第1章沥青材料

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1、沥沥 青青 材材 料料第一节节 沥青沥青材料沥青是一种有机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高沥青是一种有机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、硫等）衍生物所组成的混合物。组成的混合物。 沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致沥青是憎水性材料，几乎不溶于水，而且本身构造致密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物密，具有良好的防水性、耐腐蚀性，能把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青质材料胶结成为一个整体的能力，形成一定强度的沥青混凝土，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地混凝土

2、，因此，被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地下防潮、防水和屋面防水等工程中。下防潮、防水和屋面防水等工程中。地方道路地方道路高速公路高速公路城市道路城市道路1 1沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。2 2路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于行车安全。光，有利于行车安全。3 3施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。4 4维修简单，旧沥青混合料

3、可再生利用。维修简单，旧沥青混合料可再生利用。一、沥青的分类一、沥青的分类 沥青的种类较多，按产源可分为：沥青的种类较多，按产源可分为：沥青沥青地沥青地沥青焦油沥青焦油沥青天然沥青天然沥青石油沥青石油沥青煤沥青煤沥青木沥青木沥青页岩沥青页岩沥青二、石油沥青沥青1 1、化学组分、化学组分 化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近，而且化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近，而且与其性质有一定联系的几个组，这些组就称为与其性质有一定联系的几个组，这些组就称为“组分组分”。 石油沥青的三组分：石油沥青的三组分：u油分油分u树脂树脂u地沥青质地沥青质组分组分外观特征外观特征特征特征油分油分淡黄淡黄透

4、明液体透明液体几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，几乎可溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，赋予沥青流动性，含量较多时，温度稳定性差赋予沥青流动性，含量较多时，温度稳定性差树脂树脂红褐色红褐色粘稠半固体粘稠半固体温度敏感性高，溶点低于温度敏感性高，溶点低于100，赋予沥青塑，赋予沥青塑性和粘结性性和粘结性地沥青地沥青质质深褐色深褐色固体末状微粒固体末状微粒加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青呈黑色。加热不熔化，分解为硬焦碳，使沥青呈黑色。赋予沥青黏性和温度稳定性，含量高时，温度赋予沥青黏性和温度稳定性，含量高时，温度敏感性好，但塑性降低，脆性增加敏感性好，但塑性降低，脆性增加石油沥青三组分分析法

5、的各组分性状石油沥青三组分分析法的各组分性状（1）胶体理论：）胶体理论：油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以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的胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结的互溶物而构成的胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构。构。u 溶胶型结构：沥青中油分和树脂含量较多，其塑性、温度敏溶胶型结构：沥青中油分和树脂含量较多，其塑性、温度敏感性较大，粘性小，开

6、裂后自愈能力强。感性较大，粘性小，开裂后自愈能力强。u 凝胶型结构：沥青中地沥青质含量高，胶团外围膜层较薄，凝胶型结构：沥青中地沥青质含量高，胶团外围膜层较薄，分子间吸引力较大，塑性、温度敏感性较小，粘性大，开裂分子间吸引力较大，塑性、温度敏感性较小，粘性大，开裂后自愈能力差。后自愈能力差。u 溶凝胶型结构：沥青中地沥青质含量适中，性质介于溶胶型溶凝胶型结构：沥青中地沥青质含量适中，性质介于溶胶型和凝胶型之间。和凝胶型之间。2.石油沥青的结石油沥青的结构构（2 2）、）、高分子溶液理论高分子溶液理论u 在石油沥青胶体结构中，由于从油分到沥青质是逐步递在石油沥青胶体结构中，由于从油分到沥青质是逐

7、步递变的，并无明显界线，因而该理论认为沥青是一种高分子变的，并无明显界线，因而该理论认为沥青是一种高分子溶液，地沥青质为溶质，油分和树脂（地沥青脂）为溶剂，溶液，地沥青质为溶质，油分和树脂（地沥青脂）为溶剂，它们之间有很强的亲和力，在每个地沥青质分子的表面上它们之间有很强的亲和力，在每个地沥青质分子的表面上紧紧地保持着一层地沥青脂溶剂分子。紧紧地保持着一层地沥青脂溶剂分子。u 石油沥青高分子溶液对电解质具有较大的稳定性，即加石油沥青高分子溶液对电解质具有较大的稳定性，即加入电解质不能破坏高分子溶液。高分子溶液具有可逆性，入电解质不能破坏高分子溶液。高分子溶液具有可逆性，即随地沥青质和地沥青脂相

8、对含量的变化，高分子溶液可即随地沥青质和地沥青脂相对含量的变化，高分子溶液可以较浓或较稀。以较浓或较稀。（2）高分子溶液理论高分子溶液理论u 较浓的高分子溶液，地沥青质含量较高，弹性和粘性较较浓的高分子溶液，地沥青质含量较高，弹性和粘性较高，温度敏感性较小，开裂后自愈能力较差，流动性和高，温度敏感性较小，开裂后自愈能力较差，流动性和塑性较低，其性状类似于凝胶体结构。塑性较低，其性状类似于凝胶体结构。u 较稀的高分子溶液，地沥青脂含量较高，流动性和塑性较稀的高分子溶液，地沥青脂含量较高，流动性和塑性较高，温度敏感性较大（温度稳定性较差），开裂后自较高，温度敏感性较大（温度稳定性较差），开裂后自愈

9、能力较好，其性状类似于溶胶体结构。愈能力较好，其性状类似于溶胶体结构。3、技术术性质质1 1）. .粘滞性（粘性）粘滞性（粘性） 粘滞性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相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。互位移时抵抗变形的性能。油分少呈固态，粘滞性较大，受力不易变形；油分少呈固态，粘滞性较大，受力不易变形；油分多呈半固态，粘滞性较小，受力容易变形；油分多呈半固态，粘滞性较小，受力容易变形；含油分再多呈流态，容易流淌，粘滞性更小。含油分再多呈流态，容易流淌，粘滞性更小。温度升高，其粘滞性降低。温度升高，其粘滞性降低。流态沥青的粘滞性用流态沥青的粘滞性

10、用粘滞度粘滞度表示，而固态、半固态沥表示，而固态、半固态沥青的粘滞度用青的粘滞度用针入度针入度表示。表示。 （1 1）针入度（粘稠沥青的测定方法）针入度（粘稠沥青的测定方法） 沥青的针入度是在规定温度（沥青的针入度是在规定温度（2525）和时间）和时间(5S)(5S)内，内，附加一定重量（附加一定重量（100100）的标准针垂直贯入试样的深度，）的标准针垂直贯入试样的深度，以以0.10.1表示。表示。 P P25,100g,5s 25,100g,5s : :针入度试验温度为针入度试验温度为2525，标准针质量和贯入时间为标准针质量和贯入时间为100g100g和和5s5s。针针入度测测定仪仪（）

11、粘度（液体沥青粘滞性的测定方法）（）粘度（液体沥青粘滞性的测定方法） 沥青的标准粘度（简称沥青的标准粘度（简称“粘度粘度”）是试样在规定温度）是试样在规定温度下，从标准粘度计规定直径（下，从标准粘度计规定直径（3 3、4 4、5 5、10mm10mm）的流孔流）的流孔流出出50ml50ml所需的时间，以表示。所需的时间，以表示。 流出的时间越长，粘度流出的时间越长，粘度越大。越大。2 2）. .塑性（延性）塑性（延性） 指沥青材料在外力拉伸作用下发生塑性变形的能力。指沥青材料在外力拉伸作用下发生塑性变形的能力。以沥青的延度指标来反映沥青的延性。以沥青的延度指标来反映沥青的延性。 沥青的延度是规