道路建筑材料1452课件

第四章沥青材料

三个问题:国产沥青性能评价、化学组成结构和物理力学性质与路用性能之间的关系、沥青路用性能的改善。1、沥青材料：外观颜色呈黑色至黑褐色，在常温时呈液态、半固态或固态，是由天然出产或各种有机物经热加工后得到的产品，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的衍生物（非烃化合物）所组成的混合物。

2、沥青分类：按获得方式分

地沥青天然沥青沥青石油沥青焦油沥青：煤沥青、页岩沥青和木沥青。柏油——焦油里去掉轻的油分后剩下的为焦油沥青，即柏油。3、沥青的特性：憎水性、粘结性和塑性好。4、石油（56年）和煤（328年）：化石燃料第一节石油沥青一、石油沥青的生产和分类石油——石油也叫原油，3000多年前发现石油，外观颜色多呈黑色或深棕色，少数为暗绿、赤褐色或黄色，并且有特殊气味。石油经炼制后的成品叫石油产品。石油既不是由单一元素组成的单质，也不是由两种以上元素组成的化合物，而是由元素组成的多种化合物的混合物。因此，其性质就不单质和纯化合物那样确定，而是所含各种化合物性质的综合体现。2、石油的分类方法：

关键馏分和硫含量。（1）第一关键馏分：常压下在250℃~275℃的馏分。第二关键馏分：5.33kPa的压力下在275℃~300℃的馏分。测定馏分的相对密度：石蜡基（烷烃为主）、中间基和环烷基（环烷烃和芳香烃为主）。（2）硫含量：<0.5%—低硫；0.5%~2.0%—含硫；>2.0%—高硫我国石油的主要特点：含蜡较多、凝固点高、硫含量低。除个别油田外，石油中汽油馏分较少、渣油占1/3。（大庆油田——低硫石蜡基原油）3、石油沥青的生产工艺流程和分类

（1）生产工艺流程:P131Fig4-1（2）稠度分：液体沥青（P>300）、半固态沥青（P=80~300）和固态沥青（P<80）

二、石油沥青的组成与结构1、元素组成：主要元素—C（80%~87%）、H（10%~15%）、O（<2%）、S(<5%)、N(<1%)。2、石油沥青的化学组分：将沥青分离为物理和化学性质相近，而且与路用性能有一定联系的几个组，这些组称为化学组分。3、三组分：油分、树脂和沥青质。四组分(1970年我国采用溶剂沉淀—冲洗色谱法)：饱和烃、芳香烃、树脂和沥青质。

4、沥青的含蜡量对路用性能的影响蜡：白色晶体，融点45℃，<-15℃时全部结晶析出。5、石油沥青的胶体结构6、石油沥青的胶体结构类型：溶胶型、凝胶型和溶—凝胶型。7、石油沥青胶体结构类型的判断：T4-2②粘度（粘滞度）②粘度（粘滞度）：在标准粘度计中，于规定的温度条件下，通过规定的流孔直径流出50ml体积所需的时间（s），以CT,d表示。——适用于测定液体石油沥青的相对粘度。2、塑性：沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力。用延度表示。延度——将沥青试样制成∞字形标准试件在规定速度和规定温度下拉断时的长度，以cm表示。4、加热稳定性

加热稳定性：沥青在过热或长时间加热过程中，会发生轻馏分挥发、氧化、裂化、聚合等一系物理及化学变化，使沥青的化学组成及性质相应地发生变化，这种性质称为加热稳定性。测定方法有：（1）沥青的蒸发损失试验（2）沥青的薄膜加热试验（3）液体石油沥青的蒸馏试验

（八）非常规的性能1、针入度指数PI综合评定沥青的温度稳定性的方法是采用“粘度”随“温度”而变化的行为来表达。针入度指数即为常见的一种。普费等认为沥青的粘度随温度而变化的关系式为：lgP=AT+K普费(Pfeiffer)等人在判定PI时以一种25℃时针入度为200的沥青，令其PI=0；并假定感温性最大的沥青PI为-10，感温性最小的沥青PI为+20，为使PI为一整数，乘以1/50。2、劲度模量

表示沥青粘性和弹性联合效应的指标。弹性固体：虎克定律粘性液体：牛顿液体定律沥青：粘弹性物质，以荷载作用时间和温度差作为应力与应变之比的函数，即称为劲度模量。查劲度诺模图P140。3、粘附性石料裹覆沥青后的抗水剥离性与沥青的性质和石料的性质有关。粘附性的测定方法有：水煮法和水浸法。4、老化

沥青在自然因素（热、氧化、光和水）的作用下将产生不可逆的化学变化，导致路用性能变差，即沥青老化。化学组分转化：油分→树脂→沥青质→沥青碳、似碳物性能：粘度下降、软化点变大、粘结力变小、延度变小，脆性增大。四、石油沥青的技术标准1、粘稠石油沥青的技术标准按道路交通量分为重交通量和中、轻交通量道路用沥青两个标准。T4-3、T4-42、液体石油沥青的技术标准T4-5第二节煤沥青煤沥青——用煤干馏炼焦和制煤气的副产品煤焦油炼制而成。1、化学组成：（1）元素：CHOSN（2）化学组分：游离碳、树脂（硬树脂、软树脂）、油分（末饱和的芳香烃、萘油、蒽油、菲油、碱性物质和酸性物质）。2、胶体结构：游离碳、硬树脂——分散相油分——分散介质第三节

乳化沥青1、乳化沥青：将沥青热融，经过机械的作用，以细小的微滴状态分散于含有乳化剂和稳定剂的水中，形成水包油的沥青乳液。2、乳化沥青的特点：可冷态施工、能与湿集料拌和、降低成本、稳定性差、成型期长。3、乳化沥青的组成材料：沥青、水、乳化剂和稳定剂。4、乳化沥青的形成机理：乳化剂能降低界面能、界面膜的稳定作用和界面电荷的斥力。5、乳化沥青的技术性质与技术要求。T4-96、乳化沥青的生产。7、乳化沥青在集料表面的分裂机理：乳液与集料表面的吸附作用和水分的蒸发作用。8