土木工程材料瀝青及瀝青混合料詳解演示文稿

土木工程材料瀝青及瀝青混合料詳解演示文稿本文檔共36頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分（優(yōu)選）土木工程材料瀝青及瀝青混合料本文檔共36頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分一、石油瀝青1、石油瀝青的定義2、石油瀝青的組成與結(jié)構(gòu)3、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)4、石油瀝青的牌號(hào)與應(yīng)用本文檔共36頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分1、石油瀝青的定義：石油原油經(jīng)蒸餾等提煉出各種輕質(zhì)油（如汽油、柴油等）及潤滑油以后的殘余物，或再經(jīng)加工而得到的產(chǎn)品。是由多種極其復(fù)雜的碳?xì)浠衔锖瓦@些碳?xì)浠衔锏姆墙饘傺苌锼M成的混合物。分為建筑石油瀝青、道路石油瀝青和普通石油瀝青三種。本文檔共36頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分（1）石油瀝青的組分飽和分（油分）：是瀝青中分子量最小和密度最小的組分，呈淡黃色至紅褐色的油狀液體。賦予石油瀝青以流動(dòng)性?？扇苡谑兔?、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有機(jī)溶劑，但不溶于酒精。膠質(zhì)（樹脂）：分子量比油分大，呈黃色至黑褐色的油狀液體。大部分屬于中性樹脂，賦予瀝青以粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性。可溶于三氯甲烷、苯、汽油等有機(jī)溶劑。地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）：分子量比樹脂更大，呈深褐色至黑色固態(tài)無定形體（固體粉末）。決定石油瀝青溫度敏感性、粘性?？扇苡谌燃淄?、二硫化碳等有機(jī)溶劑，染色力強(qiáng)，對(duì)光的敏感性強(qiáng)，感光后不溶。2、石油瀝青的組成與結(jié)構(gòu)本文檔共36頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分（2）石油瀝青的結(jié)構(gòu)在瀝青中，油份和樹脂互溶，樹脂浸潤地瀝青質(zhì)。以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹脂和油份，構(gòu)成膠團(tuán)，無數(shù)膠團(tuán)分散在油份中形成膠體結(jié)構(gòu)。本文檔共36頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分溶膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)：飽和分和膠質(zhì)數(shù)量較多。瀝青質(zhì)較少，流動(dòng)性、塑性較好，溫度敏感性大。凝膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)含量適當(dāng)，并有較多的膠質(zhì)分作為保護(hù)物質(zhì)時(shí)。彈性、粘性較好，溫度敏感性小。溶-凝膠結(jié)構(gòu)：介于兩者之間。本文檔共36頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分粘性：粘性是指瀝青材料在外力的作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時(shí)抵抗變形的能力。反映了瀝青的軟硬、稀稠程度，是劃分瀝青牌號(hào)的主要指標(biāo)。針入度、標(biāo)準(zhǔn)粘度。3、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)（1）粘性（2）塑性（3）溫度敏感性（4）大氣穩(wěn)定性（5）其他性質(zhì)本文檔共36頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分針入度的測定針入度25℃，100g的標(biāo)準(zhǔn)針，在5s內(nèi)貫入試樣的深度表示。針入度越大，瀝青越軟，粘度越小本文檔共36頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分粘滯度的測定規(guī)定溫度下，規(guī)定直徑的孔流出50cm3瀝青所需要的時(shí)間。本文檔共36頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分3、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)塑性：是指石油瀝青在外力作用下，產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍保持變形后的形狀的性質(zhì)。用延度表示。（1）粘性（2）塑性（3）溫度敏感性（4）大氣穩(wěn)定性（5）其他性質(zhì)本文檔共36頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分延度的測定延伸度斷裂8字型標(biāo)準(zhǔn)試樣，在規(guī)定的速度和溫度下拉斷時(shí)的伸長長度，以cm為單位。延度越大，瀝青塑性越好本文檔共36頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分3、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)溫度敏感性：是指石油瀝青的粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能。用溫度軟化點(diǎn)表示。（1）粘性（2）塑性（3）溫度敏感性（4）大氣穩(wěn)定性（5）其他性質(zhì)本文檔共36頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分軟化點(diǎn)的測定瀝青裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋼球，浸入水中或甘油，以規(guī)定的升溫速度加熱，使瀝青軟化下垂，當(dāng)瀝青下垂25cm時(shí)的溫度，即為瀝青軟化點(diǎn)。軟化點(diǎn)越高，瀝青耐熱性就越好。本文檔共36頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分3、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)老化：石油瀝青隨著時(shí)間的進(jìn)展，而流動(dòng)性和塑性逐漸減少，硬脆性逐漸增大，直至脆裂。大氣穩(wěn)定性：是指石油瀝青在熱、陽光、氧氣和潮濕等因素的長期綜合作用下抵抗老化的性能。用蒸發(fā)損失、蒸發(fā)針入度表示。（1）粘性（2）塑性（3）溫度敏感性（4）大氣穩(wěn)定性（5）其他性質(zhì)燃點(diǎn)、溶解度、閃點(diǎn)本文檔共36頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分4、石油瀝青的牌號(hào)與應(yīng)用三大指標(biāo)：針入度、延度、軟化點(diǎn)，其中針入度是劃分牌號(hào)的主要依據(jù)。按針入度劃分為40、30和10三個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)越高，針入度越大(越軟），延度越大（塑性越好），軟化點(diǎn)越低（耐熱性越差）。選用的原則：在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，牌號(hào)越大越好。本文檔共36頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分二、煤焦油與石油瀝青相比，煤瀝青有如下特點(diǎn)：（1）由固態(tài)或粘稠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)（或液態(tài)）的溫度間隔較小，夏天易軟化流淌，而冬天易脆裂，即溫度敏感性較大。（2）含揮發(fā)性成分和化學(xué)穩(wěn)定性差的成分較多，在熱、陽光、氧氣等的長期綜合作用下，煤瀝青的組成變化較大，易硬脆，大氣穩(wěn)定性較差。（3）含有較多的游離碳，塑性較差，容易變形開裂。（4）因含有蒽、酚等，故有毒性和臭味，防腐能力較好，適用于木材的防腐處理。（5）含表面活性物質(zhì)較多，與礦料表面的粘附力較好。本文檔共36頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分三、改性瀝青現(xiàn)在土木工程對(duì)瀝青的要求越來越高：1、在低溫條件下有一定的彈性和塑性。2、在高溫條件下要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3、在加工和使用條件下具有抗“老化”能力。4、與各種礦物和結(jié)構(gòu)表面有較強(qiáng)的粘附力。5、對(duì)構(gòu)件變形的適應(yīng)性和耐疲勞性。通常橡膠、樹脂等稱為石油瀝青的改性材料。本文檔共36頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分我國目前使用的聚合物改性劑主要有SBS(屬熱塑性橡膠類)、SBR(屬橡膠類)、EVA及PE(熱塑性樹脂類)三類。I類(SBS熱塑性橡膠類)聚合物改性瀝青中I—A型及I—B型適用于寒冷地區(qū)，I—C型適用于較熱地區(qū)，I—D型適用于炎熱地區(qū)及重交通量路段。Ⅱ類(SBR橡膠類)聚合物改性瀝青中Ⅱ—A適用于寒冷地區(qū)，Ⅱ—B和Ⅱ—C適用于較熱地區(qū)。Ⅲ類聚合物改性瀝青，如乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)改性瀝青，適用于較熱和炎熱地區(qū)。通常要求軟化點(diǎn)溫度比最高月使用溫度的最大空氣溫度高20℃左右。本文檔共36頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分第二節(jié)瀝青混合料一、概述(一)定義瀝青混合料是由礦料（如碎石、石屑、砂等）與瀝青拌和而成的混合料的總稱。1、瀝青混凝土混合料：由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級(jí)配的礦料，與瀝青結(jié)合料拌和而制成的符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混合料，簡稱AC。2、瀝青碎石混合料：由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料（或不加填料）與瀝青拌和的瀝青混合料（壓實(shí)后剩余空隙率大于10％的瀝青混合料），簡稱AM。本文檔共36頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分(二)瀝青混合料的特點(diǎn)1、瀝青混合料是彈塑性粘性材料，具有一定的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。2、瀝青混合料路面有一定的粗糙度，行車比較安全。3、施工方便，速度快，養(yǎng)護(hù)期短。4、瀝青混合料路面可分期改造和再生利用。缺點(diǎn)易老化引起路面破壞；溫度穩(wěn)定性差，夏季高溫時(shí)易軟化；冬季低溫時(shí)易脆裂。本文檔共36頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分本文檔共36頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分(三)瀝青混合料的分類1、按膠凝材料分：石油瀝青混合料和煤瀝青混合料。2、按礦料最大粒徑可分為以下幾種：(1)特粗式～粒徑≥37.5mm。(2)粗粒式～最大粒徑為26.5mm或31.5mm。一般用于高級(jí)路面的基層，雙層式瀝青面層的下層。(3)中粒式~最大粒徑為16mm或19mm，一般用于路面的面層或雙層式瀝青面層的下層。(4)細(xì)粒式～最大粒徑為9.5mm或13.2mm。一般用于雙層式瀝青路面面層。(5)砂粒式～最大粒徑等于或小于4.75mm，也稱為瀝青石屑或?yàn)r青砂。一般用于高級(jí)路面上的磨耗層。3、按礦質(zhì)材料的級(jí)配類型分：連續(xù)級(jí)配瀝青混合料和間斷級(jí)配瀝青混合料。本文檔共36頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分二、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)級(jí)配良好的礦質(zhì)骨料（粗集料、細(xì)集料、礦粉）、最佳用量的瀝青膠結(jié)物、外摻材料所構(gòu)成的具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種多相分散體系本文檔共36頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分(1)懸浮一密實(shí)結(jié)構(gòu)是指礦質(zhì)集料由大到小組成連續(xù)型密級(jí)配的混合料結(jié)構(gòu)，混合料中粗集料數(shù)量較少，細(xì)集料的數(shù)量較多。特點(diǎn)：粘聚力較大，內(nèi)摩阻角較小，密實(shí)度較高，但高溫穩(wěn)定性較差。應(yīng)用：雙層或三層結(jié)構(gòu)的瀝青路面，其中至少必須有一層1型密級(jí)配瀝青混合料。對(duì)干燥地區(qū)的高等級(jí)公路，也可采用這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料做表層。本文檔共36頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分(2)骨架一間隙結(jié)構(gòu)是指礦質(zhì)集料屬于連續(xù)型開級(jí)配的混合料結(jié)構(gòu)，礦質(zhì)集料中粗集科較多，粗集料互相靠攏可形成礦質(zhì)骨架，細(xì)集料較少。特點(diǎn)：空隙率大，耐久性差，瀝青與礦料的粘聚力差，熱穩(wěn)定性較好，其強(qiáng)度主要取決于內(nèi)摩阻角。當(dāng)瀝青路面采用這種形式的瀝青混合料時(shí)，瀝青面層下必須作下封層。本文檔共36頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分(3)骨架一密實(shí)結(jié)構(gòu)間斷型密級(jí)配的瀝青混合料既有一定數(shù)量的粗集料形成骨架結(jié)構(gòu)，又有足夠的細(xì)集料填充到粗骨料之間的空隙中去。特點(diǎn)：較高的粘聚力和內(nèi)摩阻角，結(jié)構(gòu)的密實(shí)度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性都比較好。理想型。本文檔共36頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分三、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1、高溫穩(wěn)定性定義：是指混合料在高溫（通常為60℃）條件下，經(jīng)車輛荷載長期重復(fù)作用后，不產(chǎn)生車撤和波浪等病害的性能。規(guī)定：采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)（包括穩(wěn)定度、流值、馬歇爾模數(shù)）來評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，對(duì)于高速公路、一級(jí)；路、城市快速路、主干路用瀝青混合料，還應(yīng)通過動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)檢驗(yàn)其抗車轍能力。

本文檔共36頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分2、低溫抗裂性瀝青混合料不僅應(yīng)具備高溫穩(wěn)定性，還要具有低溫抗裂性，以保證在冬季低溫時(shí)不產(chǎn)生裂縫。瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的。在混合料組成設(shè)計(jì)中，應(yīng)選用稠度較低、溫度敏感性低、抗老化能力強(qiáng)的瀝青。本文檔共36頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分3、耐久性定義：在外界各種因素的長期作用下，能基本保持原有性能而不出現(xiàn)剝落和松散等損壞的的性質(zhì)。瀝青路面的使用壽命與瀝青含量有很大關(guān)系。當(dāng)瀝青用量較最終使用量少0.5％的混合料能使路面使用壽命減少一半以上。我國現(xiàn)行規(guī)范來用空隙率、飽和度（即瀝青填隙率）和殘留穩(wěn)定度等指標(biāo)來表征瀝青混合料的耐久性。本文檔共36頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分4、抗滑性瀝青混合料路面的抗滑性與礦質(zhì)集料的微表面性質(zhì)、混合料的級(jí)配組成以及瀝青用量等因素有關(guān)?？够胧哼x擇硬質(zhì)有棱角的礦料，骨料的顆粒適當(dāng)大些，瀝青用量少些，嚴(yán)格控制瀝青中含蠟量。瀝青用量超過最佳用量的0.5％，即可使抗滑系數(shù)明顯降低。本文檔共36頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分5、施工和易性影響混合料施工和易性的主要因素是礦料級(jí)配和瀝青用量。例如：細(xì)顆粒材料不宜過多，則使拌和困難。瀝青用量不宜過少，礦粉用量不宜過多，否則混合料容易產(chǎn)生疏松，不易壓實(shí)；反之，則容易使混合料粘結(jié)成塊，不易攤鋪。另外，氣候、機(jī)械性能、施工能力等外部條件也會(huì)不同程度地影響施工和易性。本文檔共36頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分四、瀝青混合料的組成材料的技術(shù)要求1、瀝青在選擇瀝青材料時(shí)，要考慮交通量、氣候條件、瀝青混合料的類型及施工條件等因素。一般路面的上層宜用較稠的瀝青，下層或聯(lián)結(jié)層宜用較稀的瀝青。本文檔共36頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分2、粗集料

瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并且具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。瀝青混合料用粗集料有碎石、破碎礫石、篩選礫石和鋼渣等。對(duì)用于瀝青表層的粗集料，應(yīng)選用堅(jiān)硬、耐磨、韌性好的碎石或破碎礫石。篩選礫石和鋼渣只能用于三級(jí)或三級(jí)以下的公路，而且篩選礫石一般只適用于瀝青路面的下層。鋼渣應(yīng)有6個(gè)月以上的存放期，并應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)合格后方可使用。本文檔共36頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\0點(diǎn)44分3、細(xì)集料拌制瀝青混合料的細(xì)集料，可以用天然砂、人工砂或石屑。細(xì)集