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时间:2019-08-05
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1、第七章沥青及沥青混合材料概述复杂的高分子的碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物所组成的混合物黑色(黑褐色);固态、半固态或液态性质:黏结性(有机胶凝材料)、憎水性、塑性、耐腐蚀用途:路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料(一)沥青:2(二)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)——由煤干馏所得的煤焦油,经再加工后得
2、到的沥青3三、本章学习要求1、掌握石油沥青主要技术性质和使用,了解石油沥青的标号划分以及测定主要技术性质的常用方法2、了解水工沥青混凝土及配合比设计方法4第一节石油沥青5基本概念1、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62、石油沥青的生产过程及特点(1)将石油沥青经常压蒸馏和减压蒸馏后,在蒸馏塔底所剩的黑色黏稠物称为渣油,当渣油技术性质能达到某标号沥青的要求,即得到直馏沥青(2)渣油经过再减压蒸馏工艺,进一步提出各种重
3、质油品,可得到不同稠度的直馏沥青(3)渣油经过不同深度的氧化后,可以得到不同稠度的氧化沥青或半氧化沥青(4)将渣油用溶剂法处理,使蜡质溶解,沥青脱出,称为溶剂沥青7(一)石油沥青的组成与结构1.石油沥青的组成组成元素碳(80~87%)氢(10~15%),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)8组分含量(%)密度(g/m3)特征在沥青中作用油分45~600.
4、7~1.0无色至淡黄色黏性液体流动性树脂15~301.0~1.1红褐至黑褐色的黏稠半固体,熔点低于100℃塑性沥青质5~301.1~1.5黑褐至黑色的硬而脆的固体微粒黏性、脆性,高温稳定性好(耐热性)表7-1石油沥青的组分及特性9沥青中的蜡降低沥青高温稳定性,使沥青高温时出现车辙或流淌降低低温抗裂性,使沥青低温时变脆硬使沥青与石料黏附性降低,使路面石子产生剥落使沥青路面抗滑性降低,影响路面行车安全10溶-凝胶型结构黏性小,流动性大,高温稳定性差。黏性大,塑性差,高温稳定性较好大部分优质道路沥青均配成溶
5、~凝胶型结构,具有黏弹性和触变性,故亦称弹性溶胶2.石油沥青的(胶体)结构溶胶型结构凝胶型结构11(二)石油沥青的技术性质黏滞性(黏稠性)耐热性温度稳定性塑性耐久性其它技术指标121.黏滞性l黏滞性是指沥青材料抵抗外力作用下发生黏性变形的能力l沥青质含量越多,沥青的黏滞性越高,其黏结性越好l在施工拌和中,黏滞性高,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黏滞性13黏滞性的评定针入度是目前我国黏稠石油沥青的分级指标液体石油沥青:黏滞度(标准黏度)孔径:3mm、5mm或10mm温度:2
6、0℃、25℃、30℃或60℃固体、半固体沥青:针入度100g0.1mm为1度针入度越大,黏性越小时间越长,黏性越大142.耐热性l耐热性是指黏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黏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153.5g沥青软化点越高,沥青的温度稳定性越好。可加入滑石粉、石灰石粉或其它矿物填料减少沥青的温度敏感性加热速度5℃/min163温度稳定性温度稳
7、定性是指沥青的黏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能使沥青黏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17针入度指数(P·I)沥青针入度的对数与温度呈直线关系,直线斜率表示沥青黏度对温度的变化率,斜率越大,温度稳定性越差。可用斜率作为沥青温度稳定性的评价指标,称为针入度-温
8、度感应系数(A):针入度指数:18受外力作用,变形但不破坏,外力除去,变形保持塑性小的沥青,低温下易开裂;塑性大的沥青,不易开裂,且具有自愈性,防水性也好用延度表示∞字形标准试件(中间最小截面面积为1cm2),用延度仪,在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度,单位:cm试验温度有0℃、15℃、25℃拉伸速度有10mm/min、50mm/min4.塑性(延性)195.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
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