沥青部分(公路材料试验检测)课件

1、沥青部分(公路材料试验检测)沥青部分(公路材料试验检测)第六章 沥青材料 第六章 沥青材料 第一节 沥青材料概述一、概念二、分类沥 青焦油沥青地沥青石油沥青天然沥青煤沥青等粘稠石油沥青液体石油沥青 第一节 沥青材料概述一、概念沥 青焦油沥青地沥第二节 石油沥青 Petroleum asphalt 第二节 石油沥青 Petroleum asphal 油库（沥青罐） 油库（沥青罐）一、生产工艺 溶剂膜 溶剂沥青原油 常压塔 减压塔 沥青 直馏沥青 氧化塔 氧化沥青二、分类 1、按原油成分: 石蜡基沥青、环烷基沥青、中间基沥青 2、按加工方法 ：直馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青和裂化沥青 3、按沥青在常

2、温下的稠度：粘稠沥青、液体沥青 4、按用途分类：一、生产工艺 三、石油沥青的组成1、三组分分析法 油分(含蜡)：使沥青具有流动性 胶质(树脂)：使沥青具有可塑性，提高沥青与矿料的粘附性 沥青质：提高沥青的粘结性和热稳定性2、四组分分析法 饱和分、芳香分、胶质、沥青质3、四组分的特性4、蜡含量 (对路面性能的影响） 降低沥青的热稳定性、降低沥青与矿料的粘附性，降低路面的抗滑性。三、石油沥青的组成1、三组分分析法四、石油沥青的胶体结构1、胶体结构类型（三种） a、溶胶型结构 b、溶凝胶型结构 c、凝胶型结构四、石油沥青的胶体结构1、胶体结构类型（三种） a、溶胶型、胶体结构的评价方法针入度指数（P

3、I）沥青的针入度指数沥青胶体结构类型 2溶胶 2 2溶凝胶 2凝胶沥青的针入度指数和胶体结构类型、胶体结构的评价方法针入度指数（PI）沥青的针入度指数五、石油沥青的技术性质1、粘滞性 1）沥青的绝对粘度 （动力粘度） 2）沥青的相对粘度 （条件粘度） 技术指标：针入度 penetration 标准粘度 viscosity 沥青绝对粘度概念图五、石油沥青的技术性质1、粘滞性 沥青绝对粘度沥青部分(公路材料试验检测)针入度 penetration 针入度试验适用于测定粘稠石油沥青稠度，针入度划分沥青标号 1）定义 2）表示方法：P T，m，t P为针入度，T为试验温度 m为荷载重，t为贯入时间 3

4、）试验条件： T = 5、15 、25 、30 m = 100g0.05g t = 5s 标准试验条件： 25 、100g、5s P单位为0.1mm 沥青针入度试验示意图针入度 penetration 沥青针入度试验示意 4）试验仪器： 针入度仪 电脑针入度仪 4）试验仪器： 针入度仪 电脑针入度电脑针入度仪测定针入度录像电脑针入度仪测定（手动）针入度仪测定针入度录像（手动）针入度仪测定针入度录像手动针入度仪试验步骤： 1、检察试验仪器 2、调整水温 调整水温至25 3、调整活动杆位置手动针入度仪试验步骤：4、“三个归零” （一） （二） （三）4、“三个归零” （一） （二） （三）5、针入

5、试验： 平行试验做三次，取平均值作为沥青针入度6、针入度表示： P（ 25、100g、5S) = 读数(0.1mm)5、针入试验：标准粘度 viscosity 1）定义2）试验方法：道路标准粘度计法（适用于测定液体石油沥青、煤沥青和乳化沥青等的粘度）3）表示方法： 以CT，d表示T = 20、25 、30 或60 d=3mm、4mm、5mm或10mm 4）结论： 相同的温度和流孔条件下，流出时间越长，表示沥青粘度越大标准粘度 viscosity 1）定义道路标准粘度计课堂训练及课后习题道路标准粘度计课堂训练及课后习题2、塑性（延展性）1）定义2）影响因素3）技术指标：延度 ductility4

6、）试验：延度仪测定 延度仪 延度试件中间最小截面积：1Cm2拉伸速度：5cm/min试验温度：25 、15 、10 或5 结论：沥青延度越大，塑性越好，柔性 和抗断裂性能越好2、塑性（延展性）1）定义 延度仪 延度试验录像延度试验录像3、温度稳定性1）高温敏感性（软化点 softening point 表示） 测定方法：环球法软化点仪 标准钢球：3.5g，升温速度：5 /min环球法的软化点仪2）低温抗裂性（脆点 fraass breaking point 表示） 测定方法：弗拉斯脆点仪 沥青应具有较高的软化点和较低的脆点3、温度稳定性1）高温敏感性（软化点 softening 环球法软化点仪

7、测软化点录像环球法软化点仪4、加热稳定性1）定义2）实验方法： A、蒸发损失试验（中、轻交通粘稠沥青） 163C 5h 情况下测质量损失 、针入度比B、薄膜加热试验（重交通粘稠沥青）RTFOT薄膜加热试验 形成3.2mm厚的薄膜 163 5h 测残留物针入度、延度等。C、蒸馏试验（液体石油沥青）： 测定：质量损失百分率、针入度比、延度（25 、15 ） 4、加热稳定性1）定义5、安全性1）定义2）指标：闪点 flash point 和燃点 burning point闪点：指加热沥青挥发出可燃气体与空气组成的混合气体在 规定条件下与火接触，产生闪光时的沥青温度（）燃点：指沥青加热产生的混合气体与

8、火接触，持续燃烧5s以 上时的沥青温度，一般与闪点相差103）闪点测定方法：克利夫兰开口杯法（简称COC）5、安全性1）定义6、溶解度 solubility 定义：沥青在三氯乙烯中溶解的百分率（即有效物质含量）不能溶解的为沥青碳或似碳物，会降低沥青的性能，为有害物质7、含水量 试验方法：含水量测定仪测定含水危害：1、影响施工速度 2、加热时“溢锅”易引起火灾 3、造成材料损失6、溶解度 solubility 定义：沥青在三氯乙烯中溶8、针入度指数 penetration indes1）定义2）计算方法 针入度温度关系图3）针入度指数能表征沥青的感温性和胶体结构类型 越大则材料温度稳定性越好 当

9、pI+2 凝胶型结构 pI=-2+2 溶凝胶型结构8、针入度指数 penetration indes1）定9、劲度10、粘附性1）定义与沥青及集料性质有关，一般应优先使用碱性集料2）影响因素3）试验方法：1、水浸法 D13.2mm 2、水煮法 D13.2mm水煮法：取13.219mm颗粒5个，烘干，加热，置于热沥青中，冷却15min，水煮微沸，3min后观察沥表剥落情况，评价等级，51级，5级最好，1级最差9、劲度10、粘附性1）定义与沥青及集料性质有关，一般应优先11、耐老化性1）“老化”的定义：沥青在自然因素作用下，产和不可逆的化学变化， 导致路用性能劣化2）影响因素：热、氧化、光和水3）

10、沥青老化后的变化 物理力学性质方面：针入度减小、延度降低、软化点升高、绝对粘 度提高、脆点降低 化学组分含量方面：胶质减少、沥青质增加4）耐老化性的评价方法： 薄膜烘箱加热试验（TFOT） 旋转薄膜加热试验（RTFOT） 压力老化试验（PAV）11、耐老化性1）“老化”的定义：沥青在自然因素作用下，产和六、石油沥青的技术标准1、道路石油沥青的技术标准等级有：A级、B级、C级根据针入度分为：30，50，70，90，110，130，160等标号。 牌号越大：沥青愈软，针入度、延度越大。2、道路液体石油沥青的技术标准六、石油沥青的技术标准1、道路石油沥青的技术标准沥青洒布车沥青洒布车热管 热洒沥青洒

11、布车热管 热洒沥青洒布车沥青洒布现场课堂训练及课后习题沥青洒布现场课堂训练及课后习题第二节 其他沥青其他沥青煤沥青乳化沥青再生沥青改性沥青第二节 其他沥青其他沥青煤沥青乳化沥青再生沥青改性一、煤沥青 Coal Pitch 1、煤沥青的化学组成和结构特点 1）化学组成 游离碳（自由碳）：增加沥青的粘滞性、提高热稳定性 树脂：硬树脂：粘滞性 软树脂：塑性 油分：流动性 2）煤沥青的结构胶体分散系一、煤沥青 Coal Pitch 1、煤沥青的化学组成和2、煤沥青的技术性质和技术标准 1）煤沥青的技术性质 粘度、蒸馏试验、含水量、甲苯不溶物含量、萘含量、酚含量 2）煤沥青的技术标准 3）煤沥青在技术性

12、质上与石油沥青的区别3、煤沥青与石油沥青的鉴别（见后页表）2、煤沥青的技术性质和技术标准3、煤沥青与石油沥青的鉴别（见鉴别方法石油沥青煤沥青相对密度接近1.0 1.25 1.28燃烧烟少，无色，有松香味，无毒烟多，黄色，臭味大，有毒气味常温下无刺激性气味常温下有刺激性臭味颜色呈辉亮褐色浓黑色溶解试验可溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油捶击韧性较好，不易碎韧性差，较脆大气稳定性较高较低抗腐蚀性差强石油沥青和煤沥青的简易鉴别方法鉴别方法石油沥青煤沥青相对密度接近1.0 1.25 1.二、乳化沥青 Emulsified bitumen1、概述 1）定义 2）优点： 冷态施工，节余能源 可在潮湿地基上施工

13、 无毒、无臭、施工安全， 环保、污染少 3）缺点： 稳定性差，贮存期不超过半年，（贮存期长易产生分层） 修筑路面成型期长 二、乳化沥青 Emulsified bitumen1、概述2、组成材料乳化沥青 = 沥青 + 乳化剂 + 稳定剂 + 水 1）沥青 （主要组成材料，占55-70）2）乳化剂（关键材料） 作用 分类 按离子的类型分类： 阳离子乳化剂 阴离子乳化剂 两性离子乳化剂 非离子乳化剂 按破乳速度分类：快裂型、中裂型、慢裂型2、组成材料乳化沥青 = 沥青 + 乳化剂 + 稳定剂 +3）稳定剂 作用 分为两类：有机稳定剂和无机稳定剂 用量： 为沥青乳液的0.1-0.154）水 作用 用量

14、：30-705）其他材料：酸碱助剂、聚合物改性剂（SBR、SBS、CR等）3）稳定剂3、乳化沥青的形成机理1）乳化剂降低界面能的作用2）增强界面膜的保护作用3）界面电荷稳定作用乳化剂在沥青微滴表面形成界面膜4、乳化沥青技术性质和技术要求3、乳化沥青的形成机理1）乳化剂降低界面能的作用乳化剂在沥青5、乳化沥青的制备乳化剂 水 制备乳化沥青工艺流程图 存 储 罐 成 品 泵启动程序：成品泵 乳化机 乳液泵 沥青泵停止程序：沥青泵 乳液泵 乳化机 成品泵生产产量：每小时十多吨5、乳化沥青的制备乳化剂 水 制备乳化沥青工艺流程图 乳化剂水溶液的调制 水温控制在60 80 沥青加热 加热温度根据沥青的品

15、种、牌号、施工季节和地区而定， 一般温度为120 150 沥青与水比例控制 乳化常用设备：胶体磨 沥青乳液存放（防止破乳） 1）乳化工艺的主要工序 乳化剂水溶液的调制1）乳化工艺的主要工序2）乳化沥青的生产设备2）乳化沥青的生产设备乳液泵 沥青泵乳液泵 沥青泵6、乳化沥青的分裂机理1）分裂（破乳）2）乳液分裂的外观特征：沥青由棕褐色变成黑色3）分裂影响因素 蒸发作用 乳液与集料表面的吸附作用7、乳化沥青的应用1）洒布法：如透层、粘层、表面处治或贯入式沥青碎石路面2）拌和法：如沥青碎石或沥青混合料路面6、乳化沥青的分裂机理1）分裂（破乳）7、乳化沥青的应用1）同步沥青碎石封层车 稀浆封层车同步沥

16、青碎石封层车 稀浆封层车三、再生沥青1、定义2、沥青材料的老化3、沥青的再生实例：京福高速大修工程山东段第三合同段，沥青路面热再生工程，引进加拿大Dynaire Model8M 现场热再生列车，同时根据国内路面状况，增加一台国产加热车，共有加热车两台，铣刨收料车两台，拌和摊铺车一台。采用两次加热，两次铣刨回收，回收料与20新拌混合料和0.2进口沥青再生剂利用拌和摊铺车实施现场摊铺并碾压成型。 三、再生沥青1、定义863计划国产加热车863计划国产加热车 铣刨收料车 铣刨收料车 拌和摊铺车施工 拌和摊铺车施工加热收料机施工 碾压完毕的路面加热收料机施工 碾压完毕的路面 施工完毕即可开放交通 施工

17、完毕即可开放交通四、改性沥青 Modified bitumen 1、定义 改性沥青主要用于高速公路，（油水比：60：40）2、改性剂的种类 1） 聚合物类 （橡胶类、热塑性橡胶类、树脂类） 2）纤维类 3）固体颗粒类 4）硫磷类 5）粘附性改性剂 6）耐老化改性剂（常用的是碳黑） 四、改性沥青 Modified bitumen 1、定义3、改性沥青的生产方法1）机械搅拌法2）溶剂法3）胶磨粉法4）胶体磨法 改性沥青生产厂3、改性沥青的生产方法1）机械搅拌法 改性沥青生产厂四川华新改性沥青有限公司录像四川华新改性沥青有限公司录像4、SBS与SBR改性沥青1）SBS改性沥青 SBS（苯乙烯-丁二烯

18、嵌段共聚物）是一种热塑性橡胶共聚物，软化点高，SBS沥青提高路面的耐久性和高温稳定性 ，适用于成都、重庆等炎热地区2）SBR改性沥青 SBR（丁苯胶）是橡胶类聚合物，SBR沥青抗低温性能好，软化点低，适用于寒冷地区5、改性沥青的应用4、SBS与SBR改性沥青1）SBS改性沥青 5、改性沥青的 固体式改性沥青设备 移动式改性沥青设备 固体式改性乳化沥青设备 新型改性沥青加温储存设备 固体式改性沥青设备 移动式改性沥青设备 重复性误差和复现性误差的区别:1、测量重复性(Repeatability) 在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性，称为测量结果的重复性。这些条件称

19、为重复性条件，包括:(1)相同的测量程序；(2)相同的观测者；(3)在相同的条件下使用相同的测量仪器；(4)相同的地点；(5)在短时间内重复测量。换言之，就是在尽量相同的程序、人员、仪器、环境等条件下，以及尽量短的时间间隔内完成重复测量任务。重复性误差和复现性误差的区别: 2、测量再现性(ReproduCIbility) 在改变了的测量条件下，对同一被测量的测量结果之间的一致性，称为测量结果的再现性。再现性又称为复现性、重现性。在给出再现性时，应详细地说明测量条件改变的情况，包括:测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、参考测量标准、地点、使用条件及时间。这些内容可以改变其中一项、多项或全部。同

20、测量重复性一样，这里的一致性也是定量的，可以用再现性条件下对同一量进行重复测量所得结果的分散性来表示，例如用再现性标准差来表示。再现性标准差有时也称为组间标准差。 2、测量再现性(ReproduCIbility) 测量结果重复性和再现性的区别是显而易见的。虽然都是指同一被测量的测量结果之间的一致性，但其前提不同。重复性是在测量条件保持不变的情况下，连续多次测量结果之间的一致性；而再现性则是指在测量条件改变了的情况下，测量结果之间的一致性。 在很多实际工作中，最重要的再现性指由不同操作者、采用相同测量方法、仪器，在相同的环境条件下，测量同一被测量的重复测量结果之间的一致性，即测量条件的改变只限于

21、操作者的改变。 测量结果重复性和再现性的区别是沥青部分(公路材料试验检测)沥青部分(公路材料试验检测)沥青部分(公路材料试验检测)一、填空题1、道路粘稠石油沥青的“三大指标”指的是 、 和 ，其表征的技术性质分别为 、 和 ，其单位分别为 、 和 。2、 沥青的粘滞性对于粘稠沥青用 表示，液体沥青用 表示。 3、石油沥青的结构有 、 和 三种类型，判定其结构类型的依据是 ，路用优质沥青属于 结构。4、石油沥青的温度稳定性用 和 表示。 课堂训练一、填空题课堂训练5、我国液体石油沥青的等级是按 划分的，起表示方式C（t，d）中 ，t表示 ，d表示 ，测试仪器名称为 。 6、我国粘稠沥青的牌号是按

22、 划分的，测试仪器名称为 ，测试条件为： 的温度、 的荷重、 的下沉时间。 7、乳化沥青的组成材料有 、 、 和 。8、表征石油沥青安全性的指标有 和 。9、延度试验的试验温度为 或 ，拉伸速度为 ，试验过中，若沥青丝沉入槽底，则应在水中加入 ，若浮出水面，则加入 。 5、我国液体石油沥青的等级是按 划二、选择题1、以下哪项对沥青的描述有误（ ）A、是有机胶凝材 B、常温下是固体或半固体C、可溶于三氯乙烯等有机溶剂 D、颜色通常为黑褐色或褐色2、以下属于地沥青的是（ ）A、石油沥青 B、煤沥 C、页岩沥青 D、木沥青；3、以下（ ）不是沥青所具有的特点。A、具有良好的憎水性 B、具有良好的粘结

23、性C、具有较大的塑性变形 D、具有较高的抗压强度二、选择题4、以下（ ）不是按原油加工方法分类得到的沥青。A、直馏沥青 B、氧化沥青 C、乳化沥青 D、溶剂沥青5、石蜡的含量（ ）的沥青称为石蜡基沥青A、大于10% B、大于5% C、大于2% D、大于0.5%6、三组分分析法将沥青分成的组分中不包括（ ）。A、油分 B、树脂 C、沥青质 D、石蜡7、沥青中的油分使沥青具有（ ）。A、流动性 B、塑性 C、粘附性 D、热稳定性 4、以下（ ）不是按原油加工方法分类得到的沥青。8、若沥青中石蜡含量过高，可能出现的结果是（ ）。A、沥青粘结性强 B、沥青温度稳定性好 C、沥青不易老化 D、路面抗滑性较差9、煤沥青的组中不包括（ ）A、树脂 B、游离碳 C、沥青质 D、油分10、沥青能够均匀稳定地分散在乳化剂水溶液中的原因不包括：（ ）A、乳化剂降低界面能的作用 B、界面膜的保护作用 C、界面电荷稳定作用 D、沥青