第四章沥青材料霍轶珍河套大学土木工程学院.ppt

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1、第四章沥青材料霍轶珍河套大学土木工程学院教学目标重点内容：石油沥青的组成和结构石油沥青的三大指标难点：石油沥青的组分分析石油沥青的胶体结构石油沥青的三大指标要求：掌握石油沥青的技术性质掌握石油沥青的组成和结构概述一、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。二、特点：1、不透水、不导电2、耐酸、碱、盐的腐蚀3、良好的粘结性、塑性天然沥青地沥青三、沥青的分类石油沥青煤沥青焦油沥青页岩沥青木沥青定义1、天然沥青：地壳中的石油，在各种自然因素的作用下，经过轻质油分蒸发

2、、氧化和缩聚作用，最后形成的天然产物2、石油沥青：石油经各种炼制工艺的加工而得到的沥青产品，称“石油沥青”二、焦油沥青：是干馏有机燃料所收集的焦油再经加工而得到的一种沥青材料。（煤沥青）三、道路工程中最常用的是石油沥青和煤沥青5.1石油沥青一、石油沥青的生产工艺概述１．蒸馏法直馏沥青，直馏沥青因为仅分馏出一些轻质油品，具化学组分并未发生化学变化，它与氧化沥青相比，温度稳定性和气候稳定性较差。２.氧化法氧化沥青软化点升高，针人度减小，延度降低。３．溶剂法溶剂沥青可获得兼具高温稳定性和低温抗裂性。石油沥青的分类：粘稠沥青（公路常用）1、按稠度分

3、液体沥青道路石油沥青（A、B、C级）2、按用途分机场沥青建筑沥青第一节概述石油沥青的组成和结构油分：使沥青具有流动性组成树脂：增加沥青与矿质集料粘结力沥青质：决定沥青的温度稳定性、粘性及硬度，含量大，沥青脆性增大，塑性降低。化学组分：化学组分分析就是将沥青分离为几个化学性质相近，而且与路用性质有一定联系的组，这些组就称为“组分”。２．沥青组分分析方法（三组分、四组分法）溶剂法：将沥青分离为油分、树脂和沥青质等三组分。溶剂一吸附法色谱分析法：３．组分对沥青性质的影响：沥青质和胶质分的含量高，其针人度值较小（稠度较高），软化点较高；饱和分含量高

4、，其针人度值较大（稠度较低），软化点较低；芳香分含量，对针人度、软化点无影响，但极性芳香分含量高，对其粘附性有利；胶质分对其延度贡献较大。（三）石油沥青的胶体结构1.胶体结构的形成沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶质分被吸附其表面，并逐渐向外扩散形成胶团，胶团再分散于芳香分和饱和分中。２．胶体结构类型（用针入度指数判断）溶胶结构——在路用性质上具有较好的自愈性和低温变形能力，但温度感应性较差。溶一凝胶结构——在路用性能，在高温时具有较低的感温性，低温时又有较好的形变能力。（最好）凝胶结构——在路用性能上，具有较低的温度感应性，但低温变形能力

5、较差。三、石油沥青的技术性质（一）粘滞性1、粘滞性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗变形的性能。2、粘稠沥青相对粘度的测定方法：针入度沥青的针入度是在规定温度（２５℃）和时间（５ｓ）内，附加一定重量（１００ｇ）的标准针垂直贯入试样的深度，以０.１ｍｍ表示。结论：针入度越大，粘结性小，针入度是划分沥青标号的重要依据。3．粘度（液体沥青粘结性的测定方法）沥青的标准粘度（简称“粘度”）是试样在规定温度下，自道路沥青标准粘度计规定直径的流孔流出５０ｍｌ所需的时间，以ｓ表示。T针入度测定仪（二）塑性塑性是指沥青材料在外力作用下发生

6、变形而不破坏的能力。目前以沥青的延度指标来反映沥青的塑性。沥青的延度是规定形状的试样在规定温度下，以一定速度受拉伸至断开时的长度，以厘米表示。结论：延度越大，沥青的塑性越好、柔性和抗断裂性越好。三、石油沥青的技术性质延度测定仪三、石油沥青的技术性质（三）温度稳定性１．软化点软化点。该法是将沥青试样注入规定尺寸的金属环内径（15.9±0.1mm），高（6.4±0.1）mm）内，上置规定尺寸和重量的钢球（直径9.53mm，质量（3.5±0.05）g），放于水（或甘油）中，以（5±0.5）℃／min的速度加热，至钢球下沉达规定距离（25.4mm）

7、时的温度，以℃表示。结论：软化点越高，温度稳定性越好。针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标，所以通称“三大指标”。软化点测定仪2.脆点沥青的脆点是涂于金属片的试样薄膜在特定条件下，因被冷却和弯曲而出现裂纹的温度，以℃表示。沥青的脆点更直接地反映了其低温抗裂性。（四）大气稳定性为了解沥青在路面施工及使用过程的耐久性，规范规定要进行沥青的加热质量损失和加热后残渣性质（三大指标）的试验。１．沥青的蒸发损失试验(中、轻交通量用道路粘稠石油沥青)将50g的沥青试样装入盛样皿（筒状，内径55mm，深35mm）内，置于烘箱中，在

8、163下保持受热时间5h，冷却。测定质量损失，并测定残留物的针人度。三、石油沥青的技术性质２．沥青薄膜加热试验(重交通量用道路粘稠石油沥青)是3.2mm厚度的试样在规定温度条件下