沥青材料（课堂PPT）

1、城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .1本章教学目标本章教学目标掌握：石油沥青的主要技术性质。 了解：沥青及沥青混合料的应用。 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .2第二节第二节 沥青混合料沥青混合料第一节第一节 沥青沥青 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .3第一节第一节 沥沥 青青1.1.概述概述2.2.沥青的主要技术性质沥青的主要技术性质3.3.工程实例分析工程实例分析城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .4概概 述述定义定义分类分类应用应用城市建设与环境系城市建设与环境系

2、 第七章沥青材料第七章沥青材料 .5 沥青沥青是由一些极其复杂的高分子的是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的混合物。（氧、硫、氮）衍生物所组成的混合物。 定义定义城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .6沥青沥青地沥青地沥青 焦油沥青焦油沥青天然沥青：石油在自然条件下，长时天然沥青：石油在自然条件下，长时间经受地球物理因素作用形成的产物间经受地球物理因素作用形成的产物 石油沥青石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而：石油经各种炼制工艺加工而得的沥青产品得的沥青产品 煤沥青：煤经干馏所得的

3、煤焦油，经煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经再加工后得到煤沥青再加工后得到煤沥青 页岩沥青：页岩炼油工业的副产品页岩沥青：页岩炼油工业的副产品 分类分类柏油柏油城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .7 广泛用于建筑、公路、桥梁等工程中，主要用于生广泛用于建筑、公路、桥梁等工程中，主要用于生产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面等。产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面等。 土木工程建筑土木工程建筑主要应用石油沥青主要应用石油沥青。 应用应用城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .8状态状态颜色颜色褐色或黑褐色褐色或黑褐色常温下呈固态、半固态或粘性液态

4、常温下呈固态、半固态或粘性液态由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物成分成分组分组分石油沥青的三大组分石油沥青的三大组分组分组分状态状态作用作用 油分油分粘性液态粘性液态使沥青具有流动性使沥青具有流动性 树脂树脂粘稠状半固态粘稠状半固态使沥青具有塑性和粘结性使沥青具有塑性和粘结性 地沥青质地沥青质固态固态使沥青具有粘滞性和温度稳定性使沥青具有粘滞性和温度稳定性石油沥青的主要技术性质石油沥青的主要技术性质基本性质基本性质城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .9 化学组分分析方法化学组分分析方法 将沥

5、青分离为化学性质相近，而且与其将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，这些组就工程性质有一定联系的几个组，这些组就称为组分。称为组分。 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .10石油沥青石油沥青的的技术性质技术性质粘滞性塑性温度敏感性大气稳定性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .11衡量指标衡量指标定义定义影响因素影响因素粘滞性粘滞性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .12定义定义 粘滞性粘滞性又称粘性，反映石油沥青在外力又称粘性，反映石油沥青在外力作用下，作用下， 抵抗变形的能力。抵

6、抗变形的能力。城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .13衡量指标衡量指标 液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度下，经规液态沥青：用粘滞度表示，指液态沥青在一定温度下，经规定直径的孔洞漏下定直径的孔洞漏下50mL50mL所需要的时间，用符号所需要的时间，用符号C Ct td d表示。表示。请观看粘滞度试验请观看粘滞度试验固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为25的条的条件下，以质量件下，以质量100g的标准针，经的标准针，经5s沉入沥青中的深度（每深沉入沥青中的深度（每深入入0.1mm为为1）。）。粘滞度粘滞度C

7、Ct td d ，粘滞性，粘滞性 请观看针入度试验请观看针入度试验针入度针入度 ，粘滞性，粘滞性 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .14城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .15城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .16影响因素影响因素u组分：组分：地沥青质地沥青质含量含量 ，粘滞性，粘滞性 u温度：温度温度：温度 ，粘滞性，粘滞性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .17衡量指标衡量指标定义定义影响因素影响因素塑性塑性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材

8、料 .18定义定义 塑性塑性指石油沥青在外力作用下产生变指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。形状的性质。城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .19衡量指标衡量指标用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准用延伸度表示，简称为延度。延伸度是将石油沥青标准试件在规定温度（试件在规定温度（25）和规定速度（）和规定速度（5cm/s）的条件下）的条件下在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值（在延度仪上进行拉伸，以试件拉断时的伸长值（cm）表示。）表示。请观看延伸度试验请观看延伸度试验

9、延伸度延伸度 ，塑性，塑性 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .20城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .21影响因素影响因素 组分：树脂含量组分：树脂含量 ，塑性，塑性 温度：温度温度：温度 ，塑性，塑性 拉伸速度：拉伸速度拉伸速度：拉伸速度 ，塑性，塑性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .22衡量指标衡量指标定义定义影响因素影响因素工程实际工程实际温度敏感性温度敏感性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .23定义定义温度敏感性温度敏感性指石油沥青的粘滞性和塑性随指石油沥青的粘

10、滞性和塑性随 温度升降而变化的性能。温度升降而变化的性能。温度敏感性小：温度敏感性小：粘滞性和塑性随温度的变化大粘滞性和塑性随温度的变化大粘滞性和塑性随温度的变化小粘滞性和塑性随温度的变化小温度敏感性大：温度敏感性大：城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .24衡量指标衡量指标用软化点表示，指沥青受热由固态转变为具有一定流动性用软化点表示，指沥青受热由固态转变为具有一定流动性膏体时的温度（膏体时的温度（）。）。请观看软化点试验请观看软化点试验软化点软化点 ，温度敏感性，温度敏感性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .25城市建设与环境系城市

11、建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .26影响因素影响因素 组分：地沥青质含量组分：地沥青质含量 ，温度敏感性，温度敏感性 石蜡含量：石蜡含量石蜡含量：石蜡含量 ，温度敏感性，温度敏感性 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .27工程实际工程实际 工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变工程中应用的沥青软化点不能太低，否则夏季易产生变形，甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬形，甚至流淌；但也不能太高，否则太硬，不易施工，冬季易发生脆裂现象。季易发生脆裂现象。城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .28定义定义大气稳

12、定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。测定方法测定方法沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度、软沥青的大气稳定性通过测定加热损失、加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。化点等性质的改变值来表示。沥青的老化指沥青的老化指 沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐沥青在大气因素的长期综合作用下，逐渐失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象。失去粘滞性、塑性而变硬变脆的现象。大气稳定性大气稳定性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .29 初步判断

13、是因沥青材料老化及低温所致：初步判断是因沥青材料老化及低温所致： 从裂缝的形状来看，沥青老化、低温引起的裂缝大多为横向，从裂缝的形状来看，沥青老化、低温引起的裂缝大多为横向，且裂缝几乎为等距离间距。这与该图展示的路面破损情况吻合。且裂缝几乎为等距离间距。这与该图展示的路面破损情况吻合。该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳该路已修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬天，气温下降，沥青混合定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬天，气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩，产生了应力，应力超过沥青混合料料受基层的约束而不能收缩，产生了应

14、力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面便产生开裂。的极限抗拉强度，路面便产生开裂。每到冬天，一些沥青路面总会每到冬天，一些沥青路面总会出现一些裂缝，裂缝大多是横出现一些裂缝，裂缝大多是横向的，且几乎为等距离间距的，向的，且几乎为等距离间距的，在冬天裂缝尤其明显。在冬天裂缝尤其明显。工程实例分析工程实例分析城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .30第二节第二节 沥青混合料沥青混合料11.1.基本概念基本概念2.2.沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .31基本概念基本概念定义定义分类分类3应用应用

15、城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .32 通常定义通常定义: 矿质混合料矿质混合料 + 粘结材料粘结材料 沥青混合料沥青混合料(粗集料粗集料+细集料细集料+填料）（沥青）填料）（沥青） （适当比例拌和）（适当比例拌和） 沥青混合料为沥青混凝土混合料沥青混合料为沥青混凝土混合料AC和沥青和沥青碎石混合料碎石混合料AM的总称。的总称。城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .33（1 1）按结合料分类：）按结合料分类：石油沥青混合料石油沥青混合料 煤沥青混合料煤沥青混合料（2 2）按沥青混合料施工的拌制和摊铺温度分类：）按沥青混合料施工的拌制和

16、摊铺温度分类： 热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料常温沥青混合料 （3 3）按矿质集料级配类型分类：）按矿质集料级配类型分类： 连续级配沥青混合料连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料分类分类城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .34(4)按混合料密实度分类：按混合料密实度分类：开级配沥青混合料：开级配沥青混合料：连续型级配混合料，粒径递减系数较连续型级配混合料，粒径递减系数较 大，空隙率大于大，空隙率大于15%15%密级配沥青混合料：密级配沥青混合料：连续型密级配沥青混合料，粒径递减系连续型密级配沥青混合料，粒径递减系 数较小，

17、空隙率小于数较小，空隙率小于10%10%半开级配沥青混合料：半开级配沥青混合料：空隙率介于密级配和开级配之间，为空隙率介于密级配和开级配之间，为 10%10%15%15%。 城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .35（5）按最大粒径分类）按最大粒径分类 粗粒式沥青混合料：粗粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或大于集料最大粒径等于或大于26.5mm 中粒式沥青混合料：中粒式沥青混合料：集料最大粒径为集料最大粒径为16mm或或19mm 细粒式沥青混合料：细粒式沥青混合料：集料最大粒径为集料最大粒径为9.5mm或或13.2mm 砂粒式沥青混合料（沥青石屑或沥青砂）：砂粒式沥

18、青混合料（沥青石屑或沥青砂）：集料最大集料最大粒径等于或小于粒径等于或小于4.75mm 特粗式沥青碎石混合料：特粗式沥青碎石混合料：集料最大粒径集料最大粒径37.5mm以上。以上。城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .36 广泛用于道路路面和车间地面。广泛用于道路路面和车间地面。 如乳化沥青碎石混合料适用于一般道路的沥青路面面层、如乳化沥青碎石混合料适用于一般道路的沥青路面面层、修补旧路坑槽以及作一般道路旧路改建的加铺层用。修补旧路坑槽以及作一般道路旧路改建的加铺层用。 高速公路、一级公路、城市快速路和主干路等，常温沥高速公路、一级公路、城市快速路和主干路等，常温沥

19、青碎石混合料一般只适用于沥青路面的联结层或平整层。青碎石混合料一般只适用于沥青路面的联结层或平整层。应用应用城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .37沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质（1 1）高温稳定性）高温稳定性 1 1）定义：）定义： 是指沥青混合料在夏季高温（通常为是指沥青混合料在夏季高温（通常为6060）条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。辙和波浪等病害的性能。 2 2）评价方法）评价方法：马歇尔稳定度、动稳定度等马歇尔稳定度、动稳定度等（2 2）低温抗裂性）低温抗裂性 沥青混合料

20、要具有低温抗裂性，以保证路面在沥青混合料要具有低温抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝。冬季低温时不产生裂缝。（3 3）疲劳特性）疲劳特性城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .38（4 4）耐久性）耐久性 1 1）影响沥青混合料耐久性的因素）影响沥青混合料耐久性的因素 材料的影响：沥青的化学性质、沥青用量、矿料材料的影响：沥青的化学性质、沥青用量、矿料 的矿物成分等。的矿物成分等。 沥青混合料的组成结构：主要以其空隙率和饱和沥青混合料的组成结构：主要以其空隙率和饱和 度表征。沥青混合料水稳定性与空隙率有关。度表征。沥青混合料水稳定性与空隙率有关。 2 2）耐久性

21、评价指标：采用空隙率、矿料间隙率、饱和）耐久性评价指标：采用空隙率、矿料间隙率、饱和 度和残留稳定度等指标。度和残留稳定度等指标。（5 5）抗滑性）抗滑性（6 6）施工和易性）施工和易性沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .39沥青的应用沥青的应用 混凝土表面涂覆沥青防水材料混凝土表面涂覆沥青防水材料城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .40温馨的校园一角温馨的校园一角城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .41国产普通沥青瓦国产普通沥青瓦城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .42多彩沥青多彩沥青城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .43高架桥面铺设沥青高架桥面铺设沥青城市建设与环境系城市建设与环境系 第七章沥青材料第七章沥青材料 .44沥青路面摊铺沥青路面摊铺城市建设与环境系城市建设与环境系