第四章 瀝青材料

1、第四章第四章 瀝青材料瀝青材料 二、分類(lèi)二、分類(lèi)一、概念一、概念:瀝青材料是一種有機(jī)膠凝材料，其內(nèi)部組成瀝青材料是一種有機(jī)膠凝材料，其內(nèi)部組成 是一些十分復(fù)雜的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苁且恍┦謴?fù)雜的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺?生物的混合物。生物的混合物。 第二節(jié)第二節(jié) 石油瀝青石油瀝青 Petroleum asphalt 一、生產(chǎn)工藝一、生產(chǎn)工藝二、分類(lèi)二、分類(lèi) 1.1.按原油成分：按原油成分：石蠟基瀝青（含蠟量石蠟基瀝青（含蠟量 5%）（）（蠟常溫下以結(jié)晶 形式存在，降低瀝青的黏結(jié)性和塑性）；）； 瀝青基瀝青或環(huán)烷基瀝青（含蠟量瀝青基瀝青或環(huán)烷基瀝青（含蠟量 300300，液體瀝青，液體瀝青 針

2、入度針入度=300=300，黏稠瀝青：，黏稠瀝青： 又分為固體瀝青（又分為固體瀝青（4040）和半固體瀝青）和半固體瀝青(40-300)(40-300)三、石油瀝青的組成三、石油瀝青的組成 瀝青分子通式是：瀝青分子通式是： ，通常在石油瀝，通常在石油瀝青中碳含量為青中碳含量為80%-87%80%-87%，氫為，氫為10%-15%10%-15%，氧、硫、和氮的，氧、硫、和氮的含量少于含量少于3%3%。由于石油瀝青化學(xué)組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，工。由于石油瀝青化學(xué)組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，工程上常將瀝青所含烴類(lèi)化合物中化學(xué)性質(zhì)相近的成分歸程上常將瀝青所含烴類(lèi)化合物中化學(xué)性質(zhì)相近的成分歸類(lèi)分析，從而劃分為若干組，即

3、用組分進(jìn)行分析。類(lèi)分析，從而劃分為若干組，即用組分進(jìn)行分析。 dcbannNSOHC 21.1.三組分分析法三組分分析法 （1 1）油分：粘性液體，使瀝青具有流動(dòng)性）油分：粘性液體，使瀝青具有流動(dòng)性（2 2）樹(shù)脂：半固體，有酸性和中性之分）樹(shù)脂：半固體，有酸性和中性之分 酸性樹(shù)脂（地瀝青酸、地瀝青酸酐）：提高黏附性酸性樹(shù)脂（地瀝青酸、地瀝青酸酐）：提高黏附性 中性樹(shù)脂（含量多）：使瀝青具有可塑性。中性樹(shù)脂（含量多）：使瀝青具有可塑性。（3 3）瀝青質(zhì)：固體粉末，使瀝青具有粘性和耐高溫性，但也）瀝青質(zhì)：固體粉末，使瀝青具有粘性和耐高溫性，但也 降低瀝青的塑性。降低瀝青的塑性。 含量高，瀝青變硬、

4、變脆。含量高，瀝青變硬、變脆。2.2.四組分分析法四組分分析法 瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)（1 1）飽和分：也稱飽和烴。相當(dāng)于油分，在老化過(guò)程）飽和分：也稱飽和烴。相當(dāng)于油分，在老化過(guò)程 中基本不變。中基本不變。（2 2）芳香分：亦稱芳香烴。相當(dāng)于油分的一種，）芳香分：亦稱芳香烴。相當(dāng)于油分的一種， 老化過(guò)程中部分會(huì)轉(zhuǎn)變成膠質(zhì)。老化過(guò)程中部分會(huì)轉(zhuǎn)變成膠質(zhì)。（3 3）膠質(zhì)：相當(dāng)于樹(shù)脂。）膠質(zhì)：相當(dāng)于樹(shù)脂。（4 4）瀝青質(zhì)。）瀝青質(zhì)。3.3.瀝青的含蠟量瀝青的含蠟量（對(duì)路面性能的影響）（對(duì)路面性能的影響） 高溫時(shí)，石蠟變軟，導(dǎo)致瀝青路面的高溫穩(wěn)定性降低，高溫時(shí)，石蠟變

5、軟，導(dǎo)致瀝青路面的高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車(chē)轍，另一方面，低溫會(huì)使瀝青變脆硬，導(dǎo)致路面低出現(xiàn)車(chē)轍，另一方面，低溫會(huì)使瀝青變脆硬，導(dǎo)致路面低溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂縫，且蠟會(huì)使石料與瀝青之間的粘溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂縫，且蠟會(huì)使石料與瀝青之間的粘附性降低，使路面石料與瀝青產(chǎn)生剝落，造成路面的破壞；附性降低，使路面石料與瀝青產(chǎn)生剝落，造成路面的破壞；石蠟的存在還會(huì)降低瀝青路面的抗滑性能。石蠟的存在還會(huì)降低瀝青路面的抗滑性能。四、石油瀝青的結(jié)構(gòu)四、石油瀝青的結(jié)構(gòu)1.1.膠體理論膠體理論 瀝青的膠體結(jié)構(gòu)是以瀝青的膠體結(jié)構(gòu)是以瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)為膠核，為膠核，膠質(zhì)膠質(zhì)被吸附被吸附其表面，并逐漸向外擴(kuò)散形成膠團(tuán)，膠團(tuán)再分

6、散于其表面，并逐漸向外擴(kuò)散形成膠團(tuán)，膠團(tuán)再分散于芳芳香分香分和和飽和分飽和分中。中。2.2.膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型（三種）膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型（三種） a a、溶膠型結(jié)構(gòu)、溶膠型結(jié)構(gòu) b b、溶凝膠型結(jié)構(gòu)、溶凝膠型結(jié)構(gòu) c c、凝膠型結(jié)構(gòu)、凝膠型結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量少，飽和分和芳香分、膠質(zhì)多。溶膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量少，飽和分和芳香分、膠質(zhì)多。凝膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量較多，并有相應(yīng)數(shù)量的膠質(zhì)形成凝膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量較多，并有相應(yīng)數(shù)量的膠質(zhì)形成 膠團(tuán)，使得膠團(tuán)的相互移動(dòng)較困難。膠團(tuán)，使得膠團(tuán)的相互移動(dòng)較困難。溶溶- -凝膠結(jié)構(gòu)：適中（理想結(jié)構(gòu)）。凝膠結(jié)構(gòu)：適中（理想結(jié)構(gòu)）。3.3.膠體結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)方法膠體結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)方法

7、針入度指數(shù)（針入度指數(shù)（PIPI）瀝青的針入度指數(shù)瀝青的針入度指數(shù)瀝青膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型瀝青膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型 2 2溶膠溶膠 2 22 2溶凝膠溶凝膠 2 2凝膠凝膠瀝青的針入度指數(shù)和膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型瀝青的針入度指數(shù)和膠體結(jié)構(gòu)類(lèi)型五、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)五、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)1.1.黏滯性：指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，其大小取決黏滯性：指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，其大小取決 于瀝青的化學(xué)組分及溫度。用黏度表示。于瀝青的化學(xué)組分及溫度。用黏度表示。 1 1）瀝青的絕對(duì)黏度）瀝青的絕對(duì)黏度 （動(dòng)力黏度）（動(dòng)力黏度） 2 2）瀝青的相對(duì)黏度）瀝青的相對(duì)黏度 （條件黏度）（條件黏度） 技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：

8、針入度針入度 、黏度、黏度 瀝青絕對(duì)黏度概念圖瀝青絕對(duì)黏度概念圖針入度針入度 penetration 針入度試驗(yàn)適用于測(cè)定道路石針入度試驗(yàn)適用于測(cè)定道路石油瀝青稠度，針入度劃分瀝青技術(shù)油瀝青稠度，針入度劃分瀝青技術(shù)等級(jí)的重要指標(biāo)。等級(jí)的重要指標(biāo)。 1 1）定義：在規(guī)定的溫度和時(shí)）定義：在規(guī)定的溫度和時(shí)間內(nèi)，附加一定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針垂直間內(nèi)，附加一定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣的深度，以貫入試樣的深度，以0.1mm0.1mm表示。表示。 2 2）表示方法：）表示方法： 瀝青針入度試驗(yàn)示意圖瀝青針入度試驗(yàn)示意圖tmTP,65)5 ,100,25( sgCPo黏度黏度 viscosity 1 1）定義：）定

9、義：液態(tài)瀝青在規(guī)定溫度條件下，液態(tài)瀝青在規(guī)定溫度條件下，通過(guò)規(guī)定的流孔直徑，流出通過(guò)規(guī)定的流孔直徑，流出50ml50ml體積所需要體積所需要的時(shí)間的時(shí)間。（適用于測(cè)定液體石油瀝青、軟煤。（適用于測(cè)定液體石油瀝青、軟煤瀝青等的黏度）瀝青等的黏度）2 2）試驗(yàn)方法：）試驗(yàn)方法：標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法3 3）表示方法：）表示方法： eg：4 4）結(jié)論）結(jié)論： 相同的溫度和流孔條件下，流出時(shí)間相同的溫度和流孔條件下，流出時(shí)間越長(zhǎng)，表示瀝青黏度越大。越長(zhǎng)，表示瀝青黏度越大。dTC,sC1005,60 道路標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)道路標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)2.2.塑性塑性1 1）定義）定義: :瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的

10、能力。瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的能力。2 2）影響因素：瀝青的組分及溫度）影響因素：瀝青的組分及溫度3 3）衡量指標(biāo)：）衡量指標(biāo)：延度延度 4 4）試驗(yàn)：延度儀測(cè)定）試驗(yàn)：延度儀測(cè)定 延度試件延度試件結(jié)論：結(jié)論：瀝青延度越大，塑性越好，瀝青延度越大，塑性越好，柔性和抗斷裂性能越好。柔性和抗斷裂性能越好。3.3.溫度穩(wěn)定性溫度穩(wěn)定性1 1）高溫敏感性（用）高溫敏感性（用軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)表示，單位：表示，單位： ） 測(cè)定方法：環(huán)球法軟化點(diǎn)儀；測(cè)定方法：環(huán)球法軟化點(diǎn)儀； 以瀝青由固化點(diǎn)到滴落點(diǎn)的溫度間隔的以瀝青由固化點(diǎn)到滴落點(diǎn)的溫度間隔的87.21%87.21%為軟為軟化點(diǎn)?；c(diǎn)。環(huán)球法的軟化點(diǎn)

11、儀環(huán)球法的軟化點(diǎn)儀定義：指瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。定義：指瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。 2 2）低溫抗裂性（用）低溫抗裂性（用脆點(diǎn)脆點(diǎn)表示）表示） 脆點(diǎn)的表示：瀝青材料由黏塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá)脆點(diǎn)的表示：瀝青材料由黏塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá) 到條件脆裂時(shí)的溫度。到條件脆裂時(shí)的溫度。 測(cè)定方法：弗拉斯脆點(diǎn)儀測(cè)定方法：弗拉斯脆點(diǎn)儀軟化點(diǎn)越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性愈好。軟化點(diǎn)越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性愈好。瀝青的三大指標(biāo)：針入度、延度、軟化點(diǎn)瀝青的三大指標(biāo)：針入度、延度、軟化點(diǎn)要求瀝青具有較高的軟化點(diǎn)和較低的脆點(diǎn)。要求瀝青具有較高的軟化點(diǎn)和

12、較低的脆點(diǎn)。4.4.加熱穩(wěn)定性加熱穩(wěn)定性1 1）定義：）定義：瀝青在過(guò)熱或長(zhǎng)時(shí)間加熱過(guò)程中，會(huì)發(fā)生輕質(zhì)餾分瀝青在過(guò)熱或長(zhǎng)時(shí)間加熱過(guò)程中，會(huì)發(fā)生輕質(zhì)餾分揮發(fā)、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化學(xué)變化，使瀝青的揮發(fā)、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化學(xué)變化，使瀝青的化學(xué)組成及性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化，稱為瀝青加熱穩(wěn)定性?；瘜W(xué)組成及性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化，稱為瀝青加熱穩(wěn)定性。 2 2）試驗(yàn)：）試驗(yàn)：按規(guī)定要進(jìn)行對(duì)瀝青的加熱質(zhì)量損失和加熱后殘?jiān)匆?guī)定要進(jìn)行對(duì)瀝青的加熱質(zhì)量損失和加熱后殘?jiān)再|(zhì)的試驗(yàn)性質(zhì)的試驗(yàn)對(duì)于道路石油瀝青（黏稠瀝青）：瀝青的薄膜加熱試驗(yàn)對(duì)于道路石油瀝青（黏稠瀝青）：瀝青的薄膜加熱試驗(yàn)對(duì)于液體石油瀝

13、青：液體石油瀝青蒸餾試驗(yàn)對(duì)于液體石油瀝青：液體石油瀝青蒸餾試驗(yàn)測(cè)定：測(cè)定：1.1.質(zhì)量損失百分率質(zhì)量損失百分率2.2.針入度針入度3.3.延度（延度（2525）(cm) (cm) 4.4.延度（延度（1515）(cm) (cm) 5.5.安全性安全性2 2）閃點(diǎn)測(cè)定方法：）閃點(diǎn)測(cè)定方法：克利夫蘭開(kāi)口杯式閃點(diǎn)測(cè)定儀克利夫蘭開(kāi)口杯式閃點(diǎn)測(cè)定儀1 1）指標(biāo)）指標(biāo): :主要是閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。主要是閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。閃點(diǎn)：閃點(diǎn)：指加熱瀝青揮發(fā)出可燃?xì)怏w與空氣組成的混合氣體在規(guī)指加熱瀝青揮發(fā)出可燃?xì)怏w與空氣組成的混合氣體在規(guī)定條件下與火接觸，產(chǎn)生閃光時(shí)的瀝青溫度定條件下與火接觸，產(chǎn)生閃光時(shí)的瀝青溫度。燃點(diǎn)燃點(diǎn)：指瀝

14、青加熱產(chǎn)生的混合氣體與火接觸，持續(xù)燃燒指瀝青加熱產(chǎn)生的混合氣體與火接觸，持續(xù)燃燒 5s 5s 以以上時(shí)的瀝青溫度，一般與閃點(diǎn)相差上時(shí)的瀝青溫度，一般與閃點(diǎn)相差1010。 各種瀝青的最高加熱溫度都必須各種瀝青的最高加熱溫度都必須低于其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。低于其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。6.6.溶解度溶解度 定義：石油瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率。（定義：石油瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率。（用以確定瀝青含有用以確定瀝青含有 對(duì)筑路有利的有效成分的百分含量對(duì)筑路有利的有效成分的百分含量）7.7.含水量含水量 含水危害：含水危害：1.1.施工中揮發(fā)太慢，影響施工速度施工中揮發(fā)太慢，影響施工速度 2.2.加熱時(shí)加熱時(shí)“溢鍋溢

15、鍋”易引起火災(zāi)易引起火災(zāi) 3.3.造成材料損失，影響瀝青與礦質(zhì)材料的粘結(jié)。造成材料損失，影響瀝青與礦質(zhì)材料的粘結(jié)。解決措施：解決措施：在熔化瀝青時(shí)，加快攪拌速度，促進(jìn)水分蒸發(fā)，控制在熔化瀝青時(shí)，加快攪拌速度，促進(jìn)水分蒸發(fā)，控制 加熱溫度。加熱溫度。粘稠瀝青用水分測(cè)定儀測(cè)定，液體瀝青可直接抽提。粘稠瀝青用水分測(cè)定儀測(cè)定，液體瀝青可直接抽提。8. 8. 其他性能指標(biāo)其他性能指標(biāo)（1 1）針入度指數(shù)（）針入度指數(shù)（PIPI）：）：是表征瀝青感溫性和膠體結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。是表征瀝青感溫性和膠體結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。 則：則：KATp lg1050130 API A- A-針入度溫度感應(yīng)性系數(shù)針入度溫度感應(yīng)性系數(shù)得出：

16、針入度指數(shù)得出：針入度指數(shù) 試驗(yàn)研究認(rèn)為，瀝青達(dá)到軟化點(diǎn)，試驗(yàn)研究認(rèn)為，瀝青達(dá)到軟化點(diǎn)，此時(shí)的針入度在此時(shí)的針入度在60060010001000之間，假定為之間，假定為800800（0.1mm0.1mm），溫度感應(yīng)性系數(shù)），溫度感應(yīng)性系數(shù)A A可由式：可由式：25lg800lg&)100,5,25( BRgsCTPA（2 2）勁度模量）勁度模量定義：表示瀝青的黏性和彈性聯(lián)合效應(yīng)的指標(biāo)。定義：表示瀝青的黏性和彈性聯(lián)合效應(yīng)的指標(biāo)。TtbS, PItTfSb, 根據(jù)瀝青材料的針入度指數(shù)根據(jù)瀝青材料的針入度指數(shù)(PI)(PI)、軟化點(diǎn)、路面溫度及荷載作用時(shí)、軟化點(diǎn)、路面溫度及荷載作用時(shí)間（或頻

17、率）等因素，可通過(guò)勁度模量諾模圖獲得瀝青的勁度模量。間（或頻率）等因素，可通過(guò)勁度模量諾模圖獲得瀝青的勁度模量。 對(duì)于某一給定瀝青材料而言，彈性變形部分和永久變形部分的比對(duì)于某一給定瀝青材料而言，彈性變形部分和永久變形部分的比例，取決于應(yīng)力、荷載作用時(shí)間和溫度。例，取決于應(yīng)力、荷載作用時(shí)間和溫度。 瀝青的勁度與溫度、荷載作用時(shí)間和瀝青的流變類(lèi)型（即瀝青的勁度與溫度、荷載作用時(shí)間和瀝青的流變類(lèi)型（即針入度指數(shù)針入度指數(shù)PI）等參數(shù)有關(guān)，故：）等參數(shù)有關(guān)，故：T欲求勁度時(shí)的路面溫度與瀝青軟化點(diǎn)之差值。欲求勁度時(shí)的路面溫度與瀝青軟化點(diǎn)之差值。試驗(yàn)方法：水煮法和水浸法試驗(yàn)方法：水煮法和水浸法（3 3）

18、黏附性）黏附性不僅與瀝青的性質(zhì)有關(guān)，而且與集料性質(zhì)（酸堿性）也有關(guān)。不僅與瀝青的性質(zhì)有關(guān)，而且與集料性質(zhì)（酸堿性）也有關(guān)。（4 4）老化）老化 瀝青在自然因素（熱、氧化、光和水）作用下，產(chǎn)生不可逆瀝青在自然因素（熱、氧化、光和水）作用下，產(chǎn)生不可逆的化學(xué)變化，導(dǎo)致路用性能劣化，稱之為老化。的化學(xué)變化，導(dǎo)致路用性能劣化，稱之為老化。直接影響瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性。直接影響瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性。 一般應(yīng)優(yōu)先使用堿性集料，當(dāng)采用酸性石料時(shí)，可摻加一般應(yīng)優(yōu)先使用堿性集料，當(dāng)采用酸性石料時(shí)，可摻加各種抗剝劑來(lái)提高黏附性。各種抗剝劑來(lái)提高黏附性。 其組分變化規(guī)律為：其組分變化規(guī)律為：油分油分 樹(shù)

19、脂樹(shù)脂 瀝青質(zhì)瀝青質(zhì) 飽和分，芳香分（較慢）飽和分，芳香分（較慢） 膠質(zhì)（較快）膠質(zhì)（較快） 瀝青質(zhì)瀝青質(zhì) 瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分率和加熱瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分率和加熱前后針入度比來(lái)評(píng)定。前后針入度比來(lái)評(píng)定。 瀝青隨著時(shí)間的進(jìn)展，流動(dòng)性和塑性將逐漸減小，硬脆性逐漸增瀝青隨著時(shí)間的進(jìn)展，流動(dòng)性和塑性將逐漸減小，硬脆性逐漸增大，直至脆裂，導(dǎo)致路面、防水層產(chǎn)生裂縫等破壞等。大，直至脆裂，導(dǎo)致路面、防水層產(chǎn)生裂縫等破壞等。 將瀝青抵抗老化的能力稱為大氣穩(wěn)定性，也是瀝青材料的耐久性將瀝青抵抗老化的能力稱為大氣穩(wěn)定性，也是瀝青材料的耐久性指標(biāo)。指標(biāo)。 蒸發(fā)損失百分?jǐn)?shù)愈小和蒸發(fā)后針入

20、度比愈大，則表示瀝青的蒸發(fā)損失百分?jǐn)?shù)愈小和蒸發(fā)后針入度比愈大，則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性愈好，即大氣穩(wěn)定性愈好，即老化老化”愈慢。愈慢。1.1.道路石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)六、石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)六、石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.2.道路液體石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路液體石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1 1）分級(jí)：）分級(jí)：A A、B B、C C三級(jí)，適用范圍見(jiàn)表三級(jí)，適用范圍見(jiàn)表4-34-3；（2 2）標(biāo)號(hào)：根據(jù)針入度劃分）標(biāo)號(hào)：根據(jù)針入度劃分160160號(hào)、號(hào)、130130號(hào)、號(hào)、110110號(hào)、號(hào)、9090號(hào)、號(hào)、 7070號(hào)、號(hào)、5050號(hào)、號(hào)、3030號(hào)七個(gè)標(biāo)號(hào)。號(hào)七個(gè)標(biāo)號(hào)。 隨著標(biāo)號(hào)增加，瀝青的

21、黏度減小（針入度增加），塑性隨著標(biāo)號(hào)增加，瀝青的黏度減?。ㄡ樔攵仍黾樱苄栽黾樱ㄑ佣仍龃螅?，而溫度穩(wěn)定性變差（軟化點(diǎn)降低）。增加（延度增大），而溫度穩(wěn)定性變差（軟化點(diǎn)降低）。按其凝結(jié)速度分快凝、中凝、慢凝三個(gè)等級(jí)按其凝結(jié)速度分快凝、中凝、慢凝三個(gè)等級(jí)3.3.怎樣劃分石油瀝青的標(biāo)號(hào)？標(biāo)號(hào)大小與瀝青主要性質(zhì)怎樣劃分石油瀝青的標(biāo)號(hào)？標(biāo)號(hào)大小與瀝青主要性質(zhì)間的關(guān)系如何？在施工中選用瀝青時(shí)，是不是標(biāo)號(hào)越高間的關(guān)系如何？在施工中選用瀝青時(shí)，是不是標(biāo)號(hào)越高的瀝青質(zhì)量越好？的瀝青質(zhì)量越好？ 1.1.石油瀝青的化學(xué)組分及其基本特征？石油瀝青的化學(xué)組分及其基本特征？2.2.石油瀝青的三大指標(biāo)是什么？分別表示瀝青

22、的什么性石油瀝青的三大指標(biāo)是什么？分別表示瀝青的什么性質(zhì)？如何測(cè)定？質(zhì)？如何測(cè)定？ 針人度、延度、軟化點(diǎn)統(tǒng)稱為瀝青的針人度、延度、軟化點(diǎn)統(tǒng)稱為瀝青的“三大指標(biāo)三大指標(biāo)”。 針入度表示固體或是半固體瀝青的黏性指標(biāo)針入度表示固體或是半固體瀝青的黏性指標(biāo) ，其實(shí)質(zhì)反映了瀝青，其實(shí)質(zhì)反映了瀝青膠體結(jié)構(gòu)的緊密程度，即膠團(tuán)之間引力大小的性質(zhì)。對(duì)于固態(tài)瀝青主要膠體結(jié)構(gòu)的緊密程度，即膠團(tuán)之間引力大小的性質(zhì)。對(duì)于固態(tài)瀝青主要用針入度表示。數(shù)值愈大，表示瀝青黏性愈小。液態(tài)瀝青黏性用黏度表用針入度表示。數(shù)值愈大，表示瀝青黏性愈小。液態(tài)瀝青黏性用黏度表示。示。 延度是表示瀝青塑性指標(biāo)，是指瀝青受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生連續(xù)

23、變延度是表示瀝青塑性指標(biāo)，是指瀝青受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生連續(xù)變形而不破壞，當(dāng)外力撤消，能保持獲得的變形的能力。形而不破壞，當(dāng)外力撤消，能保持獲得的變形的能力。 軟化點(diǎn)是表示瀝青溫度敏感性的指標(biāo)，是指瀝青的黏性和塑性隨溫軟化點(diǎn)是表示瀝青溫度敏感性的指標(biāo)，是指瀝青的黏性和塑性隨溫度變化而改變程度的性能。軟化點(diǎn)高，反映需要在較高溫度作用下，才度變化而改變程度的性能。軟化點(diǎn)高，反映需要在較高溫度作用下，才會(huì)發(fā)生瀝青的黏性流動(dòng)，說(shuō)明在這樣的使用狀態(tài)下，瀝青的塑性和粘性會(huì)發(fā)生瀝青的黏性流動(dòng)，說(shuō)明在這樣的使用狀態(tài)下，瀝青的塑性和粘性改變程度不大，即溫度敏感性小。若在相同使用條件下，瀝青的軟化點(diǎn)改變程度不大，即

24、溫度敏感性小。若在相同使用條件下，瀝青的軟化點(diǎn)低，則塑性和粘性變化大，瀝青的溫度敏感性大。低，則塑性和粘性變化大，瀝青的溫度敏感性大。2.2.石油瀝青的三大指標(biāo)是什么？分別表示瀝青的什么性石油瀝青的三大指標(biāo)是什么？分別表示瀝青的什么性質(zhì)？如何測(cè)定？質(zhì)？如何測(cè)定？3.3.石油瀝青的標(biāo)號(hào)主要是根據(jù)瀝青的針入度劃分的。標(biāo)號(hào)由小到大，瀝青石油瀝青的標(biāo)號(hào)主要是根據(jù)瀝青的針入度劃分的。標(biāo)號(hào)由小到大，瀝青性質(zhì)表現(xiàn)為黏性逐漸降低、塑性增大、溫度敏感性增大。性質(zhì)表現(xiàn)為黏性逐漸降低、塑性增大、溫度敏感性增大。 選用石油瀝青的原則是根據(jù)工程性質(zhì)（房屋、道路、防腐）及當(dāng)?shù)貧膺x用石油瀝青的原則是根據(jù)工程性質(zhì)（房屋、道路

25、、防腐）及當(dāng)?shù)貧夂驐l件、所處工程部位（層面、地下）來(lái)選用。在滿足上述要求的前提下，候條件、所處工程部位（層面、地下）來(lái)選用。在滿足上述要求的前提下，盡量選用標(biāo)號(hào)高的石油瀝青，以保證有較長(zhǎng)的使用年限。這是因?yàn)闃?biāo)號(hào)高盡量選用標(biāo)號(hào)高的石油瀝青，以保證有較長(zhǎng)的使用年限。這是因?yàn)闃?biāo)號(hào)高的瀝青比標(biāo)號(hào)低的瀝青含油分多，其揮發(fā)、變質(zhì)所需時(shí)間較長(zhǎng)，不易變硬，的瀝青比標(biāo)號(hào)低的瀝青含油分多，其揮發(fā)、變質(zhì)所需時(shí)間較長(zhǎng)，不易變硬，所以抗老化能力強(qiáng)，耐久性好。但是標(biāo)號(hào)太高瀝青也會(huì)出現(xiàn)軟化點(diǎn)較低的所以抗老化能力強(qiáng)，耐久性好。但是標(biāo)號(hào)太高瀝青也會(huì)出現(xiàn)軟化點(diǎn)較低的現(xiàn)在，在高溫環(huán)境下使用就會(huì)出現(xiàn)流淌等現(xiàn)在，所以說(shuō)瀝青不是標(biāo)號(hào)越高

26、現(xiàn)在，在高溫環(huán)境下使用就會(huì)出現(xiàn)流淌等現(xiàn)在，所以說(shuō)瀝青不是標(biāo)號(hào)越高質(zhì)量越好。質(zhì)量越好。 第二節(jié)第二節(jié) 其他瀝青其他瀝青其他瀝青其他瀝青改性瀝青改性瀝青乳化瀝青乳化瀝青煤瀝青煤瀝青一、煤瀝青一、煤瀝青 煤瀝青是煙煤煉焦或制煤氣時(shí)，從干餾所揮發(fā)的物質(zhì)中煤瀝青是煙煤煉焦或制煤氣時(shí)，從干餾所揮發(fā)的物質(zhì)中冷凝出煤焦油，將焦油再繼續(xù)蒸餾提取輕油、中油及重油后所冷凝出煤焦油，將焦油再繼續(xù)蒸餾提取輕油、中油及重油后所剩的殘?jiān)?，即是煤瀝青。剩的殘?jiān)?，即是煤瀝青。 根據(jù)干餾溫度的不同，分為：高溫煤焦油根據(jù)干餾溫度的不同，分為：高溫煤焦油路用煤焦油，路用煤焦油，及低溫煤焦油兩類(lèi)。及低溫煤焦油兩類(lèi)。1.1.煤瀝青的化學(xué)

27、組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)煤瀝青的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 1）化學(xué)組成）化學(xué)組成 游離碳（自由碳）：增加瀝青的黏滯性、提高熱穩(wěn)定性游離碳（自由碳）：增加瀝青的黏滯性、提高熱穩(wěn)定性 樹(shù)脂：硬樹(shù)脂：黏滯性樹(shù)脂：硬樹(shù)脂：黏滯性 軟樹(shù)脂：塑性軟樹(shù)脂：塑性 油分：流動(dòng)性油分：流動(dòng)性2 2）煤瀝青的結(jié)構(gòu)）煤瀝青的結(jié)構(gòu)膠體分散系膠體分散系 此外，煤瀝青中還含有少量堿性物質(zhì)（吡啶、喹啉等）和酸性物質(zhì)此外，煤瀝青中還含有少量堿性物質(zhì)（吡啶、喹啉等）和酸性物質(zhì)（酚），酚有毒且能溶于水。（酚），酚有毒且能溶于水。 煤瀝青中的酸性物質(zhì)都屬表面活性物質(zhì)，其含量高于石油瀝青。所以煤瀝青中的酸性物質(zhì)都屬表面活性物質(zhì)，其含量高于石油瀝青

28、。所以煤瀝青表面活性比石油瀝青高，與石料黏結(jié)力好。煤瀝青表面活性比石油瀝青高，與石料黏結(jié)力好。2.2.煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1 1）煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)）煤瀝青的技術(shù)性質(zhì) 與石油瀝青的差異：與石油瀝青的差異： 煤瀝青含有較多不飽和的碳?xì)浠衔?，化學(xué)穩(wěn)定性差，所煤瀝青含有較多不飽和的碳?xì)浠衔铮瘜W(xué)穩(wěn)定性差，所以大氣穩(wěn)定性差，易老化。以大氣穩(wěn)定性差，易老化。 煤瀝青含有較多的游離碳，塑性較差，使用時(shí)易因受力變煤瀝青含有較多的游離碳，塑性較差，使用時(shí)易因受力變形而開(kāi)裂。形而開(kāi)裂。 可溶性樹(shù)脂含量多，受熱易軟化，所以溫度穩(wěn)定性差?？扇苄詷?shù)脂含量多，受熱易軟化，所以溫度穩(wěn)定

29、性差。 煤瀝青所含的酸、堿性物質(zhì)都是表面活性物質(zhì)，與礦煤瀝青所含的酸、堿性物質(zhì)都是表面活性物質(zhì)，與礦料的粘結(jié)力較強(qiáng)。料的粘結(jié)力較強(qiáng)。 煤瀝青含有酚、蒽油等有毒物質(zhì)，防腐性能好。煤瀝青含有酚、蒽油等有毒物質(zhì)，防腐性能好。 煤瀝青的密度比石油瀝青大。煤瀝青的密度比石油瀝青大。 由于煤瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)比石油瀝青差，但煤瀝青與礦料的由于煤瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)比石油瀝青差，但煤瀝青與礦料的黏結(jié)性好，適量摻入石油瀝青中，可增強(qiáng)石油瀝青的黏結(jié)力，但不黏結(jié)性好，適量摻入石油瀝青中，可增強(qiáng)石油瀝青的黏結(jié)力，但不應(yīng)隨意混合，否則產(chǎn)生沉渣、變質(zhì)等現(xiàn)象，黏結(jié)性急劇下降甚至完應(yīng)隨意混合，否則產(chǎn)生沉渣、變質(zhì)等現(xiàn)象，黏結(jié)性

30、急劇下降甚至完全失去粘結(jié)力。全失去粘結(jié)力。2 2）煤瀝青的技術(shù)指標(biāo)）煤瀝青的技術(shù)指標(biāo) 黏度：黏度：用標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)測(cè)量。與液體瀝青一樣。用標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)測(cè)量。與液體瀝青一樣。 蒸餾試驗(yàn)餾分含量及殘?jiān)再|(zhì)：蒸餾試驗(yàn)餾分含量及殘?jiān)再|(zhì)：測(cè)定試樣受熱時(shí)，在規(guī)定溫度范測(cè)定試樣受熱時(shí)，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)蒸出的餾分含量，及蒸餾后殘留物的含量。圍內(nèi)蒸出的餾分含量，及蒸餾后殘留物的含量。 餾分含量的限制控制了煤瀝青由于蒸發(fā)而老化的安全性；餾分含量的限制控制了煤瀝青由于蒸發(fā)而老化的安全性； 殘?jiān)再|(zhì)試驗(yàn)保證了煤瀝青殘?jiān)哂羞m宜的黏結(jié)性。殘?jiān)再|(zhì)試驗(yàn)保證了煤瀝青殘?jiān)哂羞m宜的黏結(jié)性。 煤瀝青焦油酸含量：煤瀝青焦油酸含量：導(dǎo)

31、致路面強(qiáng)度降低，且有毒，在瀝青中的含導(dǎo)致路面強(qiáng)度降低，且有毒，在瀝青中的含量必須加以限制。量必須加以限制。 含萘量：含萘量：萘是有害物且易升華，有毒，能加速老化，萘易使瀝青萘是有害物且易升華，有毒，能加速老化，萘易使瀝青失去塑性。含量越低越好。失去塑性。含量越低越好。甲苯不溶物：甲苯不溶物：瀝青中不溶于甲苯的物質(zhì)。瀝青中不溶于甲苯的物質(zhì)。水分：水分：過(guò)量的水分造成瀝青損失，易引起火災(zāi)。過(guò)量的水分造成瀝青損失，易引起火災(zāi)。3.3.煤瀝青與石油瀝青的鑒別（見(jiàn)后頁(yè)表）煤瀝青與石油瀝青的鑒別（見(jiàn)后頁(yè)表）鑒別方法鑒別方法石油瀝青石油瀝青煤瀝青煤瀝青相對(duì)密度相對(duì)密度接近接近1.0 1.25 1.28燃燒燃

32、燒煙少，無(wú)色，無(wú)毒煙少，無(wú)色，無(wú)毒煙多，黃色，臭味大，有毒煙多，黃色，臭味大，有毒顏色顏色呈輝亮褐色呈輝亮褐色濃黑色濃黑色溶解試驗(yàn)溶解試驗(yàn)可溶于汽油或煤油可溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油捶擊捶擊韌性較好，有彈性感，不易碎韌性較好，有彈性感，不易碎韌性差，較脆韌性差，較脆大氣穩(wěn)定性大氣穩(wěn)定性較高較高較低較低抗腐蝕性抗腐蝕性弱弱強(qiáng)強(qiáng)石油瀝青和煤瀝青的簡(jiǎn)易鑒別方法石油瀝青和煤瀝青的簡(jiǎn)易鑒別方法二、乳化瀝青二、乳化瀝青1.1.概述概述 1 1）定義：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化）定義：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化 加工制的的均勻?yàn)r青產(chǎn)品，在常溫下具有

33、較好的流動(dòng)性。加工制的的均勻?yàn)r青產(chǎn)品，在常溫下具有較好的流動(dòng)性。 2 2）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)： 冷態(tài)施工，操作方便，節(jié)約能源冷態(tài)施工，操作方便，節(jié)約能源 可在潮濕地基上施工（與濕集料拌和，具有足夠的黏結(jié)力）可在潮濕地基上施工（與濕集料拌和，具有足夠的黏結(jié)力） 無(wú)毒、無(wú)臭、施工安全，環(huán)保、污染少無(wú)毒、無(wú)臭、施工安全，環(huán)保、污染少3 3）缺點(diǎn)：）缺點(diǎn)： 穩(wěn)定性差，貯存期不超過(guò)半年（貯存期長(zhǎng)易產(chǎn)生分層）穩(wěn)定性差，貯存期不超過(guò)半年（貯存期長(zhǎng)易產(chǎn)生分層） 修筑路面成型期長(zhǎng)修筑路面成型期長(zhǎng) 2.2.組成材料組成材料乳化瀝青乳化瀝青 = = 瀝青瀝青 + + 乳化劑乳化劑 + + 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑 + + 水水 1

34、1）瀝青）瀝青 （主要組成材料，占（主要組成材料，占55-7055-70）2 2）乳化劑）乳化劑（關(guān)鍵材料）（關(guān)鍵材料） 瀝青乳化劑是表面活性劑的一種類(lèi)型，分子結(jié)構(gòu)中的親水瀝青乳化劑是表面活性劑的一種類(lèi)型，分子結(jié)構(gòu)中的親水 基團(tuán)和親油基團(tuán)能使互不相容的瀝青與水連接起來(lái)。基團(tuán)和親油基團(tuán)能使互不相容的瀝青與水連接起來(lái)。 分類(lèi)分類(lèi) 按親水基在水中是否電離分：離子型和非離子型乳化劑；按親水基在水中是否電離分：離子型和非離子型乳化劑；離子型乳化劑又分為：陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子型乳化劑。離子型乳化劑又分為：陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子型乳化劑。3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑 作用：作用：為了儲(chǔ)存或施工時(shí)增加

35、瀝青的穩(wěn)定性為了儲(chǔ)存或施工時(shí)增加瀝青的穩(wěn)定性 分類(lèi)：有機(jī)穩(wěn)定劑和無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑分類(lèi)：有機(jī)穩(wěn)定劑和無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑 用量：為瀝青乳液的用量：為瀝青乳液的0.10.1 -0.15-0.154 4）水）水 作用：起潤(rùn)濕、溶解及化學(xué)反應(yīng)的作用。作用：起潤(rùn)濕、溶解及化學(xué)反應(yīng)的作用。 (2)(2)要求：要求：不含雜質(zhì)，對(duì)硬度也有要求，不能含鈣離子過(guò)多不含雜質(zhì)，對(duì)硬度也有要求，不能含鈣離子過(guò)多 (3)(3)用量：用量：3030 -70-703.3.乳化瀝青的形成機(jī)理乳化瀝青的形成機(jī)理1 1）乳化劑降低界面能的作用）乳化劑降低界面能的作用2 2）增強(qiáng)界面膜的保護(hù)作用）增強(qiáng)界面膜的保護(hù)作用3 3）界面電荷穩(wěn)定作用）界面電

36、荷穩(wěn)定作用乳化劑在瀝青微滴表面形成界面膜乳化劑在瀝青微滴表面形成界面膜4.4.乳化瀝青技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求乳化瀝青技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求瀝青能均勻穩(wěn)定地分散在乳化劑水溶液中，主要原因有：瀝青能均勻穩(wěn)定地分散在乳化劑水溶液中，主要原因有：5.5.乳化瀝青的分裂機(jī)理乳化瀝青的分裂機(jī)理1 1）分裂：）分裂：從乳液中分裂出來(lái)的瀝青微滴在集料表面凝結(jié)成從乳液中分裂出來(lái)的瀝青微滴在集料表面凝結(jié)成 一層連續(xù)的瀝青薄膜一層連續(xù)的瀝青薄膜 。2 2）乳液分裂的外觀特征：）乳液分裂的外觀特征：瀝青由棕褐色變成黑色瀝青由棕褐色變成黑色3 3）分裂原因：）分裂原因： 乳液與集料表面的吸附作用乳液與集料表面的吸附作用 水分的

37、蒸發(fā)作用水分的蒸發(fā)作用6.6.乳化瀝青的應(yīng)用乳化瀝青的應(yīng)用1 1）灑布法：）灑布法：如透層、粘層、表面處治或貫入式瀝青碎石路面如透層、粘層、表面處治或貫入式瀝青碎石路面2 2）拌和法：）拌和法：稀漿封層或冷拌瀝青混合料稀漿封層或冷拌瀝青混合料透層：為使瀝青面層與非瀝青材料基層結(jié)合良好，在基層上噴灑液體石油透層：為使瀝青面層與非瀝青材料基層結(jié)合良好，在基層上噴灑液體石油 瀝青、乳化瀝青、煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。瀝青、乳化瀝青、煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。粘層：為加強(qiáng)路面瀝青層與瀝青層之間、瀝青層與水泥混凝土路面之間的粘層：為加強(qiáng)路面瀝青層與瀝青層之間、瀝青層與水泥

38、混凝土路面之間的 粘結(jié)而灑布的瀝青材料薄層。粘結(jié)而灑布的瀝青材料薄層。稀漿封層：用適當(dāng)級(jí)配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉稀漿封層：用適當(dāng)級(jí)配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉 等）與乳化瀝青、外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動(dòng)狀態(tài)等）與乳化瀝青、外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動(dòng)狀態(tài) 的瀝青混合料，將其均勻地?cái)備佋诼访嫔闲纬傻臑r青封層。的瀝青混合料，將其均勻地?cái)備佋诼访嫔闲纬傻臑r青封層。三、改性瀝青三、改性瀝青1.1.定義定義 為了提高瀝青混合料的路用性能，摻加某些高分子化合物或?yàn)榱颂岣邽r青混合料的路用性能，摻加某些高分子化合物或其他填料等外摻劑，或采取對(duì)瀝青輕度氧化加

39、工等措施，使瀝青其他填料等外摻劑，或采取對(duì)瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。2.2.改性劑的種類(lèi)改性劑的種類(lèi) 1 1）聚合物類(lèi)）聚合物類(lèi) （橡膠類(lèi)、熱塑性橡膠類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)）（橡膠類(lèi)、熱塑性橡膠類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)） 2 2）纖維類(lèi)）纖維類(lèi) 3 3）固體顆粒類(lèi)）固體顆粒類(lèi) 4 4）粘附性改性劑）粘附性改性劑 5 5）耐老化改性劑（常用的是碳黑）等）耐老化改性劑（常用的是碳黑）等一、填空題一、填空題1.1.道路粘稠石油瀝青的道路粘稠石油瀝青的“三大指標(biāo)三大指標(biāo)”指的是指的是 、 和和 ，其表征的技術(shù)性質(zhì)分別為其表征的技術(shù)性質(zhì)分別為 、 和和 ，其

40、單位分別，其單位分別為為 、 和和 。2.2.瀝青的粘滯性對(duì)于粘稠瀝青用瀝青的粘滯性對(duì)于粘稠瀝青用 表示，液體瀝青用表示，液體瀝青用 表示。表示。 3.3.石油瀝青的結(jié)構(gòu)有石油瀝青的結(jié)構(gòu)有 、 和和 三種類(lèi)型，判定其結(jié)構(gòu)類(lèi)三種類(lèi)型，判定其結(jié)構(gòu)類(lèi)型的依據(jù)是型的依據(jù)是 ，路用優(yōu)質(zhì)瀝青屬于，路用優(yōu)質(zhì)瀝青屬于 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4.石油瀝青的溫度穩(wěn)定性用石油瀝青的溫度穩(wěn)定性用 和和 表示。表示。5.5.我國(guó)道路石油瀝青的標(biāo)號(hào)是按我國(guó)道路石油瀝青的標(biāo)號(hào)是按 劃分的。劃分的。 黏度表示方式黏度表示方式C C（t t，d d）中）中 ，t t表示表示 ，d d表示表示 。 6.6.乳化瀝青的組成材料有乳化瀝青的組成材料有 、 、