第三章有机结合料

长安大学公路学院主讲人：汪海年长安大学公路学院8/ec/C24/index.asp

第三章有机结合料2内容简介与学习要求内容简介沥青分类、组分及胶体结构（了解）普通石油沥青的技术性质及评价指标（掌握）普通石油沥青常规试验方法（掌握）我国道路石油沥青的技术标准（熟悉）改性沥青、其他沥青的技术性质美国SHRP沥青PG分级标准（了解）学习难点针入度、软化点、延度及其测试方法参考资料《沥青与沥青混合料》，黄晓明主编，人民交通出版社公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)公路沥青路面施工技术规范(JTGF40—2004)本章主要内容普通石油沥青3.1改性沥青3.2其它沥青3.334 3.1.1沥青分类、组分及胶体结构

3.1.2普通石油沥青的技术性质

3.1.3普通石油沥青的技术标准

3.1.4美国SHRP沥青PG分级与标准第一节普通石油沥青第一节普通石油沥青3.1.1沥青分类、组分及胶体结构石油沥青的工艺概述石油沥青的化学组分石油沥青的胶体结构（1）沥青的分类沥青材料(Bituminousmaterial)：

极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的混合物。3.1.1沥青分类、组分及胶体结构油气在地下分布油气在地下的生成空间-----生油层油气在地下的存贮与流动空间－储集层油气在地下的保护层----盖层3.1.1沥青分类、组分及胶体结构天然沥青天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成的，以天然形态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可分为湖沥青、岩沥青、海底沥青等湖沥青湖沥青的形成是石油不断从地壳中冒出，存在于天然湖中，经长年沉降、变化、硬化而形成的天然沥青，代表性产品有位于西印度群岛的特立尼达岛的特立尼达湖沥青，TrinidaLakeAsphalt(简写为TLA)

/question/31750414.html岩沥青岩沥青是石油不断地从地壳中冒出，存在于山体、岩石裂隙中长期蒸发凝固而形成的天然沥青。代表性产品：布敦岩沥青(BRA)和北美岩沥青。我国新疆、青海及四川一带也有储量丰富的天然岩沥青/view/2418885.htm11（2）石油沥青的生产原油开采石油炼制成品沥青3.1.1沥青分类、组分及胶体结构12（3）石油沥青的元素组成多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物分子式：CnH2n+aObScNd元素组成：碳（80%～87%），氢（10%～15%），非烃元素（氧、硫、氮等，＜３％），此外还含有一些微量的金属元素

部分石油沥青渣油的元素组成渣油名称C（%）H（%）H/CS（%）N（%）大庆渣油86.4312.271.700.170.29胜利渣油85.5011.601.621.260.85沙中渣油84.009.951.425.300.58科威特渣油83.9710.121.455.050.31伊朗重质渣油85.0410.241.443.600.703.1.1沥青分类、组分及胶体结构13（4）石油沥青的化学组分三组分：油分、树脂和沥青质四组分：饱和分、芳香分、胶质、沥青质3.1.1沥青分类、组分及胶体结构沥青饱和分正庚烷沉淀沥青质不可溶解软沥青质可溶解胶质正庚烷冲洗甲苯冲洗甲苯/乙醇冲洗芳香分胶质第一芳香分饱和分第二芳香分沥青质3.1.1沥青分类、组分及胶体结构蜡的影响？？石蜡对沥青性能的影响：

高温稳定性

低温抗裂性

水稳定性（集料与沥青的粘附性）

3.1.1沥青分类、组分及胶体结构严格控制含蜡量＜3%16溶凝胶型凝胶型1444331221-饱和分；2-芳香分；3-胶质；4-沥青质溶胶型胶体结构类型如何判断??（5）胶体结构：溶胶型、凝胶型、溶凝胶型3.1.1沥青分类、组分及胶体结构沥青质含量<10%15%～25%＞30%3.1.2道路石油沥青的技术性质物理性质路用性质第一节普通石油沥青18物理性质密度体积膨胀系数介电常数黏滞性黏度稠度低温性质延性脆性感温性质黏附性耐久性

其他性质粘弹性3.1.2

道路石油沥青的技术性质技术性质

191、物理性质（1）密度、相对密度密度：规定温度下单位体积所具有的质量

公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)规定的温度为15℃相对密度：在规定温度下，沥青质量与同体积的水质量之比值用途：计量（计价）、沥青混合料组成设计3.1.2

道路石油沥青的技术性质20试验方法：

采用密度瓶，测试m瓶、m瓶+满水、m瓶+沥青、m瓶+沥青+水密度瓶规范中唯一没有测试结果范围的指标3.1.2

道路石油沥青的技术性质221、物理性质（2）体膨胀系数（3）介电常数

测试不同温度下的密度，依据下式计算：

式中：A——沥青的体膨胀系数；

T1，T2——测试温度（℃）；

Dr1，Dr2——分别为温度T1和T2时的密度(g/cm3)。英国道路研究所（TRRL）研究认为：沥青对氧、雨、紫外线等的耐气候老化能力、沥青路面抗滑性能与介电常数有关。3.1.2

道路石油沥青的技术性质232、路用性质（1）粘滞性定义：沥青在外力作用下抵抗变形的能力，反映沥青内部材料阻碍其相对流动的特性，一般采用剪切变形模型描述影响因素：粘滞性的大小与组分、温度有关。沥青质高，含适量树脂、少量油分时，粘滞性较大。在一定温度范围内，温度升高时，粘滞性随之降低表达方式：绝对粘度、相对粘度式中： 为反映粘滞性的系数； 为剪切应力； 为剪切变形速率。3.1.2

道路石油沥青的技术性质242、路用性质（1）粘滞性绝对粘度动力粘度Dynamicviscosity——真空减压毛细管法,Pa·s3.1.2

道路石油沥青的技术性质式中：

—在温度T测定的动力粘度（Pa·s）

k—粘度计常数(Pa·s/s）

t—流经规定体积的时间(s）T=60oC252、路用性质（1）粘滞性绝对粘度动力粘度Dynamicviscosity——真空减压毛细管法,Pa·s运动粘度Kinematicviscosity——毛细管法,mm2/s3.1.2

道路石油沥青的技术性质式中：VT—在温度T测定的运动粘度（mm2/s）

C——粘度计标定常数(mm2/s2）

t——流经规定体积的时间(s）。

T=135oC262、路用性质（1）粘滞性绝对粘度动力粘度Dynamicviscosity——真空减压毛细管法,Pa·s运动粘度Kinematicviscosity——毛细管法,mm2/s表观粘度Apparentviscosity——布洛克菲尔德粘度计Pa·s3.1.2

道路石油沥青的技术性质272、路用性质（1）粘滞性相对粘度（液体沥青）标准粘度试验3.1.2

道路石油沥青的技术性质 规定温度条件下，通过规定流孔直径，流出50mL体积，所需的时间[CT,d]，以s计。 Ex.C60,5=50s

T=25、60oCd=3、4、5、10mm282、路用性质（1）粘滞性相对粘度（粘稠沥青）针入度Penetration——针入度仪，0.1mm软化点Softeningpoint——软化点仪，oC针入度仪软化点仪3.1.2

道路石油沥青的技术性质针入度（三大指标之一）作用：分级指标试验方法：JTGE20-2011在规定的温度和时间内，记录一定质量的标准针垂直贯入试样的深度表示方法：PT，m，t表示规定温度下的条件黏度Ex.P25℃，100g，5s=65(0.1mm)293.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质针入度仪T=5、15、25、35oC软化点（三大指标之二）定义：沥青条件固化点到滴落点的温度间隔的87.21%为软化点。测试方法：JTGE20-2011将沥青试样装入规定尺寸的铜环内试样上放置标准钢球（重3.5g）

在水或甘油中，以5℃/min加热

沥青软化下垂至25.4mm时的温度表示方法：TR&B达到规定条件黏度的温度303.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质软化点仪（2）低温性质313.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质弗拉斯脆点仪劲度约为2.1×109Pa定义：沥青在低温下抵抗开裂的能力测试方法：JTGE20-2011将0.4g沥青试样均匀涂在金属片上，置于有冷却设备的脆点仪内，使涂有沥青的金属片重复弯曲，降温速率1℃/min,

沥青薄膜产生断裂时的温度为脆点。表达方式：脆性、延性延度（三大指标之三）定义：指沥青受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力。测试方法：JTGE20-2011

沥青试样制成∞字型

在规定速度和温度下

拉伸至断时的长度

以cm表示

温度：25℃、15℃、10℃、5℃

拉伸速率：5±0.25cm/min。表示方法：D323.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质延度仪弯曲梁流变试验（BBR）将沥青先RTFOT短期老化，再PAV压力老化。弯曲试验在弯曲流变仪器（BBR）上进行，测试沥青小梁试件在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中可产生的应力。

3.1.2

道路石油沥青的技术性质弯曲流变试验模式示意图弯曲梁流变试验（BBR）3.1.2

道路石油沥青的技术性质S≤300MPamvalue≥0.3沥青的低温性能制冷装置计算机数据采集系统液浴直接拉伸试验是SHRP为测试沥青拉伸性能而开发的，用以测试沥青在低温时的极限拉伸应变。测得的结果是试件拉断时的荷载和伸长变形，计算试件的应力和应变算。形状：哑铃试件重：约3g总长：40mm

有效标准长度：27mm面积：36mm2直接拉伸实验（DTT）3.1.2

道路石油沥青的技术性质

图3-17给出了不同温度下直接拉伸试验的破坏应变及试验应力关系图，相应于低温状态脆性破坏的试件的应变通常不大于1%，因此SHRP规范要求直接拉伸试验的破坏应变不得大于1%。图3-17直接拉伸试验的破坏应变与应力关系示意图1）针入度－温度感应性系数ＡlgP

T25℃P

T25℃（3）感温性质针入度指数（PI）383.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质2）针入度指数（PI）的确定PI＜-2溶胶型沥青＞+2凝胶型沥青＝-2～+2溶凝胶型沥青普费假定:感温性最小PI=20、感温性最大PI=-10由于A值很小，为使PI值在+20～-10之间，A值乘以50，（3）感温性质针入度指数（PI）393.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质

当量软化点T800与当量脆点T1.2

与沥青针入度800与1.2所对应的温度

3.1.2

道路石油沥青的技术性质3.1.2

道路石油沥青的技术性质影响因素（1）热的影响：加速分子运动，蒸发沥青，加速沥青化学反应。尤其在氧参与下（2）氧的影响：氧在加热作用下，脱氢作用，组分发生移行：方向分转为胶质，胶质转为沥青质（3）光的影响：光化学反应，加速氧化，增加沥青中羟基和碳氧基（4）水的影响：在光、氧、热共同作用时，起催化剂作用3.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质（3）耐久性沥青薄膜加热试验（TFOT）

盛样皿内径：140mm，深9.5～10mm

试样质量：50g

加热温度：163℃±1℃

加热时间：5h

测试指标：质量损失，残留物的针入度、软化点、延度。3.1.2

道路石油沥青的技术性质旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）

沥青试样：35g

瓶：高140mm，直径64mm

加热温度：163℃

旋转速率：15r/min

老化时间：75min3.1.2

道路石油沥青的技术性质压力老化试验（PAV）

老化温度：90～110℃

老化时间：20h

压力：2.1MPa三、石油沥青路用技术性质测试指标：质量损失（如何变化？）残留物的针入度、软化点、延度（如何变化？？）（4）耐久性沥青薄膜加热试验（TFOT）旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）压力老化试验（PAV）短期老化长期老化TFOTRTFOTPAV463.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质沥青是一种典型的粘弹性物体，具有蠕变和应力松弛行为，还具有瞬时弹性回复和弹性滞后现象（简称弹性后效）。响沥青性能的因素：温度、荷载作用方式和荷载作用时间可采用劲度模量来反应蠕变曲线应力松弛曲线（5）粘弹性质3.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质复数剪切模量G*和相位角

G*是材料重复剪切变形时总阻力的度量，包括弹性（可恢复）部分和粘性（不可恢复）部分。相位角是可恢复与不可恢复变形的相对指标。f－摆动板频率；△t－应变滞后时间，s。3.1.2

道路石油沥青的技术性质（6）黏附性评价方法：水煮法（13.2～19mm）、水浸法（9.5～13.2mm）主观性较强有待进一步改进水煮法测试：JTGE20-2011 取13.2~19mm的规则集料5颗，洗净、烘干 细线系牢集料中部，浸入加热好的沥青，充分裹覆、提起、冷却 置入微沸的水中3分钟，观测沥青膜剥落程度表示方法：

粘附等级（共5级）3.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质（7）闪点和燃点

主要是反映施工安全性能。（8）溶解度

沥青在三氯乙烯中溶解的百分率－有效物质含量。（9）含水率

加热过程中，沥青如果含水量过多，易产生溢锅现象，使材料损失，甚至引起火灾3.1.2

道路石油沥青的技术性质2、路用性质513.1.3普通石油沥青的技术标准道路石油沥青的分级方法我国粘稠道路石油沥青的技术要求我国液体沥青的技术要求针入度分级－P

按所测得的沥青25℃针入度所处水平划分沥青牌号粘度分级－A

按真空毛细管法测得沥青60℃粘度所处水平划分沥青牌号

☆按原样沥青60℃粘度分级(AC)；

☆按薄膜烘箱(TFOT)或旋转薄膜烘箱(RTFOT)试验后残余物60℃粘度分级(AR)两种分级体系性能分级PG

按沥青所能够适应的最高和最低环境温度来划分沥青牌号（1）道路石油沥青的分级方法523.1.3

普通石油沥青的技术标准按照25oC针入度指标进行沥青分级——7个标号

技术标准：沥青路面施工技术规范（JTGF30-2004）分级16013011090705030针入度范围140~200120~140100~12080~10060~8040~6020~40按照技术性能进行沥青分类：A、B、C

①针入度指数PI ②软化点、60℃粘度、延度（10℃、15℃） ③TFOT或RTFOT ④蜡含量、闪点、溶解度53（2）我国粘稠道路石油沥青的技术要求3.1.3

普通石油沥青的技术标准沥青等级适用范围A级沥青各个等级的公路，适用于任何场合和层次。B级沥青①高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次；②用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级沥青三级及三级以下公路的各个层次。沥青等级、标号一般以70#、90#居多54（2）我国粘稠道路石油沥青的技术要求3.1.3

普通石油沥青的技术标准55（3）我国液体沥青的技术要求3.1.3

普通石油沥青的技术标准按凝固速度可分为快凝AL（R）、中凝AL（M）、慢凝AL（S）三个等级快凝，按粘度划分为两个标号中凝和慢凝液体沥青各划分为六个标号粘度测试方法：标准粘度计测定蒸馏馏分含量及残馏物的性质闪点和含水量563.1.4美国SHRP沥青PG分级与标准沥青PG分级PG沥青的技术性质PG沥青的技术标准PG分级PG64-22PerformanceGrade（性能等级）平均7天最高路面温度最低路面温度SHRP标准是唯一的一个基于道路所在地区的气候特点的性能标准，其物理特性要求相同，但是其试验温度随特定条件的改变而改变。针入度分级

（1）针入度

（2）软化点

（3）延度我国沥青指标体系就是以三大指标等经验性指标为核心的指标体系。573.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准性能施工流动性高温稳定性抗疲劳性能低温抗裂要求施旋转粘度<3Pas工流动性高温动态剪切G*/sinδ>2.2kPa动态剪切G*/sinδ<5000kPa蠕变劲度S<300MPa,m>0.3直接拉伸破坏应变>1.0%试验温度135℃最高温度中间温度最低温度583.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术性质SHRP提出了对用于各种环境的沥青胶结料应采用统一的指标标准，即虽然在不同的使用环境条件下，但对其高温性能、低温性能、疲劳等性能的要求是相同的；所不同的是此性能的检测条件应用其实际使用条件相同。高温等级低温等级PG46-34，40，46PG52-10，16，22，28，34，40，46PG58-10，22，28，34，40PG64-10，16，22，28，34，40PG70-10，16，22，28，34，40PG76-10，16，22，28，34PG82-10，16，22，28，34593.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术性质动态剪切流变仪DSR弯曲梁流变仪BBR旋转粘度计RTV直接拉伸仪DTT603.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术性质

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC

(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa

<5000kPa

>2.20kPa

S<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC613.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC5864TestTemperatureChangesSpecRequirementRemainsConstant>1.00kPa623.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准3.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC>1.00kPa>2.20kPaUnagedRTFOAged4.2PG沥青的技术标准633.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC<5000kPaPAVAged643.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa<5000kPa>2.20kPa20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCECS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%PAVAged653.1.4

美国SHRP沥青PG分级与标准PG沥青的技术标准

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa<5000kPa>2.20kPa20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

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Pa.s

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135oC>230oCCECS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%PAVAged6667 3.2.1概况 3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青 3.2.3改性沥青技术标准

第二节改性沥青渣油硫化改性废橡胶粉和SBR为主引进PE改性沥青20世纪60年代20世纪80年代20世纪90年代以SBS改性沥青为主近年来化学网构改性沥青SBS改性沥青硅藻土此外，高聚物复合改性沥青硅藻土改性沥青化学改性沥青3.2.1改性沥青概况表面层表面层、中面层高速公路高速公路、一级、二级路改性沥青使用量持续攀升改性沥青应用范围越来越广公路等级：结构层：3.2.1改性沥青概况由“沥青的改性”发展为“混合料的改性”，改性方式由“内掺式”转变为“外掺式”。3.2.1改性沥青概况改性技术沥青的改性（内掺式）混合料的改性（外掺式）工艺类别物理改性化学改性单一改性复合改性常用改性剂SBS、SBR、PE、炭黑等，以胶体磨工艺为主。以SBS、EVA、EMA等为主，加化学稳定剂。各类纤维、废旧橡胶粉和塑料粉、硅藻土等。国外PRI和Duroflex等添加剂，国产ExM外掺改性剂等。3.2.1改性沥青概况（1）沥青改性技术橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂，或使沥青轻度氧化3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青改性沥青品种的选择①提高抗永久变形能力 热塑性橡胶类、热塑性树脂类②提高抗低温开裂能力 热塑性橡胶类、橡胶类③提高抗疲劳开裂能力 热塑性橡胶类、橡胶类、热塑性树脂类④提高抗水损害能力 各类抗剥落剂外掺剂（1）沥青改性技术3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青1.丁苯橡胶（SBR）改性沥青－CH2－CH＝CH－CH2－CH2－CH－SBR掺量％0123466726℃针入度101908377787670706℃延度cm0.26117126>16060℃粘度Pas88.2122.7128.6168.4192.6246.4302.1429.2136℃粘度mm2/s420.6604.7669.4669.4777.9878.010491429SBR对沥青的常温性能影响不大，高温性能有一定的提高，较为突出的是沥青的低温变形能力大幅度提高（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青1.丁苯橡胶（SBR）改性沥青SBR对沥青的常温性能影响不大，高温性能有一定的提高，较为突出的是沥青的低温变形能力大幅度提高（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青－CH2－CH＝CH－CH2－CH2－CH－2.PE改性沥青包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)

提高沥青结合料的常温粘度，改善高温稳定性，有利于提高沥青的强度和劲度低温性能改善效果不显著易离析（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青3.苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青－[CH2－CH＝CH－CH2]n1－[CH－CH2]m－[CH2－CH＝CH－CH2]n2－

SBS的加入可以非常明显的改善沥青的高温和低温性能SBS掺量％02346678PI-1.19-0.60-0.410.040.991.381.902.30TR&B℃46.6496670769397996℃延度cm9.618.826.338.140.239.842.348.626℃弹性恢复％1964.664.38690.798.399.310060℃粘度Pas143.7/417.31787460012700//（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青4.环氧树脂改性沥青从严格意义上讲，环氧沥青不属于一般的改性沥青南京长江二桥的桥面铺装在国内首次采用这项技术。（2）常用聚合物改性沥青3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青CH2-CH-CH2-[-O-C6H6-C(C2H6)-C6H6-O-CH2-CHOH-CH2-]n-O-C6H6-C(C2H6)-C6H6-O-CH2-CH-CH2OO芜湖长江大桥武汉长江二桥南京长江二桥宜昌大桥抗车辙改性剂抗车辙剂专门用于提高沥青混合料抗车辙性能，它大幅提高沥青混合料的高温稳定性，并对混合料的水稳定性也有改善。70℃动稳定度试验结果（3）外掺式改性剂3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青高模量改性剂1、模量高、减薄路面厚度约1/42、具有良好的抗高温变形能力和抗疲劳能力，既可作为长寿命路面的抗车辙层，也可作为抗疲劳层，延长路面的使用寿命，综合效益更好。（3）外掺式改性剂3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青高模量改性剂2、具有良好的抗高温变形能力和抗疲劳能力，既可作为长寿命路面的抗车辙层，也可作为抗疲劳层，延长路面的使用寿命。抗车辙能力抗疲劳性能（3）外掺式改性剂3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青橡胶沥青改性技术沥青、回收轮胎橡胶和某些添加剂混合而成的胶结料，橡胶成分最少占到总量的16%，并且与热沥青、橡胶颗粒产生融胀，具有高的弹性性能和低的弹性模量。沥青储存罐快速升温热交换器废旧轮胎橡胶粉快速预拌搅拌反应

橡胶沥青生产基本工艺流程（3）外掺式改性剂3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青抗老化性能抗裂能力强利于环境保护，节约资源可用于路面结构层结合料、罩面层、应力吸收层、桥面防水粘接层等纤维增强技术1、掺加纤维后，沥青混合料具有良好的抗疲劳性能，疲劳寿命显著增加。2、掺加纤维后，沥青混合料具有良好的冲击韧性，特别适合在旧水泥混凝土路面加铺沥青层使用。3、掺加纤维后，沥青混合料耐磨性能提高，特别适用于桥面、坡道、弯道等防滑路面、履带车通行路面等对路面性能要求较高的特殊场所。（3）外掺式改性剂3.2.2沥青改性技术与常用改性沥青1、改性沥青的评价指标

除：针入度、软化点、延度、粘度等指标外专门针对改性沥青的试验指标有：①聚合物改性沥青的离析试验②沥青弹性恢复试验③沥青粘韧性试验④测力延度试验3.2.3改性沥青的技术要求2、改性沥青的技术要求3.2.3改性沥青的技术要求根据聚合物类型分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类按照软化点，Ⅰ、Ⅲ类分为A、B、C和D四级按照软化点，Ⅱ类分A、B和C三级A、B、C、D反映基质沥青标号及改性剂含量的不同由A至D：针入度减小，粘度增加，即高温性能提高，但低温性能下降。87 3.3.1煤沥青 3.3.2天然沥青 3.3.3乳化沥青

3.3.4泡沫沥青第三节其他沥青

煤沥青（俗称柏油）是用煤在隔绝空气的条件下干馏，制取焦炭和煤气的副产品煤焦油炼制而成。3.3.1煤沥青煤沥青②煤沥青的结构与石油沥青相类似，也是复杂的胶体分散系。 分散相：游离碳和硬树脂组成的胶体微粒 分散介质：油分 稳定介质：软树脂，吸附于固态分散胶粒，逐渐向外扩散，并溶解于油分中，稳定分散系3.3.1煤沥青（1）煤沥青的化学组成和结构特点①煤沥青的化学组成

主要是芳香族碳氢化合物及其氧、硫和氮衍生物，元素组成为C、H、O、S和N。可分离为：油分、软树脂、硬树脂和游离碳⑵煤沥青的技术性质与技术标准3.3.1煤沥青a、煤沥青的温度稳定性差b、煤沥青的大气稳定性差c、煤沥青塑性较差d、煤沥青与矿质材料表面粘附性能好e、煤沥青防腐性能好f、煤沥青含有对人体有害成分较多，臭味较重

3.3.1煤沥青（3）煤沥青与石油沥青的差异道路用煤沥青适用：各种等级公路的透层，宜采用T-1或T-2级；三级及以下的公路表处或贯入式路面，宜采用T-5、T-6或T-7级；与道路石油沥青、乳化沥青混合使用，以改善渗透性。严禁用于热拌热铺的沥青混合料，作其他用途时的贮存温度宜为70～90℃，且不得长时间贮存。

天然沥青是石油经过历史上沉积、变化，在热、压力、氧化、融煤、细菌的综合作用下衍变成沥青类物质。天然沥青沥青粘度大，抗氧化性强，特别是与集料有很好的粘附性及抗剥落性按照形成的环境可分为：湖沥青、岩沥青和海底沥青等通过将天然沥青于石油沥青混融，可以调和出具有良好高温稳定性、低温抗裂性及耐久性的沥青胶结料（江阴长江大桥桥面铺装、浇筑式沥青混凝土）3.3.2天然沥青⑴湖沥青湖沥青的形成是石油不断从地壳中冒出，存在于天然湖中，经长年沉降、变化、硬化而形成的天然沥青，代表性产品有位于南美洲特立尼达岛的特立尼达湖沥青，TrinidaLakeAsphalt(简写为TLA)。3.3.2天然沥青布满沥青的地面特立尼达多巴哥克拉玛依黑油泉口1与沥青有良好的相容性2生产、存储、运输和使用简便。3路用性能优良湖沥青改性沥青的优点湖沥青改性沥青的应用状况湖沥青改性沥青在国外应用已有悠久历史。早在1880年，美国华盛顿特区在几个城市街道的路面工程中已应用了TLA。后来应用在重交通路段，包括飞机场、桥面铺装、高速公路等地方。TLA在我国的使用源于江阴长江大桥在桥面铺装时使用了TLA。此后，重庆嘉陵江大桥、浙江钱塘江大桥等桥面铺装也采用了TLA改性沥青。随着改性技术的成熟，国内近年来应用TLA改性沥青铺路的工程日益增多。例如北京的二环和三环、首都国际机场、上海虹桥机