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1、第七章沥青及沥青混合料第七章沥青及沥青混合料沥青沥青桥面摊铺沥青桥面摊铺沥青沥青防水卷材沥青防水卷材防水卷材施工防水卷材施工1 石油沥青石油沥青1 概述概述2 组分组分3 胶体结构胶体结构4 技术性质技术性质5 标准及选用标准及选用BackBack石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼石油沥青是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出各种轻质油及润滑油以后的残留物或再加工而得的产品。物或再加工而得的产品。建筑上主要使用石油沥青制成各种建筑上主要使用石油沥青制成各种防水材料或铺路材料。防水材料或铺路材料。 石石 油油 沥沥 青青BackBack 石油沥青是由许多石油沥青是由许多高分子碳氢化合
2、物高分子碳氢化合物及其及其非金属衍生物非金属衍生物组成的复杂混合物，组成的复杂混合物，其化学成分非常复杂，因此在进行分其化学成分非常复杂，因此在进行分析时，将沥青中化学成分和性质极为析时，将沥青中化学成分和性质极为相近，并且与物理力学性质有一定关相近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，称为组系的成分，划分为若干个组，称为组分。分。 表表 1 1 石油沥青的组分与性能关系石油沥青的组分与性能关系 组组 成成 名名 称称 物理性质物理性质 对主要技术性对主要技术性质的影响质的影响 颜色颜色 状态状态 密度（密度（g/m） 分子量分子量 油分油分 淡黄淡黄 液体液体 0.71 30
3、0500红褐红褐 赋予沥青流动赋予沥青流动性性 树脂树脂 （沥青脂胶）（沥青脂胶） 黄色黄色 半固体半固体 1.01.1 6001000 黑褐色黑褐色（粘稠状）（粘稠状） 赋予沥青良好赋予沥青良好的粘结性、塑的粘结性、塑性和可流动性性和可流动性 地沥青质地沥青质 深褐深褐 固体固体 大于大于1 1000以上以上 黑色黑色 粉末粉末 决定温度敏感决定温度敏感性和粘性性和粘性 石油沥青的组分石油沥青的组分石油沥青的组成与性能关系石油沥青的组成与性能关系 如表如表 1所示所示23%的的沥青碳和似碳物沥青碳和似碳物，是在高温裂化等，是在高温裂化等过程中生成的，是石油沥青中分子量最大的，过程中生成的，是
4、石油沥青中分子量最大的，它能降低石油沥青的粘结力。它能降低石油沥青的粘结力。石蜡石蜡：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成温度稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成分。多腊石油沥青的品质低，需进行脱蜡处分。多腊石油沥青的品质低，需进行脱蜡处理，使之达到使用要求。理，使之达到使用要求。其其 它它 组组 分分BackBack在石油沥青中，油分、树脂、地沥青质在石油沥青中，油分、树脂、地沥青质是石油沥青的三大主要组分。是石油沥青的三大主要组分。油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超
5、细颗粒表地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核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，构成胶心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。结构。沥青的胶体结构沥青的胶体结构图图图图1 1 1 1 胶体结构示意图胶体结构示意图胶体结构示意图胶体结构示意图溶胶型溶胶型溶凝胶型溶凝胶型凝胶型凝胶型胶体结构示意图如图胶体结构示意图如图1所示所示, 胶体结构的类型和性胶体结构的类型和性质如表质如表2所示。所示。结构类型结构类型结构类型结构类型 组成及结构特点组
6、成及结构特点组成及结构特点组成及结构特点 特特特特 性性性性 溶胶型溶胶型溶胶型溶胶型 油分和树脂较多，胶团外油分和树脂较多，胶团外油分和树脂较多，胶团外油分和树脂较多，胶团外膜较厚，胶团之间运动较膜较厚，胶团之间运动较膜较厚，胶团之间运动较膜较厚，胶团之间运动较自由自由自由自由流动性和塑性较流动性和塑性较流动性和塑性较流动性和塑性较好，温度敏感性好，温度敏感性好，温度敏感性好，温度敏感性强强强强 溶凝胶型溶凝胶型溶凝胶型溶凝胶型地沥青质不如凝胶型多，地沥青质不如凝胶型多，地沥青质不如凝胶型多，地沥青质不如凝胶型多，胶团靠的较近，相互之间胶团靠的较近，相互之间胶团靠的较近，相互之间胶团靠的较近
7、，相互之间有一定吸引力有一定吸引力有一定吸引力有一定吸引力介于溶胶型和凝介于溶胶型和凝介于溶胶型和凝介于溶胶型和凝胶型之间胶型之间胶型之间胶型之间 凝胶型凝胶型凝胶型凝胶型 油分和树脂含量较少，胶油分和树脂含量较少，胶油分和树脂含量较少，胶油分和树脂含量较少，胶团外膜胶薄，胶团间移动团外膜胶薄，胶团间移动团外膜胶薄，胶团间移动团外膜胶薄，胶团间移动较困难较困难较困难较困难 弹性和粘性较高，弹性和粘性较高，弹性和粘性较高，弹性和粘性较高，温度敏感性较小，温度敏感性较小，温度敏感性较小，温度敏感性较小，流动性和塑性较流动性和塑性较流动性和塑性较流动性和塑性较低低低低表表 2 沥青胶体结构类型及特点
8、沥青胶体结构类型及特点 BackBack防水性防水性 粘性粘性塑性塑性温度敏感性温度敏感性大气稳定性（耐久性）大气稳定性（耐久性） 技技 术术 性性 质质BackBack防防 水水 性性石油沥青有以下性质：憎水性，构造致石油沥青有以下性质：憎水性，构造致密，附着力强和好的塑性，所以它有很好密，附着力强和好的塑性，所以它有很好的防潮和防水性能。的防潮和防水性能。BackBack石油沥青性质石油沥青性质憎水性憎水性构造致密构造致密附着力强附着力强好的塑性好的塑性好的防潮和好的防潮和防水材料防水材料粘性粘性反映沥青材料反映沥青材料反映沥青材料反映沥青材料内部阻碍其相对流动内部阻碍其相对流动内部阻碍其
9、相对流动内部阻碍其相对流动的一种性质，指的一种性质，指的一种性质，指的一种性质，指沥青沥青沥青沥青在外力作用下抵抗变形的能力在外力作用下抵抗变形的能力在外力作用下抵抗变形的能力在外力作用下抵抗变形的能力。是石油沥青性。是石油沥青性。是石油沥青性。是石油沥青性质的重要指标之一。质的重要指标之一。质的重要指标之一。质的重要指标之一。绝对粘度绝对粘度绝对粘度绝对粘度粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故工程上常用相对粘度来表示。工程上常用相对粘度来表示。工程上常用
10、相对粘度来表示。工程上常用相对粘度来表示。相对粘度相对粘度相对粘度相对粘度针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青 标准粘度：液体或较稀的石油沥青标准粘度：液体或较稀的石油沥青标准粘度：液体或较稀的石油沥青标准粘度：液体或较稀的石油沥青 指标及测试方法指标及测试方法定义定义针针 入入 度度表示粘稠石油沥青表示粘稠石油沥青表示粘稠石油沥青表示粘稠石油沥青的相对粘度的相对粘度的相对粘度的相对粘度定定 义义试验仪器试验仪器针入度仪如图针入度仪如图针入度仪如图针入度仪如图 2 2所示所示所示所示图图
11、图图2 2 针入度仪针入度仪针入度仪针入度仪试验条件及方法试验条件及方法如图如图如图如图3 3 3 3所示所示所示所示25252525，重量为，重量为，重量为，重量为100g100g100g100g标准针，标准针，标准针，标准针，5s5s5s5s深深深深入试样中的深度，单位为入试样中的深度，单位为入试样中的深度，单位为入试样中的深度，单位为1/10mm1/10mm1/10mm1/10mm。 读出针入度值读出针入度值读出针入度值读出针入度值图图 3 针入度试验示意图针入度试验示意图指标与性质间的关系指标与性质间的关系越硬越硬针入度越小针入度越小粘度越大粘度越大针入度与粘度之间针入度与粘度之间的关
12、系是：针入度的关系是：针入度越小越小, , 粘度越大粘度越大, , 石油沥青越硬。石油沥青越硬。 表示液体石油沥青的相对粘度表示液体石油沥青的相对粘度。标标 准准 粘粘 度度标准粘度计标准粘度计试验条件及方法：试验条件及方法：50cm的沥青在规定温度（的沥青在规定温度（20、25、30、60）流过规定）流过规定直径（直径（3、5、10mm）的所）的所需时间（需时间（s）定义定义试验试验图图4 标准粘度计标准粘度计BackBack塑塑 性性指标指标概念概念石油沥青在外力作用下产生变形，除去外石油沥青在外力作用下产生变形，除去外力后，仍保持变形后的形状的性质。力后，仍保持变形后的形状的性质。延延
13、度度试验试验在在25，把沥青试样制成，把沥青试样制成字型标准试模字型标准试模（中间最小截面积为（中间最小截面积为1cm）以以5cm/min的速度，进行拉伸试验，的速度，进行拉伸试验，拉断时的长度即为延度，单位为拉断时的长度即为延度，单位为cm延度大延度大塑性好塑性好石油沥青的粘性和塑性随温石油沥青的粘性和塑性随温石油沥青的粘性和塑性随温石油沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能。度升降而变化的性能。度升降而变化的性能。度升降而变化的性能。用软化点表示沥青温度敏感性用软化点表示沥青温度敏感性用软化点表示沥青温度敏感性用软化点表示沥青温度敏感性定定 义义指指 标标温度敏感性温度敏感性试验仪器设备试
14、验仪器设备环球法软化点仪环球法软化点仪环球法软化点仪环球法软化点仪图图图图 5 5 环球法软化点仪环球法软化点仪环球法软化点仪环球法软化点仪软化点软化点温度温度 敏感性敏感性关关 系系试验条件和方法试验条件和方法图图 6 软化点试验软化点试验示意图示意图 将沥青试样装入规定尺寸将沥青试样装入规定尺寸(D=16mm,h=6mm)的铜环内，的铜环内，试样上放置一标准钢球试样上放置一标准钢球(5mm,W=3.5g)，浸入水或，浸入水或甘油中，以规定的速度甘油中，以规定的速度（5/min）加热，使沥青）加热，使沥青下垂，当下垂到规定距离下垂，当下垂到规定距离时的温度（时的温度（）即为软化）即为软化点。
15、点。温度敏感性温度敏感性BackBack石油沥青长期在热、阳光、氧气和潮湿等综合因石油沥青长期在热、阳光、氧气和潮湿等综合因素的作用下抵抗老化的性能。素的作用下抵抗老化的性能。指标指标大气稳定性大气稳定性定义定义用用蒸发损失蒸发损失和和蒸发后的针入度比蒸发后的针入度比来评定。来评定。 试验试验: :沥青试样，先测重量和针入度，于沥青试样，先测重量和针入度，于160160烘箱烘箱中蒸发中蒸发5h5h，冷却后再测重量和针入度。，冷却后再测重量和针入度。蒸发损失越低，稳定性越好。蒸发损失越低，稳定性越好。蒸发后的针入度比越大，稳定性越好蒸发后的针入度比越大，稳定性越好BackBack大气稳定性大气稳
16、定性标准与选用标准与选用关于石油沥青的标准：关于石油沥青的标准： JTG F40-2004JTG F40-2004JTG F40-2004JTG F40-2004道路石油沥青道路石油沥青道路石油沥青道路石油沥青公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范 GB/T494-1998GB/T494-1998GB/T494-1998GB/T494-1998建筑石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青建筑石油沥青牌号划分方法牌号划分方法石油沥青都是石油沥青都是按针入度指标来划分按针入度指标来划分牌号。牌号。每个牌号还应保证相应的延度和软化点，每个牌号还应保证相应的延度和软化点，以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。闪点等。建筑石油沥青分为建筑石油沥青分为4040号、号、3030号和号和1010号三个牌号号三个牌号道路石油沥青分七个牌号道路石油沥青分七个牌号(160(160号、号、130130号、号、110110号、号、9090号、号、7070号、号、5050号、号、3030号等号等) )，并根据沥青，并根
