第11章 沥青及沥青混合料ppt课件.ppt

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1、第11章沥青及沥青混合料沥青是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。性状：黑色（黑褐色）；固态、半固态或液态。性质：粘结性（有机胶凝材料）、塑性、憎水性、耐腐蚀。用途：路面、屋面、防水、防潮、耐腐蚀等工程材料。11.1沥青材料生产：石油渣油沥青再加工轻质油润滑油提炼沥青的分类：土木工程中主要应用石油沥青。沥青地沥青焦油沥青天然沥青：沥青湖，砂岩、砂中提炼。石油沥青：石油原油蒸馏后残留物加工。煤沥青：煤焦油蒸馏后残留物加工。页岩沥青：油页岩炼油工业的副产品。11.1.1石油沥青的组成1.

2、三组分分析法：油分、树脂、地沥青质2.四组分分析法：饱和分、芳香分、胶质、沥青质石油沥青组成成分非常复杂。不能直接得到沥青元素含量与性能之间的关系。通常通过分析组分研究沥青的性能。组分：性质相近，与其工程性质有一定联系。组分含量(％)特征在沥青中作用油份45~60无色至淡黄色粘性液体流动性树脂15~30红褐至黑褐色的粘稠半固体，熔点低于100℃塑性、粘结性地沥青质5~30黑褐至黑色的硬而脆的固体微粒粘性、脆性，温度稳定性三组分分析法：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；降低沥青低温抗裂性，使沥青

3、低温时变脆硬；使沥青与石料粘附性降低，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。重交通量道路石油沥青含蜡量不大于3％11.1.2石油沥青的胶体结构与性能a.溶胶结构b.溶-凝胶结构c.凝胶结构图中黑色部分为沥青质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。　

4、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。由图可见，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。大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构。11.1.3石油沥青的技术性质1、粘滞性（简称粘性）定义：粘滞性是指沥青内部阻碍其相对流动的一种特性，反映沥青材料在外力作用下抵抗变形的能力。它是沥青材料最为重要的性质。反映沥青软硬、稀稠的程度。影响因素：地沥青质↑，油份↓→粘滞性↑温度↑→粘滞性↓针入度是目前我国粘稠

5、石油沥青的分级指标。液体石油沥青：粘滞度（标准粘度）孔径：3mm、5mm或10mm温度：20℃、25℃、30℃或60℃。固体、半固体沥青：针入度100g0.1mm为1度针入度越大，粘性越小。时间越长，粘性越大。粘滞性测定方法2、塑性定义：塑性是指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏（裂缝或断开），除去外力后，则仍然保持变形后的形状不变的性质。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。影响因素：树脂含量↑→塑性↑温度↑→塑性↑塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且具

6、有自愈性，防水性也好。沥青延度试验塑性测定方法试验温度有5℃、15℃、25℃三种；拉伸速度有1cm/min、5cm/min两种。塑性用延度表示。∞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伸长长度，单位：cm。延度大，塑性好。定义：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。变化程度小，则沥青敏感性小，反之则温度敏感性大。3、温度敏感性沥青软化点越高，表明耐热性越好，即温度稳定性越好。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。沥青软化点不能太低

7、，不然夏季易融化发软；但也不能太高，否则不易施工，并且质地太硬，冬季易发生脆裂现象。温度敏感性测定方法（1）软化点温度敏感性用软化点来衡量。固态转变为膏体的温度。3.5g软化点越高，温度敏感性越小。加热速度5℃/min软化点测定方法（2）针入度指数沥青的针入度指数PI计算公式如下：针入度指数（PI）值越大，表示沥青的温度敏感性越低。针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的三大指标。定义：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。老化原因：在大气因素的综合作用下，沥青中的

8、低分子量组分会向高分子量组分转化递变，即油分→树脂→地沥青质。由于树脂向地沥青质转化的速度要比油分变为树脂的速度快得多，因此石油沥青会随时间进展而变硬变脆，亦即“老化”。影响因素：石油沥青中油分含量高，则大气稳定性差。4、大气稳定性大气稳定性评价方法评价指标：蒸发后的质量损失或蒸发后的针入度比，蒸发损失愈小或蒸发后针