土木工程材料电子教案全套配套课件配土木工程材料苏达根第6章 沥青和沥青混合料.ppt

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1、第6章沥青和沥青混合料6.2沥青混合料历史回顾创新能力培养6.1沥青材料创造性培养常见问题及解答练习题本章学习指导本章学习指导本章共两个知识点。本章的学习目的是：（1）掌握沥青材料的基本组成、工程性质及测定方法；了解沥青的改性和掺配，了解主要沥青制品及其用途。（2）掌握沥青混合料配合比，包括矿质材料的配合比的设计和配制；了解其于工程中的使用要点。本章的难点是沥青混合料配合比设计。建议在弄懂各步骤的基础上完成相关的练习题，通过实践来掌握其设计。建议本章课内6学时，课外4学时。历史回顾彩色沥青彩色沥青路面有以下优点：⑴具有足够的

2、力学强度、一定的弹性和塑性变形能力，与汽车轮胎的较好附着力，有高度的减振性；⑵改善了普通沥青路面黑色的单调性；⑶彩色沥青混合料可以多元搭配使用，既可以维持既有道路或广场的特殊使用功能，还可发挥多色彩的分区功能。彩色沥青路面的用途是安全和美观。可用于交通管理，通过不同的路面颜色警示驾驶员道路的安全状况。6.1沥青材料6.1.3沥青的掺配、改性及主要沥青制品6.1.1沥青的分类与基本组成结构6.1.2沥青的主要性质及其测试方法基础知识6.1.1沥青的分类与与基本组成结构1.沥青的分类2.沥青的基本组成结构1.沥青的分类沥青材

3、料是由高分子碳氢化合物及其衍生物组成的、黑色或深褐色、不溶于水而几乎全溶于二硫化碳的非晶态有机材料。分地沥青和焦油沥青两大类，其分类如下所示。2.沥青的基本组成结构(1)石油沥青的基本组成结构石油沥青是由石油经蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到的残留物，主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的半固体粘稠状物质。(2)煤沥青的基本组成由于煤沥青是由复杂化合物组成的混合物，分离为单体组成十分困难，故目前煤沥青化学组分的研究与前述石油沥青方法相同，也是采用选择性溶解等方法，将煤沥青分为几个化学性质相近，且与路面性能有一定联系的组。常将煤沥

4、青分离为游离碳、油分、软树脂和硬树脂四个组分。6.1.1沥青的分类与与基本组成结构观察与讨论沥青的胶体结构与性能请观察沥青的三种胶体结构，图中的黑色部分为沥青质，讨论其性能的差异。（a）溶胶结构（b）溶-凝胶结构（c）凝胶结构讨论讨论从上图可见，黑色为沥青质，随沥青质含量增加，沥青的胶体结构从溶胶结构变为溶－凝胶结构，再变为凝胶结构。当沥青质含量相对较少时，油分和树脂含量相对较高，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成溶胶结构。当沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护膜层时，胶团之间保持一定的吸引力，这时沥青形成

5、溶胶－凝胶结构。其性能可作如下对比：①具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大，温度稳定性较差。②具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。③溶胶－凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。沥青的胶体结构与性能6.1.1沥青的分类与与基本组成结构工程实例分析沥青的结构与沥青路面开裂现象原因分析华北某沥青路面所采用沥青的沥青质含量高达33％，并有相当数量芳香度高的胶质形成的胶团。使用两年后，路面出现较多裂缝，且冬天裂缝产生越发明显。原因分析沥青的结构与沥青路面开裂该工程所用沥青属凝胶型结构，其沥青

6、质含量高，沥青质未能被胶质很好地胶溶分散，则胶团就会连结，形成三维网状结构。此类沥青的特点是弹性和粘性较好，温度敏感性小，但流动性和塑性较差，开裂后自行愈合的能力较差，低温变形能力差。故特别易于冬天形成较多的裂缝。基础知识6.1.2沥青的主要性质及其测试方法1.石油沥青的主要性质及其测试方法2.石油沥青的技术要求3.其他沥青的主要性质1.石油沥青的主要性质及其测试方法(1)粘滞性　粘滞性是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。它是沥青材料最为重要的性质。(2)延性和脆性　沥青的延性是指当其受到外力的拉伸

7、作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。沥青材料在低温下，受到瞬时荷载时，常表现为脆性破坏。(3)温度敏感性　温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。(4)大气稳定性　大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。①粘滞性②延性和脆性③温度敏感性2.石油沥青的技术要求石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青、防水防潮石油沥青和普通石油沥青。石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。同一品种

8、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。3.其他沥青的主要性质(1)煤沥青煤沥青是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥青。煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异：温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定性较差，以