第七章 沥青及沥青混合料

1、第七章 沥青及沥青混合料沥青的定义: 沥青是一种有机胶凝材料，它是由复杂的高分子碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物所组成的混合物。在常温下呈固体、半固体或液体状态。沥青的特点:1.沥青结构致密，塑性及粘结力良好，并具有不导电、不吸水、不透水、耐酸碱腐蚀等性能。 2.沥青不溶于水，但能溶于多种有机溶液中。沥青的应用: 主要用于屋面、地下及水下的防水工程，防腐蚀工程，铺筑道路路面及飞机场跑道等。7.1 沥青材料一、沥青的分类二、石油沥青石油沥青的组分和结构1. 石油沥青的组分2.石油沥青的结构 1.石油沥青是一种胶体结构。(1).分散相(胶体颗粒)：吸附部分树脂的地沥青质；(2).分散介质：

2、溶有树脂的油分。 2.根据沥青中各组分的化学组成和相对含量不同，可分为：溶胶型结构 、凝胶结构 、溶凝胶结构。溶胶型结构 1.地沥青质含量较少，而油分和树脂较多。 2.这类沥青流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强；而对温度的敏感性较强。 凝胶型结构 1.地沥青质含量很多，而油分和树脂较少。 2.这类沥青弹性好、粘性较高，流动性和塑性较低，开裂后自行愈合能力较差，高温稳定性较好，但低温变形能力较差。 溶凝胶型结构 1.地沥青质含量不如凝胶型沥青中的多。 2.这类沥青在高温时具有较低的温度敏感性；低温时又具有较好的变形能力。在道路沥青混凝土中所用的沥青多属此类。 1.黏滞性 2.塑性 3.温度

3、敏感性(温度稳定性) 4.大气稳定性(抗老化性) 5.施工安全性 1.粘稠沥青在加热使其软化时，从中挥发出的可燃气体与空气混合，当达到一定浓度后，遇火易发生闪火甚至燃烧、爆炸等安全事故。为此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即所谓的闪点和燃点。 2.沥青的闪点：指加热沥青试样至挥发出的可燃气体与空气混合，在规定的条件下与火焰接触，当试验液面最初出现一瞬即灭的蓝色火焰时的温度(以表示)。 3.沥青的燃点：是加热沥青试样至挥发出的可燃气体与空气混合，在规定的条件下与火焰接触能持续燃烧不少于s时的试样温度(以表示)。 1.石油沥青的技术标准石油沥青是按针入度指标来划分标号的，同时每一标号的沥青还必

4、须满足相应的延度和软化点等指标的要求。石油沥青的技术标准2.石油沥青的选用对“温热地区、易受日晒或受热严重”的部位：为防止沥青受热过分软化，应选用“标号较小”的沥青。在“寒冷地区”、在“夏季受晒，冬季受冻”的部位：不仅要考虑受热软化、还要考虑低温脆裂，故适宜选用“中等标号”的沥青。对一些不易受温度影响的部位(如伸缩缝、沥青止水井)：可选用“标号较大”的沥青。当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号的沥青相互掺配使用。2.石油沥青的选用1.用于屋面防水层的沥青：要求具有较好的粘结性、温度敏感性和大气稳定性，因此，要求沥青的软化点应高于当地历年来达到的屋面最高气温20以上，以保证夏季高温不流淌。但也

5、不宜过高，否则冬季低温时易发生硬脆甚至开裂。2.用于地下防潮、防水工程的沥青：要求其粘性大，塑性和韧性好，但对其软化点要求不高。 3.沥青的掺配;.掺配要注意遵循同源原则(即同属石油沥青或同属煤沥青的才可掺配)。 2.两种不同牌号沥青掺配时，其掺量计算如下：三、 煤沥青 1.煤沥青的组成上分为：油分、树脂和游离碳三个基本组分 。 2.与石油沥青相比，煤沥青具有以下特点： 温度敏感性大； 大气稳定性差； 塑性差； 与矿质骨料表面黏附性好； 有毒、有臭味，防腐能力强。四、乳化沥青 1.乳化沥青：是将粘稠沥青热融，经机械力的作用，以细小的微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液中(必要时还加入一定的稳定剂)

6、，形成水包油状的沥青乳液。 2.使用乳化沥青时，不需加热就可以在常温状态下进行施工，所以施工较为方便。乳化沥青广泛应用于道路工程、水利工程、建筑屋面防水工程及铁道工程等中。 五、改性沥青改性沥青的种类 o类改性沥青 o脂改性沥青 o塑性橡胶类改性沥青 o物填充料改性沥青以改性沥青为基材可生产以下防水卷材 oSBS改性沥青防水卷材（寒冷地区使用） oPP改性沥青防水卷材（炎热地区使用） oPVC改性焦油沥青防水材料 o再生胶改性沥青防水卷材7.2 沥青混合料沥青混合料1.沥青混合料由矿质混合料（简称矿料）与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。其中矿料起骨架作用，沥青与填料起胶结和填充作用。2.沥青

7、混合料主要用于道路路面、水工防渗、建筑防水等工程中。一、沥青混合料的分类按矿料级配类型划分连续级配沥青混合料、间断级配沥青混合料。按混合料密实度来划分密级配沥青混合料 、开级配沥青混合料 、半开级配沥青混合料。按骨料公称最大粒径(DM)来划分特粗式沥青混合料 、粗粒式沥青混合料 、中粒式沥青混合料 、细粒式沥青混合料 、砂粒式沥青混合料 。按混合料施工温度来划分热拌热铺沥青混合料 、冷拌沥青混合料 。二、 水工沥青混凝土 1.沥青混凝土是指沥青与矿料经拌合冷却凝固的混合物。 2.沥青混凝土具有良好的抗渗性，良好的柔性及自愈闭合等功能，非常适宜作为需要承受不均匀变形的水工防渗体(防渗心墙、防渗面

8、板等)。水工沥青混凝土是指用于水利水电工程的沥青混凝土的统称。1.水工沥青 1.配制水工沥青混凝土所用的沥青应选择专用水工沥青(即适合于水电水利工程防渗安全要求的石油沥青)。 2.一般应根据气候条件、建筑物的类型、沥青混凝土的种类、施工方法等，来选择适宜标号的水工沥青。 3.同一工程宜采用同一厂家、同一标号的沥青；不同厂家、不同标号的沥青，不得混杂使用。 2.粗骨料 1.粗骨料指粒径大于2.5mm的矿料。 2.粗骨料以质地坚固，表面粗糙，粒形近于方圆形为好。且应控制针、片状颗粒含量。 3.沥青混凝土粗骨料的DM：用于防渗层的，不得超过压实后的沥青混凝土铺筑层厚度的1/3且不得大于25mm；用于

9、非防渗层的，不得超过层厚的1/2且不大于35mm。3.细骨料 1.细骨料指粒径为0.075mm2.5mm的矿料。 2.细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好。粒径组成应符合设计、试验提出的级配曲线要求。4.填料 1.填料是粒径小于0.075mm的矿料。 2.填料在沥青混凝土中既起填充作用，又起增加黏结力的作用。 5.改性剂 改性剂是为改善沥青砼某些技术性能(如黏度、抗裂性等)而掺入沥青混合料中的外加剂的统称。 水工沥青混凝土的性能1.渗透性能 防渗层：工程施工中，只要保证沥青混凝土的孔隙率不大于3%，沥青混凝土基本上是不透水的(k10-7cm/s)。 透水层：k10-3cm/s，以保证防渗层的渗透水

10、流能及时排除。2.柔性 1.柔性指沥青混凝土在自重或外力作用下，能适应变形而不产生裂缝的性能。 2.沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质、用量及矿料的级配等。 3.温度敏感性要求沥青混凝土具有较强的低温变形性(避免低温开裂)和高温稳定性(避免高温变形流淌)。4.耐久性 1.耐久性是指沥青混凝土在长期使用过程中能抵抗环境因素作用的性能。 2.沥青混凝土的耐久性包括水稳定性、抗老化性、抗疲劳性等方面。5.施工和易性 1.沥青混凝土施工和易性是指沥青混合料在拌合、运输、摊铺和碾压等各个施工环节中，与施工条件相适应、既保证质量又便于施工的一种工作性能。 2.影响沥青混凝土和易性的主要因素是矿料的级配，沥青用量和填料质量。 二、水工沥青混凝土3 沥青砂浆 1.沥青砂浆是由沥青材料、矿物填料和砂混合而成的沥青混合料。 2.热用沥青砂浆：是先将沥青材料和矿物粉配制成沥青胶结物，然后将140160的砂子加入拌匀而成，使用时的温度为160180，以便浇筑密实。 3.冷用沥青砂浆：是采用液体沥青或乳化沥青配制，矿料无需加热干燥，具有施工安全、方便的优点。 4 沥青胶 1.沥青胶是在沥青中掺入适量的矿质粉料或再掺入部分纤维状填料配制的胶体