）矿物填填充料改性机机理由于沥青对矿矿物填充料的的润湿和吸附附作用，沥青青可以单分子子状态排列在在矿物颗粒（（或纤维）表表面，形成结结合力牢固的的沥青薄膜，，称之为“结结构沥青”。。结构沥青具具有较高的粘粘性和耐热性性等，但是矿矿物填充料的的掺入量要适适当，一般掺掺量为２０％％～４０％时时，可以形成成恰当的结构构沥青膜层。。3.2树脂脂改性沥青用树脂改性石石油沥青，可可以改善沥青的耐耐寒性、耐热热性、粘结性性和不透气性性。在生产卷材、密封材材料和防水涂涂料等产品时均需需应用。常用用的树脂有：：古马隆树脂脂，聚乙烯，，聚丙烯，酚酚醛树脂及天天然松香等。。3.3橡橡胶胶改改性性沥沥青青（１１））氯氯丁丁橡橡胶胶改改性性沥沥青青石油油沥沥青青中中掺掺入入氯氯丁丁橡橡胶胶后后，，可可使使其其气密密性性、、低低温温柔柔性性、、耐耐化化学学腐腐蚀蚀性性、、耐耐光光、、耐耐臭臭氧氧性性、、耐耐候候性性和和耐耐燃燃性性等得得到到大大大大改改善善。。氯氯丁丁橡橡胶胶掺掺入入的的方方法法有有溶溶剂剂法法和和水水乳乳法法。。溶溶剂剂法法是是先先将将氯氯丁丁橡橡胶胶溶溶于于一一定定的的溶溶剂剂（（如如甲甲苯苯））中中形形成成溶溶液液，，然然后后掺掺入入液液态态沥沥青青中中并并混混合合均均匀匀即即可可。。水水乳乳法法是是将将橡橡胶胶和和石石油油沥沥青青分分别别制制成成乳乳液液，，然然后后混混合合均均匀匀即即可可使使用用。。（2））丁丁基基橡橡胶胶改改性性沥沥青青丁基基橡橡胶胶沥沥青青的的配配制制方方法法与与氯氯丁丁橡橡胶胶沥沥青青类类似似。。（３３））热热塑塑性性丁丁苯苯橡橡胶胶（（SBS））改改性性沥沥青青SBS热热塑塑性性橡橡胶胶兼兼有有橡橡胶胶和和塑塑料料的的特特性性，，常常温温下下具具有有橡橡胶胶的的弹弹性性，，在在高高温温下下又又能能像像塑塑料料那那样样熔熔融融流流动动，，成成为为可可塑塑的的材材料料。。所所以以采采用用ＳＳＢＢＳＳ橡橡胶胶改改性性沥沥青青，，其其耐耐高高、、低低温温性性能能均均有有较较明明显显提提高高。。（４）再再生橡胶胶改性沥沥青再生橡胶胶掺入石石油沥青青中，同同样可大大大提高高石油沥沥青的气气密性，，低温柔柔性，耐耐光、热热和臭氧氧性，以以及耐候候性，且且价格低低廉。7.2沥沥青青基防水水材料1.沥沥青防水水卷材凡用原纸纸或玻璃璃布、石石棉布、、棉麻织织品等胎胎料浸渍渍石油沥沥青（或或焦油沥沥青）制制成的卷卷状材料料，称为为浸渍卷卷材（有有胎卷材材）。将将石棉、、橡胶粉粉等掺入入沥青材材料中，，经碾压压制成的的卷状材材料称为为辊压卷卷材（无无胎卷材材）。这这两种卷卷材通称称沥青防防水卷材材。1.1普普通原原纸胎基基油毡和和油纸采用低软软化点沥沥青浸渍渍原纸所所制成的的无涂盖盖层的纸纸胎防水水卷材叫叫油纸，，当再用用高软化化点沥青青涂盖油油纸的两两面，并并撒布隔隔离材料料后，则则称为油油毡。按按原纸1m2的质量克克数，油油毡分为为200、350和500三三种标号号，油纸纸分为200和和350两种标标号。1.2新新型有有胎沥青青防水卷卷材新型有胎胎沥青防防水卷材材主要有有麻布油油毡、石石棉布油油毡、玻玻璃纤维维布油毡毡、合成成纤维布布油毡等等。这些些油毡的的制法与与纸胎油油毡相同同，但抗抗拉强度度、耐久久性等都都比纸胎胎油毡好好得多，，适用于于防水性性、耐久久性和防防腐性要要求较高高的工程程。SBS改改性沥青青柔性油油毡是近近年来生生产的一一种弹性性体沥青青防水卷卷材，它它以聚酯酯纤维无无纺布为为胎体，，以ＳＢＢＳ橡胶胶改性沥沥青为面面层，以以塑料薄薄膜为隔隔离层，，油毡表表面带有有砂粒。。它的耐耐撕裂强强度比玻玻璃纤维维胎油毡毡大15～17倍，耐耐刺穿性性大15～19倍，可可用氯丁丁粘合剂剂进行冷冷粘贴施施工，也也可用汽汽油喷灯灯进行热热熔施工工，是目目前性能能最佳的的油毡之之一。2.沥沥青基基防水涂涂料2.1乳乳化沥沥青乳化沥青青是沥青以微微粒（粒粒径１μμm左右右）分散散在有乳乳化剂的的水中而而成的乳乳胶体。配制时时，首先先在水中中加入少少量乳化化剂，再再将沥青青热熔后后缓缓倒倒入，同同时高速速搅拌，，使沥青青分散成成微小颗颗粒，均均匀分布布在溶有有乳化剂剂的水中中。由于于乳化剂剂分子一一端强烈烈吸附在在沥青微微小颗粒粒表面，，另一端端则与水水分子很很好地结结合，产产生有益益的桥梁梁作用，，使乳液液获得稳稳定。乳化剂是是一种表表面活性性剂。工工程中所所用的阴阴离子乳乳化剂有有钠皂或或肥皂、、洗衣粉粉等。阳阳离子乳乳化剂有有双甲基基十八烷烷溴胺和和三甲基基十六烷烷溴胺等等。非离离子乳化化剂有聚聚乙烯醇醇，平平平加（烷烷基苯酚酚环氧乙乙烷缩合合物）等等。矿物物胶体乳乳化剂有有石灰膏膏及膨润润土等。。乳化沥青青涂刷于于基材表表面，或或与砂、、石材料料拌和成成型后，，其中水水分逐渐渐散失，，沥青微微粒靠拢拢而将乳乳化剂薄薄膜挤破破，从而而相互团团聚而粘粘结，这这个过程程称乳化化沥青成成膜。乳化化沥沥青青可可涂涂刷刷或或喷喷涂涂在在材材料料表表面面作作为为防防潮潮或或防防水水层层，，也也可可粘粘贴贴玻玻璃璃纤纤维维毡毡片片（（或或布布））作作屋屋面面防防水水层层，，或或用用于于拌拌制制冷冷用用沥沥青青砂砂浆浆和和沥沥青青混混凝凝土土。。2.2．．橡橡胶胶沥沥青青防防水水涂涂料料及及水水性性沥沥青青基基薄薄质质防防水水涂涂料料橡胶胶沥沥青青防防水水涂涂料料是是以以沥沥青青为为基基料料，，加加入入改改性性材材料料橡橡胶胶和和稀稀释释剂剂及及其其他他助助剂剂等等而而制制成成的的粘粘稠稠液液体体。。橡胶沥青防水水涂料的特点点是耐水性强。由于橡胶的的加入改善了了沥青涂膜的的性质，故在在水的长期作作用下，涂膜膜不脱落，不不起皮，抗渗渗性好，抗裂裂性优异，有有较好的弹性性和延伸性，，尤其是低温温下的抗裂性性能更好，故故适用于基层易易开裂的屋面面防水层。又因其耐化化学腐蚀性好好，故也可作作木材、金属属管道等的防防腐涂层。3.沥青青胶与冷底子子油3.1沥青胶胶沥青胶又称沥沥青玛瑅脂，，它是在熔（溶）化化的沥青中加加入粉状或纤纤维状的填充充料经均匀混混合而成。填充料粉状状的如滑石粉粉、石灰石粉粉、白云石粉粉等，纤维状状的如石棉屑屑、木纤维等等。沥青胶的的常用配合比比为沥青70%～90%，矿粉10％～30％％。如采用的的沥青粘性较较低，矿粉可可多掺一些。。一般矿粉越越多，沥青胶胶的耐热性越越好，粘结力力越大，但柔柔韧性降低，，施工流动性性也变差。沥青胶有热用和冷用的两种，一般般工地施工是是热用。配制制热用沥青胶胶时，先将矿矿粉加热到100～110℃，然后后慢慢地加入入已熔化的沥沥青中，继续续加热并搅拌拌均匀即成。。热用沥青胶胶用于粘结和和涂抹石油沥沥青油毡。冷冷用时需加入入稀释剂将其其稀释后于常常温下施工应应用，它可以以涂刷成均匀匀的薄层。3.2．冷底子油冷底子油是用用汽油、煤油油、柴油、工工业苯等有机机溶剂与沥青青材料溶合制制得的沥青涂涂料。它的粘粘度小，能渗渗入到混凝土土、砂浆、木木材等材料的的毛细孔隙中中，待溶剂挥挥发后，便与与基材牢固结结合，使基面面具有一定的的憎水性，为为粘结同类防防水材料创造造了有利条件件。因它多在在常温下用作作防水工程的的打底材料，，故名冷底子子油。冷底子子油常随配随随用，通常是是采用30％％～40％的的30号或10号石油沥沥青，与60%～70%的有机溶剂剂（多用汽油油）配制而成成。4.建筑防防水沥青嵌缝缝油膏建筑防水沥青青嵌缝油膏是是以石油沥青为为基料，再加加入改性材料料废橡胶粉和和硫化鱼油、、稀释剂（松松焦油、松节节重油和机油油）及填充料料（石棉纺和和滑石粉）等，经混拌制制成膏状物，，为最早使用用的冷用嵌缝缝材料。沥青青嵌缝油膏的的主要特点是是炎夏不易流流淌，寒冬不不易脆裂，粘粘结力较强，，延伸性、塑塑性和耐候性性均较好，因因此广泛用于于一般屋面板板和墙板的接接缝处，也可可用作各种构构筑物的伸缩缩缝、沉降缝缝等的嵌填密密封材料。例7-1某某建筑工程程屋面防水，，需用软化点点为75℃的的石油沥青，，但工地仅仅有软化点为为95℃和25℃的两种种石油沥青，，问应如何掺掺配？解掺配时较软石石油沥青（软软化点为25℃）用量为为：较硬石油沥青青（软化点为为95℃）用用量为：Q2=100%-Q1=71.4%以估算的掺配配比例和其邻邻近的比例（（５％～10％）进行试试配（混合熬熬制均匀），，测定掺配后后沥青的软化化点，然后绘绘制“掺配比比一软化点””关系曲线，，即可从曲线线上确定出所所要求的掺配配比例。例7-2某某工地需需要使用软化化点为85℃的石油沥沥青5ｔ，，现有10号号石油沥青3.5ｔ，30号石油沥沥青1ｔ和和60乙石油油沥青３ｔｔ。试通过过计算确定出出三种牌号沥沥青各需用多多少吨？解由表10-3知10号石石油沥青的软软化点为95℃30号石油沥沥青的软化点点为70℃℃由表10-2知60乙石石油沥青的软软化点为50℃（1）10号石油沥沥青和30号号石油沥青掺掺配：30号石油沥沥青掺量为：：10号石油沥沥青掺量为Q2=100%-Q1=100%－－40%=60%设掺配1ｔｔ30号石石油沥青，需需x1t10号号石油沥青，，60%×x=40%××1x=0.67t则用30号石石油沥青1ｔｔ和10号号石油沥青0.67ｔｔ，可配制制1.67t软化点为85℃的石石油沥青。尚尚需要用10号石油沥青青和60号乙乙石油沥青配配制5－1.67=3.33t软软化点为85℃的石油油沥青.（2）10号号石油沥青青和60号号乙石油沥沥青掺配60号乙石石油沥青掺掺量为10号石油油沥青掺量量为Q2=100%-Q1==100%－22.2%=77.8%则配制3.33t软软化点为85℃的的石油沥青青,60乙石油油沥青需要要量为：3.33t×22.2%=0.74t10号石油油沥青需要要量为:3.33t××77.8%=2.59t10号石油油沥青合计计需要量为为：0.67+2.59=3.26t故配制5t软化点为为85℃℃的石油沥沥青，需10号石油油沥青3.26t,30号石油油沥青1t,60乙石油沥沥青0.74t。由于10号号石油沥青青的软化点点为95℃，30号石油油沥青的软软化点为70℃，， 60乙乙石油沥青青的软化点点为50℃，故配配制软化点点为85℃的石油油沥青，只只能采取10号石油油沥青与30号石油油沥青掺配配和10号号石油沥青青与60乙乙石油沥青青掺配两种种方式。#7.3沥沥青混合合料1.沥沥青混合料料的定义沥青混合料料是将石子、砂（（５～0.15mm）和矿粉粉（＜0.15mm）经人人工合理选选择级配组组成的矿质质混合料与与适量的沥沥青材料经经拌和所组组成的混合合物。将沥青混混合料经摊摊铺后碾压压成型，即即成为各种种类型的沥沥青混合料料路面。沥青混合料料主要包括括沥青混凝土土混合料和和沥青碎（（砾）石混混合料两类，一般般经碾压密密实后前者者的剩余空空隙率不大大于10％％称为沥青青混凝土，，后者的剩剩余空隙率率大于10％的称为为沥青碎（（砾）石混混合料。沥青混凝土土混合料（（Asphaltconcretemixture）：：[粗集料料+细集料料+填料+沥青]简简称AC沥青碎石混混合料（Asphaltmacadanmixture）[粗集集料+细集集料+填料料+沥青]简称称AM沥青混合料料的特点1、良好的的力学性能能：弹塑性性，无需设设置施工缝缝、伸缩缝缝，路面平平整且有弹弹性2、良好的的抗滑性能能：平整且且有一定的的粗糙度，，不反光，，行车安全全3、施工方方便，速度度快4、可分期期改造和再再生利用5、晴天无无尘，雨天天不泞，便便于汽车高高速行驶缺点：1、、老化表表层产产生松散2、温度稳稳定性差：：高温软化化，产生过过分变形；；低温脆化化，产生裂裂缝沥青混合料料分类1、按胶凝凝材料种类类（1）石油油沥青混合合料（2）煤沥沥青混合料料2、按砂料料最大粒径径可分为以以下几种（1）特粗式式D>=37.5mm（2）粗粒式式D=31.5/26.5mm用于基基层、下面层层（3）中粒式式D=19/16mm面层层或下面层（4）细粒式式D=13.2/9.5mm面面层（5）砂粒式式D<=4.75mm磨耗耗层3、按砂质混混合料级配类类型分类（1）连续级级配如如沥青混凝土土混合料（2）间断级级配如如SMAstonemasticAsphalt4、按连续级级配密实度分分（1）密级配配沥青混合料料ACVV<10%其其中：3%~6%I型4~10%II型（2）半开级级配沥青混合合料VV>10%AM（3）开级配配沥青混合料料VV>15%AK5、按施工温温度分（1）热拌热热铺沥青混合合料（2）热拌冷冷铺沥青混合合料（3）冷拌冷冷铺沥青混合合料2.沥青青混合料的组组成结构沥青混合料是是由沥青、粗细集集料和矿粉按照一定的比比例拌和而成成的多组分材材料。由沥青青混合料修筑筑的路面，有有两种不同的的强度理论。。表面理论认为为，沥青混合合料是由粗、、细集料和矿矿粉，大小不不同粒径组成成密实矿质混混合料的骨架架，利用沥青青胶结料的粘粘聚力，在加加热状态下施施工，使沥青青包裹在矿料料的表面，经经过压实固结结后，将松散散的矿质颗粒粒胶结成具有有一定强度的的整体。胶浆理论认为为，沥青混合合料是一种具具有空间网络络状结构的多多级分散体系系。它是以粗粗集料为分散散相，沥青砂砂浆为分散介介质的粗分散散系；沥青砂砂浆又以细浆浆料为分散相相，沥青胶结结物为分散介介质的细分散散系；而沥青青胶结物又以以矿粉为分散散相，沥青为为分散介质的的微分散系。。两种理论的主主要区别是，，表面理论重点点突出矿质骨骨料的骨架作作用，强度的的关键首先是是矿质骨料的的强度和密实实度；而胶浆浆理论则突出出沥青胶结构构在混合料中中的作用，以以及沥青与填填充料之间的的关系，这对沥青混混合料的高温温稳定性和低低温抗裂性的的影响尤为重重要。沥青混合料按按矿质骨架的的结构状况，，可将其组成成结构分为下下述三个类型型：（1）悬浮密实结构构。当采用连续续密级配的沥沥青混合料时时，材料从大大到小连续存存在，由于粗粗集料的数量量较小而细集集料的数量较较多，粗集料料被细集料挤挤开，而以悬悬浮状态存在在于细集料之之间。这种结结构的沥青混混合料密实度度及强度较高高，而稳定性性较差。一般般的沥青混凝凝土路面都采采用这种连续续级配型的结结构。（2）骨架空隙结构构。当采用连续续密级配的沥沥青混合料时时，粗集料较较多，彼此紧紧密相接，细细集料的数量量较少，形成成较多空隙。。这种结构的的沥青混合料料，骨料之间间的嵌挤力和和内摩阻力起起重要作用，，因此这种沥沥青混合料受受沥青材料性性质的变化影影响较小，因因而热稳定性性较好，但沥沥青与矿料粘粘结力小、空空隙率大、耐耐久性差。（３）骨架密实结构构。采用间断级级配的沥青混混合料，综合合以上两种结结构之长，既既有一定数量量的粗骨料形形成骨架，又又根据粗集料料空隙的多少少加入细集料料，形成较高高的密实度。。这种结构的的沥青混合料料的密实度、、强度和稳定定性都较好，，是较理想的的结构类型。。3.沥青青混合料的技技术性质（1）高温稳稳定性沥青混合料的的高温稳定性性是指在夏季高温条条件下，沥青青混合料承受受多次重复荷荷载作用而不不发生过大的的累积塑性变变形的能力。沥青混合料料路面在车轮轮作用下受到到垂直力和水水平力的综合合作用，能抵抵抗高温而不不产生车辙和和波浪等破坏坏现象的为高高温稳定性符符合要求。在国内外的沥沥青混凝土技技术规范中，，多数采用高高温强度与稳稳定性作为主主要技术指标标。我国国家标准准采用马歇尔稳定度度试验法作为高温稳定定性的测试评评定方法。马马歇尔试验验法是将选定定级配组成的的矿质混合科科，加入适量量的沥青，在在规定条件下下拌制成均匀匀混合料，击击实成直径101.6mm，高63.5mm的的圆柱形试件件，按规定条条件保温，然然后把试件迅迅速卧放在弧弧形加荷头内内，以50.5mm／min的速度度加压。当试试件达到破坏坏时的最大荷荷载即为稳定定度（kN）），此时对应应的压缩变形形量称为流值值(0.1mm)。除测测定稳定度和流值值外，还要测定定沥青混合料料的密度、空隙率率和饱和度，用这五个指指标共同控制制混合料的技技术性质。车辙试验300G300G50mm的试件，，在60℃的的温度条件下下，以一定的的荷重的轮子子在同一轨迹迹上作一定时时间的反复行行走，形成一一定的车辙深深度，然后计计算试件变形形1mm所需需车轮行驶次次数，即为动动稳定度规定：高速公公路，不宜小小于800次次/mm一级公路、城城市主干道，，不宜小于600次/mm影响混合料高高温稳定性的的因素：沥青青用量、沥青青的粘度、矿矿料的级配、、矿料尺寸、、形状(2)低温抗抗裂性沥青混合料为为弹性一粘性性一塑性材料料，其物理性性质随温度而而有很大变化化。沥青混合合料在低温下下抵抗抗断断裂裂破破坏坏的的能能力力，称称为为低低温温抗抗裂裂性性能能。。混合合料料随随温温度度降降低低，，变变形形能能力力下下降降，，路路面面由由于于低低温温而而收收缩缩以以及及行行车车荷荷载载的的作作用用，，在在薄薄弱弱部部位位产产生生裂裂缝缝引起起原原因因：：混混合合料料低低温温脆脆化化、、低低温温缩缩裂裂、、温温度度疲疲劳劳引引起起措施施：：设设计计时时选选择择沥沥青青要要稠稠度度较较低低、、温温度度敏敏感感性性低低、、抗抗老老化化能能力力强强（3））耐耐久久性性沥青青混混合合料料的的耐耐久久性性是是指指其在在修修筑筑成成路路面面后后，，在在车车辆辆荷荷载载和和大大气气因因素素（（如如阳阳光光、、空空气气和和雨雨水水等等））的的长长期期作作用用下下，，仍仍能能基基本本保保持持原原有有性性能能的的能能力力。沥青混合料的的耐久性与组组成材料的性性质有密切关关系，在大气气因素下，沥沥青的化学组组成会产生转转化，油分减减少，沥青质质增加，使沥沥青的塑性逐逐渐消失而脆脆性增加，路路面使用品质质下降，产生生龟裂破坏，，通常称为““老化”。路面老化化的速度，在在一定程度上上反映了路面面材料抵抗自自然因素作用用的能力，常常用气候稳定定性来表示。。一般采用马歇尔试验测测定沥青混合合料试件的空空隙率、饱和和度和残留稳稳定度等指标标，来评价沥沥青混合料的的耐久性。（4）抗滑性随着公路等级级的提高和车车辆行驶速度度的加快，对对沥青混凝土土路面的抗滑滑性提出了更更高的要求。。路面的抗滑滑能力与沥青混合料料的粗糙度、、级配组成、、沥青用量和和矿质集料的的微表面性质质等因素有关。面层集集料应选用质质地坚硬具有有棱角的碎石石，通常采用用玄武岩。采采取适当增大大集料粒径，，适当减少一一些沥青用量量及严格控制制沥青的含蜡蜡量等措施，，均可提高路路面的抗滑性性。（5）施工和和易性影响沥青混合合料施工和易易性的因素很很多，如当地地气温、施工工条件以及混混合料性质等等。单纯从混混合料材料性性质而言，影影响施工难易易性的首先是是混合料的级配配情况。此外，当沥沥青用量过少，或或矿粉用量过过多时，混合料容容易产生疏松松，不易压实实；反之，如如沥青用量过过多，或矿粉粉质量不好，，则容易使混混合料粘结成成块，不易摊摊铺。间断级级配混合料的的施工和易性性就较差。沥青混合料试试验1沥青混混合料试件制制作方法（击击实法）一、仪器1、击实筒小：10.16mm+-0.02mm，高87cm底座和和套筒大：高高115mm2、击实锤标准：98.5mm，锤重重4536E9g落高457.2+-1.5mm大：149.5mm457.2+-1.5mm落高锤锤质量10210+-10g3、试件：当当D<=26.5mm时时，做标准试试件当D<=37.5mm时时，做加大试试件尺寸：标准准：加大：4、击实仪仪5、搅拌机机6、脱模机二、试验准准备1、确定温温度（拌和和及压实温温度）查查表2、试验室室备料1）炼干各各材料2）测各材材料的密度度3）加热砂砂料，砂粉粉单独加热热，按组备备料4）取沥青青，加热3、做试模模，擦黄油油，并在100℃烘烘箱中，加加热1h试验步骤1、拌合混混合料2、击实成成型用量：标准准试件约1200g，大试件件约4050g确定用量量备备模模垫垫纸纸装装料料插插捣捣击击实反反转面面击实调整用量量再击实实对对试件的的高度有有如下要要求：63.5+-1.3mm（标标准试件件）95.3+-2.5mm（大大试件））养护脱脱模5-2压压实实沥青混混合料密密度试验验一、仪器器：静水水天平二、步骤骤1、称取取干燥试试件在空空气中质质量ma2、称取取试件在在水中质质量mw3、称取取表干质质量mf三、结果果整理1、计算算吸水率率2、计算算试件的的毛体积积相对密密度和抟抟体积密密度3、试件件实隙率率4、计算算理论最最大相对对密度①已知油油石比Pa②当已知知沥青含含量Pb时③理论密密度5、沥青青体积百百分率6、砂料料间隙率率7、沥青青体积饱饱和度8、粗集集料骨架架间隙率率沥青混合合料马歇歇尔试验验一、设备备：马歇歇尔试验验仪、加加压压头头二、步骤骤（一）标标准方法法1、检查查高度：：恒温60oC标准试件件恒温30—40min加大大试件恒恒温45—60min后，测测定试件件的稳定定度及流流值。（二）浸浸水马歇歇尔试验验应将试件件浸水48h后后，再测测定试件件的稳定定度及流流值。4.沥沥青混混合料组组成材料料的技术术要求（1）沥沥青材料料不同型号号的沥青青材料，，具有不不同的技技术指标标，适用用于不同同等级、、不同类类型的路路面，在在选择沥沥青材料料的时候候，要考考虑到气候条件件、交通通量、施施工方法法等情况。。寒冷地地区宜选选用稠度度较小，，延度较较大的沥沥青，以以免冬季季裂缝；；较热地地区选用用稠度较较大，软软化点高高的沥青青，以免免夏季泛泛油、发发软。一一般路面面的上层层宜用较较稠的沥沥青，下下层和联联结层宜宜用较稀稀的沥青青。（2）粗粗集料沥青混合合料的粗粗集料要要求洁净、干干燥、无无风化、、无杂质质，并且具具有足够够的强度度和耐磨磨性。一一般选用用高强、、碱性的的岩石轧轧制成接接近于立立方体、、表面粗粗糙、具具有棱角角的颗粒粒。沥青混合合料对粗粗集料的的级配不不单独提提出要求求，只要要求它与与细集料料、矿粉粉组成的的矿质混混合料能能符合相相应的沥青混合合料的矿矿料级配配范围。