道路材料第二章

1、第二章 沥青材料Asphalt Materials主讲：刘成1、沥青的分类：天然沥青、焦油沥青、石油沥青。2、天然沥青分类：湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩。3、焦油沥青：由煤炭、木材、页岩等有机物质经过碳化作用或在真空中分馏得到的黏性液体。4、焦油沥青分类：煤焦油、木焦油、页岩沥青。5、石油沥青按照加工方法分类：蒸馏法、氧化法、调和法、溶剂脱沥青法。6、蒸馏沥青：蒸馏原油，沸点不同馏分蒸出后，塔底的残渣。7、环烷烃和蜡分含量低的中间基原油适合生产道路沥青。（所生产的沥青延度长、与碎石粘附性好、高温稳定性好、不易出现车辙与拥包、耐老化）8、氧化沥青：低标号沥青或渣油在240290高温吹入空气，

2、提高软化度、降低针入度和稠度，得到的沥青为氧化沥青。9、转化过程：芳烃、胶质、沥青质、碳青质、焦炭。10、氧化法主要生产高软化点的建筑沥青。11、溶剂法：利用溶剂对各组分不同的溶解能力，选择性地溶解其中一个或几个组分，从而实现组分的分离。12、调和沥青：按照沥青质量要求，将几种沥青调和，调整沥青组分之间的比例以获得所要求产品。13、沥青形态分类：粘稠沥青、液体沥青。14、粘稠沥青：膏体沥青、运用于道路中。15、液体沥青：稀释沥青、乳化沥青。16、沥青用途分类：道路沥青、建筑沥青、水工沥青、防腐沥青、其他沥青。浙江安吉天荒坪抽水蓄能电站17、原油概述：18、原油组分分类：石蜡基原油、环烷基原油、

3、中间基原油。19、原油硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油、高硫原油。20、原油相对密度分类：轻质原油、中质原油、重质原油、特重质原油。21、原油是否适合生产沥青判断方法：1，判断沥青质A、胶质R和蜡W相对含量；2，判断500馏分渣油中H/C原子比。 A、(A+R)/W1.5,可生产优质沥青。 原子比1.6适合生产，大于1.6不适合生产道路沥青。22、环烷基和中间基原油适合生产沥青，石蜡基原油轻质组分和蜡含量高、胶质和沥青质含量低，不适合生产优质沥青。23、石油沥青的生产工艺： A、常减压蒸馏工艺； B、氧化工艺； C、溶剂脱沥青工艺； D、调和工艺。24、沥青的元素组成：主要是C和H。

4、25、化学组分：三组分法、四组分法。26、组分分离原理：利用沥青各组分对不同溶剂的溶解度和不同吸附剂吸附性能的差异，使其按分子的大小、分子极性或分子构型划分成不同组分。27、吸附法：以沥青在吸附剂上的吸附性和在抽提溶剂中溶解性的差异为基础。（沥青质、胶质可溶分、油分）28、色谱法：在吸附法基础上，用液固吸附色谱，对沥青进行梯度冲洗。（饱和分、芳香分、胶质、沥青质）29、四组分结构和特性：沥青质、胶质、芳香族、饱和分、蜡分。30、蜡对沥青的影响：高温时融化，使沥青粘度降低，温度敏感性增大；低温时结晶，分散在沥青质中，减少沥青分子的联系，降低低温延展能力；蜡使沥青与石料表面的亲和力减小，影响沥青与

5、石料的粘附性。31、沥青密度：在规定温度下单位体积所具有的质量。32、相对密度：33、沥青相对密度取决于沥青各组分的比例及排列的紧密程度。沥青中含硫量大、沥青质含量高、芳香族含量高，相对密度就较大。腊分含量多，相对密度就小。34、体积膨胀系数越大，沥青路面在夏季越容易泛油，冬季因收缩产生裂缝。35、介电常数与沥青对氧、雨、紫外线等的耐老化性有关：水SARArT106 . 1107 . 8102 . 7105 . 806. 13544TTDDDATTT21112板电容器的电容真空作介质时相同平行电容器的电容沥青作为介质时平行板沥青的介电常数 36、介电常数可以判别高分子材料的极性大小，沥青介电常

6、数在2.63.0之间，属于非极性或弱极性材料。 介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数介电常数(permittivity(permittivity， 不规范称不规范称 dielectric constant)dielectric constant)，又称，又称诱电率，与频率相关。如果有高介电常数的材料放在电场中，诱电率，与频率相关。如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降场的强度会在电介质内有可观的下降。37、沥青比热：38、粘

7、滞性：沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互唯一的抵抗剪切变形的能力。（单位：Pa.s） 牛顿流体是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率牛顿流体是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。凡不同于牛顿流体为非牛顿流体成正比的低粘性流体。凡不同于牛顿流体为非牛顿流体。39、动力黏度：沥青的黏度为当沥青层间的速度变化梯度（即剪变率）为一单位时，每单位面积可受到的内摩阻力。40、运动黏度：动力黏度与密度之商。41、沥青在高温状态下为牛顿流体，在路面的使用温度范围内，为黏弹塑性，通常以表观黏度或视密度表示。42、沥青黏度测定方法：（黏度随温度变化大） A、60黏度，真空减压毛细管黏度计

8、测定动力黏度； B、施工温度135，毛细管法测定运动黏度； C、45以上表观密度，布洛克菲尔德黏度计法；dydvAFAFdydvvc*ctvTktT D、软化点附近，双筒旋转黏度计和锥班旋转黏度计； E、常温，滑板式黏度计。43、沥青标准黏度试验：44、沥青针入度试验：45、软化点：沥青取滴落点和硬化点之间温度间隔的87.21%为软化点。 软化点试验是测量沥青在一定外力作用下开始产生流动CT d ,PtmT,并达到一定变形时的温度（等黏温度）。46、针入度是在规定温度下测定沥青的条件黏度；软化点是测定沥青达到规定条件黏度时的温度。 软化点是沥青热稳定性和条件黏度的双重量度。47、沥青延性：当其

9、受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性指标表示。48、沥青延度试验：将沥青试样制成八字形标准试件，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，以cm计。49、当沥青化学组分不协调，胶体结构不均匀，含蜡量增加时，沥青的延度会降低。50、沥青微延度试验。51、脆点：测量沥青在低温不引起破坏时的温度。反应沥青由粘弹性体转变弹脆体的温度，即达到临界硬度时发生脆裂的温度。52、脆点试验方法：53、弯曲梁流变试验（BBR）：测量沥青梁试件在蠕变荷载作用下的劲度，用蠕变荷载模拟温度下降时路面产生的应力。 劲度：类似弹性模量，如弹簧劲度，N/m，MPa 蠕变：固体材料在保持应力不变的

10、条件下，应变随时间延长而增加的现象。可以在小于弹性极限时发生。54、直接拉伸试验（DTT）：测定沥青在低温的极限拉伸应变。 相应于低温状态脆性破坏的试件的应变不大于1%。试样截面积最大荷载）应力（)27(Lmmf有效标准长度）长度变化（伸长）应变（55、感温性：沥青黏度随温度变化的敏感性。56、感温性的意义： A、高温时，沥青能与集料更好的拌合及碾压成型； B、路面使用过程中，要求感温性要低，确保路面高温不软化、低温不开裂。57、针入度指数PI：用针入度和软化点的实验结果表征沥青感温性；判别沥青的胶体结构状态。58、针入度温度感应系数A的确定：59、针入度指数PI的确定方法：（图2-21）KA

11、TPlg25)5g10025(lg800lg&TsPABR，TTPPA2121lglgAPIPI5010201050130API60、PI的应用： -1+1的溶胶型沥青适宜修筑沥青路面。61、当量软化点T800与当量脆点T1.2：62、T800越大越好，T1.2越小越好。63、针入度温度指数PTI: PTI越小表明沥青的感温性越小，温度稳定性越好。AKT800lg800AKT2 . 1lg2 . 1sgPsgPPTI5 ,100,255 ,50,1 .461sgPsgPPTI60,200,05 ,50,252sgPsgPsgPPTI5 ,100,2560,200,05 ,50,1 .4

12、6364、针入度黏度指数PVN：PI仅能表示软化点温度的沥青感温性；PVN高于软化点温度时的沥青的感温性。 PVN1和PVN2 针入度黏度指数越大，表示沥青的感温性越低。65、沥青的粘附性： A、沥青本身的粘结能力； B、沥青与集料之间的粘附能力。5 . 1lg2234. 00500. 1lglg7967. 02580.101PvPPVN5 . 1lg2234. 00500. 1lglg590. 1489. 52PPPVN66、粘附机理： A、沥青与石料之间的粘附强度与沥青表面的活性物质多少关系密切；（与碱性集料接触，粘附牢固） B、集料的性质影响；（矿物组成，表面纹理，孔隙率，含尘量，表面积

13、，吸收性能，含水率，形状和风化程度） C、水分含量； D、交通荷载。67、表面张力理论：68、沥青的老化：69、影响耐久性的因素： A、温度与氧化作用； B、光和水的作用(水在光、氧和热共同作用，其催化作用) C、自然硬化（沥青在隔绝空气和阳光，长期存放于常温下发生某种程度的硬化） D、渗流硬化（沥青中的油分渗流到矿料的孔隙中去而导致沥青的硬化） 沥青的氧化硬化是不可逆的。70、耐久性试验方法： A、模拟拌合过程中热老化条件； B、在使用过程的老化条件。71、耐久性评价方法试验： A、薄膜烘箱加热试验； B、旋转薄膜加热试验； C、压力老化试验。72、道路沥青的粘弹性特征： 高温时为粘性，低温

14、为弹性，相当宽的温度范围内是粘性与弹性并存。73、变形特征：形变滞后，作用力去除后，形变需要过一段时间才逐渐恢复。74、蠕变：粘弹性物体在应力保持不变的情况下，应变随时间的增加的现象。75、蠕变原因：沥青胶体结构内部的某些分子产生位移或者分子构型发生变化。76、蠕变的影响因素：沥青的结构、环境温度和作用力大小。77、应力松弛：在保持应变不变时，应力随时间增加而逐渐减小的现象。78、应力松弛原因：沥青胶体结构的内部大分子在长时间力的作用下产生结构变形或位移，使得原来的应力消失。79、在荷载作用下，沥青的应力与应变关系为非线性。80、劲度模量：取决于沥青温度和荷载作用时间，是表现沥青粘性和弹性联合

15、效应的指标。81、沥青动态剪切流变试验（DSR）：评价高温稳定性 A、在振动荷载作用下，沥青黏度小于静荷载时的黏度。 B、DSR试验过程。 对原样沥青和旋转薄膜烘箱后残留沥青试样分别进行两对原样沥青和旋转薄膜烘箱后残留沥青试样分别进行两次动态剪切试验，通过测定沥青材料的复数剪切模量和相位次动态剪切试验，通过测定沥青材料的复数剪切模量和相位角来表征沥青材料的粘性和弹性特征。角来表征沥青材料的粘性和弹性特征。TtS,82、沥青的分级方法： A、针入度分级； B、黏度分级； C、基于性能分级。83、改性沥青： 是指掺加橡胶、树脂高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使得沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。84、改善沥青的聚合物： A、树脂； B、橡胶； C、热塑性弹性体。 SBS运用最广。85、改性沥青相关试验：聚合物改性沥青离析试验、沥青弹性恢复试验、黏韧性试验、测力延度试验。86、乳化沥青： 是黏稠沥青经过加热融合机械作用以微滴状态分散于含有乳化剂稳定剂的水中，形成水包油型的沥青乳液。87、乳化沥青应用： 表面处治、贯入式、沥青碎石、乳化沥青混凝土等路面。88、乳化沥青优点： A、可冷态施工，节约能源，减少环境污染； B、常温下具有较好的流动性，能保证撒布的均匀性； C、采用乳化沥青，扩展路面的类型； D、乳化沥青