沥青及沥青混合料.ppt

1、第七章沥青及沥青混合料,主要内容: 石油沥青 沥青混合料,沥青是一种有机胶凝材料。 沥青溶于汽油、二硫化碳有机溶剂，但几乎不溶于水，是憎水性材料。 与矿物材料有较强的粘结能力，具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性。,一、石油沥青,石油沥青是石油（原油）经蒸馏等方法提炼出各种轻质油（如汽油、煤油、柴油）及润滑油以后的残留物，或经再加工而得到的产品。,（1）石油沥青的组分 沥青的组成元素 主要是碳（8087）和氢（1015），其次是非烃元素，如氧、硫、氮等非金属元素（ 3）。此外，还含有一些微量的金属元素，如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠等。,1.石油沥青的组成和结构,沥青的化学组分 石油沥青的化学组分

2、有三组分和四组分两种分析方法。 三组分分析法：将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。此外沥青还含有23的碳青质和油焦质。 石油沥青还含有腊，它会降低石油沥青的粘结性和低温塑性，增大对温度的敏感性。,油分：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，密度是0.71.0g/cm3。 油分赋予沥青可流动性。,树脂：黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大，密度是1.01.1g/cm3。 树脂赋予沥青良好的塑性和粘结性。,沥青质：深褐色至黑色固定无定形物质（固体粉末），分子量比树脂大，密度为1.11.5g/cm3。 沥青质决定了石油沥青的温度敏感性和粘稠度。,四组分分析

3、法：将石油沥青分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分。,（2）石油沥青的胶体结构,沥青分为沥青质和可溶质两部分。沥青是以沥青质为分散相，可溶质为分散介质组成的胶体分散体系。,溶胶型结构：沥青质少，且分子量与树脂相近时。 凝胶型结构：沥青质组分较多。 溶凝胶型结构：沥青质和树脂含量适当时。,2. 石油沥青的技术性质,（1）粘滞性 粘滞性是指沥青材料抵抗外力作用下发生粘性变形的能力。 粘滞性可用动力粘度（绝对粘度）或运动粘度来表征。,针入度 针入度是表示稠性石油沥青粘度的指标。 在一定温度条件下，在规定时间内，标准针垂直贯入沥青试件的深度称为针入度。 针入度越大，沥青的粘度越小。,标准粘度 标准

4、粘度是表示液体沥青粘度的指标。 一定温度的沥青试样，通过一定孔径的孔口流出50ml所经历的时间，即为标准粘度，可表示为 。 试验温度越高，流孔直径越大，流出时间越长，则表示沥青的粘度越大。,（2）耐热性,耐热性是粘稠沥青在高温下不软化，不流淌的性能。 耐热性用软化点（t软）表示。 软化点是沥青达到某特定粘性流动状态时的温度。 软化点高的沥青耐热性好。,（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。 温度稳定性差的沥青，对温度变化的反应敏感，较小的温度变化就可使沥青粘度出现较大的变化。,不同温度下，沥青的三种状态： 玻璃态：沥青呈硬脆性。 高弹态：具有很高的弹性变形能力。 粘流

5、态：沥青呈粘性流动状态。,温度稳定性的指标： Tt软-t脆 t脆为高弹态向玻璃态转化的温度； t软为高流态向粘流态转化的温度。 T越大，说明沥青材料从固态向液态转化的温度间隔越大，沥青的温度稳定性越高。,软化点也可以反应沥青材料的温度稳定性。 软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 针入度指数 针入度指数越大，沥青的温度稳定性越好。,（4）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。 塑性用延伸度表示。 延度越大，说明沥青的塑性越好。,（5）耐久性,耐久性又称抗老化性，或大气稳定性，是指沥青材料在使用过程中由于种种原因，导致塑性降低，脆性增加，性能不

6、断恶化，逐步丧失使用功能的过程。 沥青加热温度越高，加热时间越长，组分转化越严重，老化程度越甚。,石油沥青的大气稳定性用蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。 蒸发损失越大，针入度比越小的沥青，其大气稳定性越低，“老化”愈快。,（6）其它技术指标,脆点 沥青材料由粘塑性状态转变为弹脆性状态时的温度。脆点是沥青发生脆性破坏的温度界限，是表征低温特性的指标。 溶解度 可用来检查沥青中是否混入无机杂质。,闪点和燃点 闪点：临近沥青表面的混合气体遇火后发生闪火时的温度。 燃点：沥青遇火开始燃烧，火焰能延续燃烧5s时的沥青温度。,3.石油沥青的技术标准,石油沥青是按针入度指标来划分标号的，每个标号还应保证相应

7、的延度和软化点。,二、改性石油沥青,改性目的 低温下具有弹性和塑性 高温下要有足够的强度和稳定性 加工和使用时有抗老化性 和各种矿料和结构表面有较强的粘附力 对构件变形的适应性和耐疲劳性,改性材料 橡胶、树脂和矿物填充料等。,改性方法,沥青材料掺配 不同牌号的沥青进行掺配。 通常采用同产源的沥青进行掺配。,T软 T2 T T1 0,Q=(T-T1)/(T2-T1)100% 式中：Q-牌号较低沥青的掺量 T-掺配后所需的软化点 T1-牌号较高沥青的软化点 T2-牌号较低沥青的软化点,牌号较低沥青的掺量（%）,液体沥青冷底子油 是将汽油、柴油、煤油等有机溶剂与沥青混合制得的一种液体沥青。 石油沥青：汽油=30：70； 石油沥青：煤油或轻柴油=40：60。,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（16m），分散在含有表面活性物质的水溶液中，构成的稳定乳状液。,乳化原理 水 极性分子 沥青非极性分子 水 极性分子 沥 青非极性分子 乳化剂表面活性物质,成膜过程 乳化沥青中的水分逐渐散失，沥青微粒靠拢将乳化剂薄膜挤裂，相互团聚而粘结。,乳化沥青的组成 沥青：40%60% 水溶液（含有乳化剂1%3%）：40% 50%。 乳化沥青的应用 涂刷和喷涂； 粘结防