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1、第七章沥青及沥青混合料,概 述,一、沥青的定义,沥青是一种有机胶凝材料 常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体 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,二、沥青的特点与用途,特 点 与矿物材料有较强的粘结力具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性应 用在交通、建筑、水利等工程中，广泛用作路面、防水、防潮和防护材料。,（三）沥青的种类,沥青,天然沥青,地沥青,石油沥青,焦油沥青,煤沥青木沥青页岩沥青,工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青，石油沥青的技术性质优于煤沥青，故应用最广。 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。 煤沥青(俗称柏油) 由煤干馏所
2、得的煤焦 油，经再加工后得到的沥青。,第一节 沥青材料,一、石油沥青,定义 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、柴油等）及润滑油以后的残留物，或经再加工而得的产品。,(一)石油沥青的组成与结构,1. 石油沥青的组成 组成元素 碳(8087%) 氢(1015%), 少量的氧、硫、 氮等元素(5%). (2) 主要组分 将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青性质又有一定联系的几个组，这些组称为组分。 沥青中主要组分：油分、树脂（沥青脂胶）、沥青质（地沥青质）。,(3) .石油沥青的组分特性（表71）,(a) 油分：赋予沥青以流动性，降低沥青粘度与软化点，含量适当还能
3、增大沥青粘度。含量过大时温度稳定性差。 (b) 树脂（沥青脂胶）：树脂使石油沥青具有良好的塑性和粘性。 (c) 沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和粘性的重要组 成。其含量愈高，则软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。,2. 石油沥青的胶体结构,(二) 石油沥青的技术性质,粘滞性耐热性塑性温度稳定性耐久性其它技术指标,1. 粘滞性,l粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力, 反映了沥青的软硬程度和胶结能力。l 沥青质含量越多, 沥青的粘滞性越高, 其粘结性越好。l在施工拌和中, 粘滞性高, 不易拌和均匀。 因此, 施工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的粘滞性。,针入度及其测定,l 针入度是粘稠石
4、油沥青的粘度指标，表示沥青材料抵抗剪切变形的能力。l 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(以ll0mm计)称为针入度。针入度值表示沥青材料抵抗剪切变形的能力。针入度值越大，沥青的粘度越小。针入度值P(25, 100g, 5s) 越小, 表示沥青的粘滞性越大。l 石油沥青的牌号就是按针入度值的大小来划分的。,针入度测定,针入度试验通常规定：试验温度为25 oC，标准针质量为l00g，贯人时间为5s，表示为P (25 oC，l00g，5s)。,标准粘度及其测定,l 标准粘度是表示液体沥青粘度的指标。用流出型粘度计测定。l 一定温度(20、25、30、50或60 oC)的沥
5、青试样，通过一定孔径(3、5或10mm)的孔口流出50mL所经历的时间(s)，即为其标准粘度。l 标准粘度表示为C td T，上标d代表流孔的直径，下标t代试验,温度，T代表流出时间。l 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,l 耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能。 可用软化点(t软)表示。 l 软化点是沥青达到特定粘性流动状态时的温度,试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为800。 l 软化点越高, 沥青的耐热性越好。l 沥青材料的软化点应与环境温度相适应, 不能太低, 也不能太高。,软化点的测定,测定方法：环球法3.5g 钢球， 50
6、C/min 加热，下垂25.4mm。 加热速度过快，测定值偏高。,3. 塑性,l 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。l 沥青材料采用延伸度(简称延度)表示塑性。l延度越大，表示沥青的塑性越好。塑性好的沥青材料能随着构件的变形而变形，不致产生裂缝，这对水工建筑物的防水作用有着重要意义。,延度的测定,将一定温度(25、15或0)的沥青标准试件, 以一定的拉伸速度(50或100 mm/min)延伸, 试件拉断时延伸的长度即为延伸度, 单位以cm计。通常采用的试验条件为温度25, 拉伸速度50mm/min。 试验时拉伸速度快，沥青延度偏小。,4 温度
7、稳定性,温度稳定性是指沥青的粘度受温度影响的程度。 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能使沥青粘度出现较大的变化。 沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大，沥青的温度稳定性越好。由于沥青材料的变态稳定间隔通常随软化点提高而增大， 温度稳定性也相应提高，所以软化点也是反映沥青材料温度稳定性的一个指标。软化点越高，温度稳定性越好。,5. 耐久性,l 沥青的耐久性称为抗老化性，或大气稳定性，耐候性。l 老化：沥青在施工过程高温加热和使用过程中空气、阳光、和风雨冻害作用，内部发生物理化学作用，导致塑性降低、脆性增加、性能不断恶化，逐步失去使用功能的过程。l 石油沥青的抗老化性
8、以163oC加热5h后的蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。,l 蒸发损失：蒸发损失重量占原重量的百分数。l蒸发后针入度比：蒸发后针入度占原针入度的百分比。l 蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示大气稳定性愈高，老化愈慢。,6. 其它技术指标,l 脆点l 溶解度l 闪点和燃点,(三)石油沥青的技术标准,我国石油沥青产品主要分为（三类）l 道路沥青类；l 建筑沥青类；l 普通沥青。是土建及水利工程中应用的主要沥青产品。 三类石油沥青都是按针入度指标来划分标号的，每个标号还应保证相应的延度和软化点。 针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥青牌号的主要依据, 常被称为沥青的三大技术指标。,同一品
9、种的石油沥青材料，牌号越高，则粘性越小，针入度越大，塑性越好，延度越大，温度敏感性越大，软化点越低。,二、煤沥青,1. 定义 煤沥青又称焦油沥青。在烟煤炼焦或制煤气时，从所挥发的物质中冷凝出煤焦油，再将煤焦油继续蒸馏出轻油、中油、重油和蒽油后所剩的残渣即为煤沥青。2. 应用 煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等。,煤沥青的性质特点,煤沥青与石油沥青相比，其性质具有以下特点：(1)温度稳定性较差：温度敏感性较大，夏天易软化流淌，冬 天易脆裂。(2)塑性较差：煤沥青由于含有较多的游离碳，塑性降低，易 因变形而开裂。(3)大气稳定性差：在热
10、、阳光、氧气等长期综合作用下，其 组分容易变化，故易老化而硬脆。,(4) 防腐性较好： 煤沥青中含有蒽、酚等具有毒性和臭味的物质，故其防腐能力较好。适用于木材等材料的防腐处理。(5) 粘结性较好：煤沥青中含有较多的表面活性物质，与矿物材料表面有较强的粘结力。l 根据煤沥青和石油沥青的某些特征，可按表75所列方法识别两种沥青。,三、沥青材料使用的注意事项,l沥青在贮运中，应分别堆放，避开热源，防止砂、土等杂质和水分混入；l沥青材料加热温度不能过高，加热时间不能过长，避免反复加热；l沥青材料是易燃物质，高温操作施工应注意安全防火及火灾事故发生；l煤沥青略具毒性，施工中应遵守劳动保护规程，防止中毒事
11、故。,第三节 沥青混合料,1定义,沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。矿物质材料又称为矿料，包括： l粗骨料指粒径大于2.5mm的矿料；l细骨料指粒径2.50.074mm的矿料；l 填料指粒径小于0.074mm(或0.08mm)的矿料。,2分类,(1) 按所用矿料的最大粒径分l 粗粒式矿料最大料径为35mm或30mm；l 中粒式矿料最大料径为25mm或20mm；l 细粒式矿料最大料径为15mm或10mm；l 砂粒式矿料最大料径为5mm。,(2) 按密实程度分,l密级配沥青混凝土的孔隙率小于5，主要用作防渗层材料；l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；l 沥青碎石沥青碎石的孔隙率大于15，渗透性强，主要用作排水层材料。,(3) 按施工方法分,l 碾压式沥青混凝土须用碾压机械压实；l浇筑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。,（4）按施工温度分,l 热铺沥青混凝土是将材料加热后，在高温下进行拌和、摊铺和压实。l 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。,1、沥青按用途分为几类？其牌号是如何划分的？牌号大小与其性质有何关系？2、试述石油沥青的粘性、塑性、温度稳定性的表示方法。3、请比较煤沥青与石油沥青的性能的差别？,
