【土木工程材料】 第9章 沥青及沥青混合料

蓝色论文答辩PPT模板答辩学生：易宸指导老师：易老师蓝色论文答辩PPT模板土木工程材料CHAPTERNINE沥青及沥青混合料Asphaltandasphaltmixture0909

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种憎水性的防水、防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青具有良好的不透水性、黏结性、抗冲击性、隔潮防水性、耐化学腐蚀性及电绝缘性等，在建筑工程的地下防潮、防水、屋面防水、卫生间防水等，以及铺筑路面、木材防腐、金属防锈等工程中大量使用。由于沥青混凝土路面平整性好、行车平稳舒适、噪音低，许多国家在建设高速公路时都优先采用。沥青CHAPTERNINE沥青按其在白然界中获得的方式分为地沥青和焦油沥青两大类。1.地沥青是天然存在或由石油精制加工得到的沥青材料。按其产源文可分为：(1)天然沥青是石油在自然条件下，长时间经受地球物理因素作用而形成的产物：我国新疆克拉玛依等地产有天然沥青。(2)

石油沥青石油沥青是指石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油及润滑油以后的残留物，或将残留物进一步加工得到的产物。2.焦油沥青是利用各种有机物（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。09沥青的分类CHAPTERNINE沥青是由多种碳、氢元素为主的高分子化合物组成的混合物。沥青在常温下呈固体、半固体或粘稠液体，颜色为黑色或黑褐色。

一.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。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青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非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。因沥青的化学组成复杂，对组成分析很困难，且化学组成也不能反映出沥青性质的差异，所以一般不作沥青的化学分析。09第一节沥青材料CHAPTERNINE83%左右碳；09%左右氢；

7%左右氧,氮和硫,微量的

钒、镍、铝和铁等。一.石油沥青1.1石油沥青的组分

通常从使用角度出发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组，称为"组分"。石油沥青的三大组分：

油分、树脂、地沥青质09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.1石油沥青的组分

1.油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，其分子量为300-500,密度为0.7-1.0g/cm3，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为(40-60)%。作用：赋予沥青以流动性。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.1石油沥青的组分

2.树脂树脂又称脂胶，为黄色至黑褐色半固体粘稠物质，分子量600-0900,密度为1.0-1.1g/cm3。树脂的含量为(15-30)%。

树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中溶解度很低。

随着树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等性能愈好。它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.1石油沥青的组分

3.地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固体粉末，分子量为0900-6000,密度大于1.0g/cm3,不溶于汽油,但能溶于二硫化碳和四氯化碳。

地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和黏性的重要组分。其含量在(09-30)%之间,其含量越大,则软化点越高,黏性越大,硬脆性越大。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.1石油沥青的组分

4.沥青碳和似碳物

石油沥青中还含2%-3%的沥青碳和似碳物(黑色固体粉末)，分子量75000。它会降低石油沥青的粘结力。

石油沥青中还含有蜡（白色固体层状晶体、70℃融化），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)。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.1石油沥青的组分

09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2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。指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。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。粘滞度表征液体沥青在流动时的内部阻力。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

1.粘滞性

针入度试验：

在25℃下，以规定重量为090g的标准针，经5s自由贯入沥青的深度，以1/09mm为单位表示。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

2.塑性指石油沥青在外力的作用下，产生不破坏、不可恢复变形性质。塑性用延度表示，延度值为8字形标准试件在规定速度（50cm/min），环境温度为25℃下拉断时的长度，单位为cm。延度值越大，塑性越好。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

影响石油沥青塑性的因素：

树脂含量较多，其他组分含量适当时，则塑性较大；温度升高，塑性增大；沥青膜层厚度越厚，则塑性越大。

沥青的塑性也反映了沥青的自愈合性能，对冲击荷载有一定的吸收能力，并能减少摩擦时的噪声，是一种优良的路面材料。

09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

3.温度敏感性

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。因沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

3.温度敏感性

沥青的温度敏感性以软化点指标表示。沥青软化点一般采用‘环与球法’测定。它是把沥青试样装入规定尺寸（直径15.88mm，高６mm）的铜环内，试样上放置一标准钢球（直径9.53mm，质量3.5ｇ），浸入水或甘油中，以规定的速度升温（５℃/min），当沥青软化下垂至规定距离（25.4mm）时的温度即为其软化点，以摄氏度（℃）计。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

3.温度敏感性

当沥青中地沥青质含量较多时，其温度敏感性较小。在工程中使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿物填料，以减小温度敏感性。沥青中含蜡量较多时，在60℃左右温度下就会发生流淌，在温度较低时又会变硬开裂（低温硬脆性）。09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

4.大气稳定性

指石油沥青在温度、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。

在大气因素的综合作用下，沥青中低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分→树脂→地沥青质，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。称为石油沥青的“老化”。

沥青的大气稳定性用针入度比表示。

09第一节沥青材料CHAPTERNINE一.石油沥青1.2石油沥青的技术性质

5.闪电和燃点

闪点是热沥青产生的挥发性物质-气体和空气的混合物，在规定的条件下与火焰接触，初次闪火时沥青的温度。

燃点是热沥青产生的挥发性物质-气体和空气的混合物，与火焰接触后，能持续燃烧5s以上时沥青的温度。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

一.石油沥青1.3石油沥青的技术标准及应用

根据我国现行石油沥青标准，在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青等，各品种按技术性质划分牌号。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

一.石油沥青1.3石油沥青的技术标准及应用

规范中道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青中牌号愈小，沥青愈硬；牌号愈大，沥青愈软。同时随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度增大），而温度敏感性增大(软化点降低)。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

一.石油沥青1.3石油沥青的技术标准及应用

在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。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，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

一.石油沥青1.3石油沥青的技术标准及应用

建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、防腐及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

二.煤沥青

煤沥青是炼焦厂或煤气厂的副产品。烟煤在干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成黑色粘性液体称为煤焦油，煤焦油经分馏加工提取轻油、中油、重油、蒽油以后，所得残渣即为煤沥青。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

二.煤沥青

2.1煤沥青的特性煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等，常含有少量酸、碱物质。

特性：

a.温度敏感性大，大气稳定性较差，塑性较差。

b.防腐性好。因含酚、蒽等有毒物质，防腐蚀能力较强。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

二.煤沥青2.2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。

a.用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料，油膏以

及制作油毡等。

b.木材的防腐处理、地下防水工程及防腐工程中。09第一节沥青材料CHAPTERNINE

三.石油沥青与煤沥青的鉴别方法09第一节沥青材料CHAPTERNINE

沥青混合料是由沥青、粗、细集料和矿粉按一定的比例拌和而成的多组分材料。一.沥青混合料的技术性质（1）高温稳定性指在夏季高温条件下，沥青混合料承受多次重复荷载作用而不发生过大的累积塑性变形的能力。路面在车轮作用下受到垂直力和水平力的综合作用，能抵抗高温而不产生车辙和波浪等破坏现象为高温稳定性符合要求。在国内外的沥青混凝土技术规范中，多数采用高温强度与稳定性作为主要技术指标。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE一.沥青混合料的技术性质(1）高温稳定性我国采用马歇尔稳定度试验法作为高温稳定性的测试方法。将矿质混合科，加入适量的沥青，拌制成均匀混合料，击实成直径091.6mm，高63.5mm的圆柱形试件，按规定条件保温，然后把试件迅速卧放在弧形加荷头内，以50.5mm/min的速度加压。当试件达到破坏时的最大荷载即为稳定度（kN），对应的压缩变形量称为流值(0.1mm)。除测定稳定度和流值外，还要测定沥青混合料的密度、空隙率和饱和度，用这五个指标共同控制混合料的技术性质。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE一.沥青混合料的技术性质(2)低温抗裂性沥青混合料为弹性一粘性一塑性材料，其物理性质随温度而有很大变化。沥青混合料在低温下抵抗断裂破坏的能力，称为低温抗裂性能。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE一.沥青混合料的技术性质(3）耐久性

沥青混合料的耐久性是指其在修筑成路面后，在车辆荷载和大气因素（如阳光、空气和雨水等）的长期作用下，仍能基本保持原有性能的能力。在大气因素下，沥青的化学组成会产生转化，油分减少，沥青质增加，使沥青的塑性逐渐消失而脆性增加，路面使用品质下降，产生龟裂破坏,通常称为“老化”。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE一.沥青混合料的技术性质(4）抗滑性路面的抗滑能力与沥青混合料的粗糙度、级配组成、沥青用量和矿质集料的微表面性质等因素有关。面层集料应选用质地坚硬且棱角多的碎石，通常采用玄武岩。采取适当增大集料粒径，适当减少沥青用量及严格控制沥青的含蜡量等措施，均可提高路面的抗滑性。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE二.沥青混合料组成材料的技术要求(1）沥青材料不同型号的沥青材料，具有不同的技术指标，适用于不同等级、不同类型的路面，在选择沥青材料的时候，要考虑到气候条件、交通量、施工方法等情况。寒冷地区宜选用稠度较小，延度较大的沥青，以免冬季裂缝；较热地区选用稠度较大，软化点高的沥青，以免夏季泛油、发软。一般路面的上层宜用较稠的沥青，下层和联结层宜用较稀的沥青。09第二节沥青混合料CHAPTERNINE二.沥青混合料组成材料的技术要求(2）粗集料

沥青混合料粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。根据规范给出的沥青混合料用粗集料质量技术要求选择粗集料。09第二节沥青混合料CHAPTE