沥青和沥青混合料-沥青

其他沥青3石油沥青技术性质及技术标准2石油沥青概述1沥青材料定义沥青材料是一种有机胶凝材料，其内部组成是一些十分复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物混合物。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一、石油沥青概述—生产工艺石油常压渣油常压塔汽油煤油柴油减压塔润滑油原料催化裂化原料重柴油溶剂脱沥青装置减压渣油深拔装置氧化塔氧化沥青直馏沥青高级润滑油原料催化裂化原料溶剂沥青黏稠沥青慢凝液体沥青快凝液体沥青调合沥青乳化沥青混合沥青稀释油软沥青水+乳化剂煤沥青石油生产工艺流程示意图一、石油沥青概述—分类按原油成分分类石蜡基沥青：含蜡量一般>5%，降低了沥青的粘结性和塑性。环烷基沥青：含蜡量一般<%，沥青的粘结性和塑性均较好。中间基沥青：介于石蜡基沥青和环烷基沥青之间。按加工方法分类直馏沥青氧化沥青溶剂沥青按沥青在常温下的稠度分类液体沥青粘稠沥青一、石油沥青概述—化学组成1、三组分分析法油分、树脂、沥青质2、四组分分析法注：化学组分对路用性能的影响油分：使沥青具有流动性；树脂：使沥青具有塑性；沥青质：能提高沥青的粘结性和热稳定性；沥青质、饱和分、芳香分和胶质3、含蜡量高温时，石蜡变软，导致沥青路面的高温稳定性降低，出现车辙，另一方面，低温会使沥青变脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝，且蜡会使石料与沥青之间的粘附性降低，使石子与沥青产生剥落，石蜡的存在还会降低沥青路面的抗滑性能。一、石油沥青概述——结构胶体结构类型（三种）a、溶胶型结构b、溶－凝胶型结构c、凝胶型结构一、石油沥青概述——结构1、结构类型溶胶结构：沥青质含量少，油分和树脂多。这种结构的特点是粘滞性小，流动性大，塑性好，具有较好的自愈性和低温时变形能力，但温度感应性较大。溶凝胶结构：沥青质适中，油分和树脂亦适中。在常温下，这种结构的沥青处于溶胶型结构与凝胶型结构之间，其性质亦介于两者之间。凝胶结构：沥青质较多，油分和树脂少。这种结构的特点是弹性和粘性较高，流动性、塑性低，温度敏感性较小，但低温变形能力较差。一、石油沥青概述——结构２、胶体结构的评价方法——针入度指数（PI）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二、石油沥青技术性质——粘滞性（粘性）

粘滞性（粘性）指沥青在外力作用下抵抗变形的能力，其大小取决于沥青的化学组分及温度。1、沥青的绝对粘度（亦称动力粘度）2、沥青的相对粘度（亦称条件粘度）注：绝对粘度测定较复杂，故一般工程上，多测定沥青的相对粘度。二、石油沥青技术性质——粘滞性（粘性）沥青的相对粘度（亦称条件粘度）

针入度试验：适用于测定粘稠石油沥青稠度采用针入度仪测定。表示方法：PT，m，tP为针入度，T为试验温度m为荷载重，t为贯入时间例如：P25℃，100g，5s=100（0.1mm）表示：试验温度25℃、试验荷载100g、贯入沥青的时间5s贯入沥青的深度100（0.1mm）沥青针入度试验示意图

结论：针入度越大，表示沥青越软（稠度越小），通常稠度高的沥青，其黏度亦高。针入度用于划分粘稠沥青标号。二、石油沥青技术性质——粘滞性（粘性）

电动针入度仪

针入度仪二、石油沥青技术性质——粘滞性（粘性）2.粘度

适用于测定液体石油沥青、煤沥青和乳化沥青等的粘度。试验方法：道路标准粘度计法表示方法：以CT、d表示，例如C25、5=60s

表示：试验温度25℃、流孔直径5mm；

时间60s（总量50ml沥青）标准黏度计测定液体沥青示意图1-沥青试样2-活动球塞3-流孔4-水

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。二、石油沥青技术性质——粘滞性（粘性）道路标准粘度计二、石油沥青技术性质——塑性沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力，与沥青的化学组分及温度有关。延度，用延度仪测定。把沥青试样制成8字型试模（中间最小截面积1c㎡）,在规定的拉伸速度（5cm/min）和规定的温度下（15/25℃）拉断时的长度，即为延度，单位mm。评价指标结论：沥青延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性能越好二、石油沥青技术性质——温度稳定性（感温性）温度稳定性（感温性）指沥青粘结性和塑性随温度升降而变化的性能。高温稳定性，用软化点表示——（环与球法测定）低温抗裂性用脆点表示——（弗拉斯脆点仪测定）沥青环与球法软化点仪二、石油沥青技术性质——温度稳定性（感温性）

软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即高温稳定性越好；脆点越低，沥青在冬季越不易脆裂，所以工程实际应用中，要求沥青要有较高的软化点和较低的脆点。评价

针入度、延度、软化点是评价沥青性能最常用的经验指标，通称“三大指标”。二、石油沥青技术性质——温度稳定性（感温性）针入度指数：

一种评价沥青感温性的指标。①计算方法②针入度指数能表征沥青的感温性、并划分沥青胶体结构类型。当＜-2，沥青属于溶胶型胶体结构，温度敏感性强；当-2≤≤+2，沥青属于溶凝胶型胶体结构；当＞+2，沥青属于凝胶型胶体结构，耐久性差。二、石油沥青技术性质——粘附性沥青与集料的黏附性直接影响沥青混合料的使用质量和耐久性，所以黏附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。试验方法水煮法

水浸法

对同一种料源集料最大粒径既有大于又有小于13.2mm不同的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准。二、石油沥青技术性质——粘附性水煮法

选取粒径为13.2mm～19mm形态接近正方体的规则集料5个，经沥青裹覆后，在蒸馏水中沸煮3min，按沥青膜剥落的情况分为五个等级来评价沥青与集料的粘附性。二、石油沥青技术性质——粘附性水浸法

选取粒径为9.5mm～13.2mm的集料100g与5.5g的沥青在规定温度条件下拌和成混合料，将裹有沥青的集料取20个，冷却后浸入80℃的蒸馏水中保持30min然后按剥落面积百分率来评价沥青与集料的粘附性。二、石油沥青技术性质——粘附性等级评定试验后石料表面上沥青模剥落情况粘附性等级沥青模完全保存，剥落面积百分率接近于0

5沥青模少部为水所移动，厚度不均匀，玻璃面积百分率少于10％

4沥青模局部明显得为水所移动，基本保留在石料表面上，剥离面积百分率少于30%

3沥青模大部为水所移动，局部保留在石料表面上，剥离面积百分率大于30%

2沥青模完全为水所移动，石料基本裸露，沥青全浮于水面上。1注：为保证沥青混合料的强度，在选择石料时应优先考虑利用碱性石料，当地缺乏碱性石料必须采用酸性石料时，可掺加各种抗剥落剂以提高沥青与石料的黏附性。二、石油沥青技术性质——老化性老化性

沥青在过热或过长时间加热过程中以及自然因素（热、氧气、光和水）的作用下，会发生轻质挥发，氧化，裂化，聚合等一系列物理及化学变化，导致性能劣化。通常称之为“老化”。沥青老化性表现：针入度减少、延度降低、软化点升高。二、石油沥青技术性质——老化性沥青老化性检测与评价试验方法蒸发损失试验薄膜烘箱加热试验（TFOT）旋转薄膜加热试验（RTFOT）评价指标质量变化残留针入度比残留延度二、石油沥青技术性质——老化性沥青薄膜烘箱将一定质量的沥青试样装入盛样皿（内径140mm，深9.5～10mm），内，使沥青成为厚约3.2mm的薄膜，沥青薄膜在163℃的标准薄膜烘箱中加热5h后，取出冷却，测定其质量损失，并按规定的方法测定薄膜加热后残留物的针入度、延度、软化点等指标。二、石油沥青技术性质——老化性沥青旋转薄膜烘箱二、石油沥青技术性质——老化性沥青旋转薄膜试验

将沥青试样35g装入高140mm，直径64mm的盛样瓶中，盛样瓶插入旋转烘箱中，以15r/min速度转动。同时开始将流速4000mL/min的热空气喷入转动着的盛样瓶的试样中，使试样在163℃温度下受热时间不少于75min。测定旋转薄膜加热后，沥青残留物的针入度、延度、软化点等指标，以及沥青质量的变化。二、石油沥青技术性质——安全性安全性—闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一项重要指标。闪点

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（℃）。燃点燃点指沥青加热产生的混合气体与火接触，持续燃烧5s以上时的沥青温度，一般与闪点相差10℃。测定方法：克利夫兰开口杯法（简称COC）二、石油沥青技术性质——安全性克利夫兰开口闪点试验器三、其他沥青其他沥青改性沥青乳化沥青三、其他沥青——改性沥青1.定义改性沥青是采用各种措施使沥青的性能得到改善的沥青。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微填料类④硫磷类⑤耐老化改性剂（常用的是碳黑）三、其他沥青——改性沥青3.常用聚合物类（橡胶类、热塑性橡胶类）改性剂SBS改性沥青SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）是一种热塑性橡胶共聚物，SBS沥青的高温稳定性

和低温抗裂性都好，目前世界上使用最多的改性剂。SBR改性沥青SBR（丁苯橡胶）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。三、其他沥青——乳化沥青1.定义、特点

乳化沥青——将黏稠沥青加热至流动态，经机械力的作用，而形成微滴（粒径约为2～5mm）分散在有乳化剂、稳定剂的水中，由于乳化剂、稳定剂的作用而形成均匀稳定的乳状液。乳化沥青的优点与缺点优点

冷态施工，节约能源；可在潮湿地基上施工；无毒、无臭、施工安全，环保、污染少。缺点稳定性差，贮存期不超过半年，（贮存期长易产生分层）三、其他沥青——乳化沥青2.组成材料沥青稳定剂乳化剂沥青乳液

沥青乳液是沥青颗粒金鱼分散在乳化剂与稳定剂组成的水溶液中而形成的一种热力学稳定的选体系。三、其他沥青——乳化沥青2.组成材料乳化沥青=沥青+乳化剂+稳定剂+水沥青——主要组成材料，占55%～70%。乳化剂——是乳化沥青形成的关键材料。稳定剂——为使乳液具有良好的储存稳定性。①分为两类：有机稳定剂和无机稳定剂②

用量：为沥青乳液的0.1-0.15﹪水——主要组成部分，

用量一般30-70﹪三、其他沥青——乳化沥青2.组成材料分类标准乳化剂分类按离子的类型分类离子型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三、其他沥青——乳化沥青2.组成材料沥青乳化改性沥青基质沥青改性乳化乳化三、其他沥青——乳化沥青3.乳化沥青的制备制备乳化沥青工艺流程图制备乳化沥青工艺流程图乳化剂、稳定剂、水

存储罐

成品泵机械分散制造沥青的设备：胶体磨、高速搅拌机、匀化机等几类。三、其他沥青——乳化沥青4.乳化沥青的分裂、应用

分裂（破乳）—指从乳液中分裂出来的沥青在集料表面聚结成一层连续的沥青薄膜，这一过程称分裂（俗称破乳）。外观特征沥青由棕褐色变成黑色分裂影响因素

蒸发作用

乳液与集料表面的吸附作用应用洒布法：如透层、粘层拌和法：如沥青碎石等三、其他沥青——乳化沥青5.乳化沥青的技术要求乳化石油沥青技术要求

改性沥青1乳化沥青24-2其他沥青其他沥青改性沥青乳化沥青一、改性沥青

1、定义改性沥青是采用各种措施使沥青的性能得到改善的沥青。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微填料类

④硫磷类

⑤耐老化改性剂（常用的是碳黑）

一、改性沥青

3、常用聚合物类（橡胶类、热塑性橡胶类）改性剂

（1）SBS改性沥青

SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）是一种热塑性橡胶共聚物，SBS沥青的高温稳定性

和低温抗裂性都好，目前世界上使用最多的改性剂。

（2）SBR改性沥青

SBR（丁苯橡胶）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。

一、乳化沥青定义、特点

乳化沥青——将黏稠沥青加热至流动态，经机械力的作用，而形成微滴分散在有乳化剂、稳定剂的水中，由于乳化剂、稳定剂的作用而形成均匀稳定的乳状液。乳化沥青的优点与缺点优点

冷态施工，节约能源；可在潮湿地基上施工；无毒、无嗅、施工安全，环保、污染少。缺点稳定性差，贮存期不超过半年，（贮存期长易产生分层）二、组成材料

沥青乳液是沥青颗粒均匀分散在乳化剂与稳定剂组成的水溶液中而形成的一种热力学稳定的悬浮体系。沥青稳定剂乳化剂沥青乳液二、组成材料乳化沥青=沥青+乳化剂+稳定剂+水沥青——主要组成材料，占55%～70%。乳化剂——是乳化沥青形成的关键材料。稳定剂——为使乳液具有良好的储存稳定性。①分为两类：有机稳定剂和无机稳定剂②

用量：为沥青乳液的0.1-0.15﹪水——主要组成部分，

用量一般30-70﹪二、组成材料分类标准乳化剂分类按离子的类型分类离子型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二、组成材料沥青乳化改性沥青基质沥青改性乳化乳化三、乳化沥青的制备制备乳化沥青工艺流程图乳化剂、稳定剂、水

存储罐

成品泵目前使用机械分散制造沥青的设备：胶体磨、高速搅拌机、匀化机等几类。四、乳化沥青的分裂、应用

分裂（破乳）—乳化沥青在施工时，为发挥其粘结的功能，沥青微滴必须从乳液中分裂出来，聚结在集料表面形成一层连续的沥青薄膜，这一过程称分裂（俗称破乳）。外观特征沥青由棕褐色变成黑色分裂影响因素

蒸发作用

乳液与集料表面的吸附作用应用洒布法：如透层、粘层拌和法：如沥青碎石等五、乳化沥青的技术要求乳化石油沥青技术要求

粘滞性（粘性）1

塑性2

温度稳定性（感温性）3一、粘滞性（粘性）

粘滞性（粘性）指沥青在外力作用下抵抗变形的能力，其大小取决于沥青的化学组分及温度。1、沥青的绝对粘度（亦称动力粘度）2、沥青的相对粘度（亦称条件粘度）注：绝对粘度测定较复杂，故一般工程上，多测定沥青的相对粘度。一、粘滞性（粘性）沥青的相对粘度（亦称条件粘度）

沥青针入度试验示意图

结论：针入度越大，表示沥青越软（稠度越小），通常稠度高的沥青，其黏度亦高。针入度用于划分粘稠沥青标号。表示方法：PT，m，tP为针入度，T为试验温度m为荷载重，t为贯入时间例如：P25℃，100g，5s=100（0.1mm）表示：试验温度25℃、试验荷载100g、贯入沥青的时间5s贯入沥青的深度100（0.1mm）针入度试验：适用于测定粘稠石油沥青稠度

采用针入度仪测定。

一、粘滞性（粘性）

针入度仪

电动针入度仪一、粘滞性（粘性）

适用于测定液体石油沥青、煤沥青和乳化沥青等的粘度。试验方法：道路标准粘度计法表示方法：以CT、d表示，例如C25、5=60s

表示：试验温度25℃、流孔直径5mm；

时间60s（总量50ml沥青）结论：相同的温度和流孔直径条件下，流出时间越长，表示沥青粘度越大。标准黏度计测定液体沥青示意图1-沥青试样2-活动球塞3-流孔4-水2.粘度一、粘滞性（粘性）道路标准粘度计二、塑性沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力，它与沥青的化学组分及温度有关。结论：沥青延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性能越好延度，用延度仪测定。把沥青试样制成8字型试模（中间最小截面积1c㎡）,在规定的拉伸速度（5cm/min）和规定的温度下（15/25℃）拉断时的长度，即为延度，单位mm。评价指标三、温度稳定性（感温性）温度稳定性（感温性）指沥青粘结性和塑性随温度升降而变化的性能。沥青环与球法软化点仪低温抗裂性用脆点表示——（弗拉斯脆点仪测定）高温稳定性，用软化点表示——（环与球法测定）三、温度稳定性（感温性）

软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即高温稳定性越好；脆点越低，沥青在冬季越不易脆裂，所以工程实际应用中，要求沥青要有较高的软化点和较低的脆点。评价

针入度、延度、软化点是评价沥青性能最常用的经验指标，通称“三大指标”。三、温度稳定性（感温性）针入度指数：

一种评价沥青感温性的指标。①计算方法②针入度指数能表征沥青的感温性、并划分沥青胶体结构类型。当＜-2，沥青属于溶胶型胶体结构，温度敏感性强；当-2≤≤+2，沥青属于溶凝胶型胶体结构；当＞+2，沥青属于凝胶型胶体结构，耐久性差。

粘附性1

老化性2

安全性3一、粘附性沥青与集料的黏附性直接影响沥青混合料的使用质量和耐久性，所以黏附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。

对同一种料源的集料最大粒径既有大于又有小于13.2mm不同的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准。试验方法水煮法

水浸法

一、粘附性水煮法

选取粒径为13.2mm～19mm形态接近正方体的规则集料5个，经沥青裹覆后，在蒸馏水中沸煮3min，按沥青膜剥落的情况分为五个等级来评价沥青与集料的粘附性。一、粘附性水浸法

选取粒径为9.5mm～13.2mm的集料100g与5.5g的沥青在规定温度条件下拌和成混合料，将裹有沥青的集料取20个，冷却后浸入80℃的蒸馏水中保持30min，然后按剥落面积百分率来评价沥青与集料的粘附性。一、粘附性

注：为保证沥青混合料的强度，在选择石料时应优先考虑利用碱性石料，当地缺乏碱性石料必须采用酸性石料时，可掺加各种抗剥落剂以提高沥青与石料的黏附性。等级评定试验后石料表面上沥青膜剥落情况粘附性等级沥青膜完全保存，剥落面积百分率接近于0

5沥青膜少部为水所移动，厚度不均匀，剥离面积百分率少于10％

4沥青膜局部明显得为水所移动，基本保留在石料