一级建造师市政考试参考道路之沥青及沥青混合料.ppt

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1、沥青及沥青混合料7.1沥青材料7.1.1石油沥青（Petroleumasphalt）7.1.2沥青的主要性质及其测试方法7.1.3沥青的掺配改性及主要沥青制品7.2沥青混合料7.2.1沥青混合料的组成结构及其对性能的影响7.2.2沥青混合料的技术性质7.2.3沥青混合料配合比设计定义：沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫，氮）的衍生物所组成的混合物。沥青asphalt地沥青天然沥青nativeasphalt由地表或岩石中直接采集、提炼加工后得到的沥青石油沥青Bitumen(petr

2、oleumasphalt)由提炼石油的残留物制得的沥青，其中包含石油中所有的重组份。焦油沥青页岩沥青由页岩焦油蒸馏后的残留物制取的沥青煤沥青由煤焦油蒸馏后的残留物制取的沥青7.1沥青材料7.1.1石油沥青1.石油沥青的组分和结构（1）石油沥青的组分将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组就称为“组分”。其化学组分，许多研究者曾提出不同的分析方法。我国现行标准JTJ052－2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定有三组分和四组分两种分析方法。三组分分析法：三组分

3、分析法是将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。　　四组分分析法：四组分分析法是将沥青分离为沥青质、饱和分、芳香分和胶质。三组分分析法性状外观特性平均分子量碳氢化含量％物化特性油分淡黄色透明液体200～7000.5～0.745～70几乎溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，常发现有荧光相对密度约0.7～1.0g/cm3树脂红褐色粘稠半固体800～30000.7～0.815～30温度敏感性高，熔点低于100℃，相对密度大于1.0～1.1g/cm3沥青质深褐色固体微粒1000～50000.8～1.05～30加热不熔化而碳化

4、，相对密度1.1～1.5g/cm3沥青中各组分的主要特性简述如下：（１）油分。油分为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，密度介于0.7～1.0ｇ／cm3之间。在170℃较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分赋予沥青以流动性。(２)树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（600～1000），密度为1.0～1.1g／cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和

5、苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。另外，沥青树脂中还含有少量的酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐，是沥青中的表面活性物质。它改善了石油沥青对矿物材料的浸润性，特别是提高了对碳酸盐类岩石的粘附性，并有利于石油沥青的可乳化性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。（３）地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上），密度大于1g／cm3，不溶于酒精、正戊烷，但

6、溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。另外，石油沥青中还含２～３％的沥青碳和似碳物，是石油沥青中分子量最大的。它降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，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）。所以蜡是石油沥青的有害成分。1.2石油沥青的胶体结构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的互溶物而构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。根据沥青

7、中各组分的相对比例不同，胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。（1）溶胶结构。地沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结构。（直馏沥青是石油原油提炼出汽油、煤油、中油、重油等产品剩余的残渣.）（2） 凝胶结构。凝胶结构地沥青质含量很多，胶团间有引力形成立体网状，地沥青质分散在网格之间，在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶结构。（氧化沥青是直馏沥青在氧化釜内加温注氧后形成的.二者的主要区别除含氧量不同外,在常温下氧化沥青无挥发性

8、物质逸出,但粘滞性提高。）（3）溶一凝胶结构介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。图7-1胶体结构（a）溶胶结构（b）溶-凝胶结