《建筑材料》沥青及沥青混合料

第七章沥青及沥青混合料沥青桥面摊铺沥青沥青防水卷材防水卷材施工§1石油沥青1概述2组分3胶体构造4技术性质5规范及选用Back石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油及光滑油以后的残留物或再加工而得的产品。建筑上主要运用石油沥青制成各种防水资料或铺路资料。概述石油沥青Back石油沥青是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，其化学成分非常复杂，因此在进展分析时，将沥青中化学成分和性质极为相近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为假设干个组，称为组分。表1石油沥青的组分与性能关系组成名称物理性质对主要技术性质的影响颜色状态密度（g/m³）分子量

油分

淡黄

液体0.7～1300～500红褐

赋予沥青流动性树脂（沥青脂胶）黄色

半固体1.0～1.1600～1000黑褐色（粘稠状）赋予沥青良好的粘结性、塑性和可流动性地沥青质深褐

固体大于11000以上黑色

粉末

决定温度敏感性和粘性石油沥青的组分石油沥青的组成与性能关系如表1所示2～3%的沥青碳和似碳物，是在高温裂化等过程中生成的，是石油沥青中分子量最大的，它能降低石油沥青的粘结力。石蜡：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成分。多腊石油沥青的质量低，需进展脱蜡处置，使之到达运用要求。其它组分Back在石油沥青中，油分、树脂、地沥青质是石油沥青的三大主要组分。油分和树脂可以相互溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒外表构成树脂薄膜。所以石油沥青的构造是以地沥青质为中心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而构成胶体构造。沥青的胶体构造图1胶体构造表示图溶胶型溶凝胶型凝胶型胶体构造表示图如图1所示,胶体构造的类型和性质如表2所示。结构类型

组成及结构特点

特性

溶胶型

油分和树脂较多，胶团外膜较厚，胶团之间运动较自由流动性和塑性较好，温度敏感性强

溶凝胶型地沥青质不如凝胶型多，胶团靠的较近，相互之间有一定吸引力介于溶胶型和凝胶型之间

凝胶型

油分和树脂含量较少，胶团外膜胶薄，胶团间移动较困难

弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性和塑性较低表2沥青胶体构造类型及特点Back防水性粘性塑性温度敏感性大气稳定性〔耐久性〕技术性质Back防水性石油沥青有以下性质：憎水性，构造致密，附着力强和好的塑性，所以它有很好的防潮和防水性能。Back石油沥青性质憎水性构造致密附着力强好的塑性好的防潮和防水资料粘性反映沥青资料内部妨碍其相对流动的一种性质，指沥青在外力作用下抵抗变形的才干。是石油沥青性质的重要目的之一。绝对粘度粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故工程上常用相对粘度来表示。相对粘度针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青规范粘度：液体或较稀的石油沥青目的及测试方法定义针入度表示粘稠石油沥青的相对粘度定义实验仪器针入度仪如图2所示图2针入度仪实验条件及方法如图3所示25℃，分量为100g规范针，5s深化试样中的深度，单位为1/10mm。读出针入度值图3针入度实验表示图目的与性质间的关系越硬针入度越小粘度越大针入度与粘度之间的关系是：针入度越小,粘度越大,石油沥青越硬。表示液体石油沥青的相对粘度。标准粘度规范粘度计实验条件及方法：50cm³的沥青在规定温度〔20、25、30、60℃〕流过规定直径〔3、5、10mm〕的所需时间〔s〕定义实验图4规范粘度计Back塑性目的概念石油沥青在外力作用下产生变形，除去外力后，仍坚持变形后的外形的性质。延度实验在25℃，把沥青试样制成∞字型规范试模〔中间最小截面积为1cm²〕以5cm/min的速度，进展拉伸实验，拉断时的长度即为延度，单位为cm延度大塑性好石油沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能。用软化点表示沥青温度敏感性定义指标温度敏感性实验仪器设备环球法软化点仪图5环球法软化点仪软化点温度敏感性关系实验条件和方法图6软化点实验表示图将沥青试样装入规定尺寸(D=16mm,h=6mm)的铜环内，试样上放置一规范钢球(5mm,W=3.5g)，浸入水或甘油中，以规定的速度〔5℃/min〕加热，使沥青下垂，当下垂到规定间隔时的温度〔℃〕即为软化点。温度敏感性Back石油沥青长期在热、阳光、氧气和潮湿等综合要素的作用下抵抗老化的性能。目的大气稳定性定义用蒸发损失和蒸发后的针入度比来评定。实验:沥青试样，先测分量和针入度，于160℃烘箱中蒸发5h，冷却后再测分量和针入度。蒸发损失越低，稳定性越好。蒸发后的针入度比越大，稳定性越好Back大气稳定性规范与选用关于石油沥青的规范：JTGF40-2004道路石油沥青<公路沥青路面施工技术规范>GB/T494-1998<建筑石油沥青>牌号划分方法石油沥青都是按针入度目的来划分牌号。每个牌号还应保证相应的延度和软化点，以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。建筑石油沥青分为40号、30号和10号三个牌号道路石油沥青分七个牌号(160号、130号、110号、90号、70号、50号、30号等)，并根据沥青的性能目的，再将其分为A、B、C三个等级。常用牌号牌号与性能的关系1概述2沥青混合料的组成构造及强度实际3沥青混合料的技术性质4沥青混合料的组成资料5沥青混合料的技术规范6沥青混合料的配合比设计§2沥青混合料1概述沥青混合料定义沥青混合料的分类沥青混合料的特点BackBack沥青混凝土填料矿质集料沥青混合料压实摊铺沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料组成的混合体系。矿料(即矿质混合料)+沥青→沥青混合料→摊铺，压实→沥青混凝土或沥青碎石1〕按沥青种类分为：石油沥青混合料和煤沥青混合料。沥青混合料的分类2〕按施工温度分为：热拌热铺、热拌冷铺和冷拌冷铺沥青混合料。3〕按集料最大粒径分为：特粗式沥青碎石混合料〔≥31.5mm〕及粗粒式(26.5mm)、中粒式(19或16mm)、细粒式〔13.2或9.5mm)和砂粒式(≤4.75mm)沥青混合料。4〕按矿料级配分为:密级配(孔隙率Ｐ＜10%〕、半开级配(Ｐ＞10%〕、开级配(Ｐ＞15%〕、延续级配沥青混合料等。沥青混合料的特点粘-弹-塑性好，力学性质优良，有高温稳定性和低温顺性。平安性好施工方便经济耐久可再生利用热拌热铺沥青混合料它是沥青混合料中运用最广泛、最典型的资料工程运用广泛Back组成构造强度实际Back2沥青混合料的组成构造及强度实际沥青混合料的组成构造图1沥青混合料的组成构造a-悬浮密实构造b-骨架空隙构造c-骨架密实构造组成构造类型如以下图1所示。沥青混合料在路面构造中有二种破坏方式：

1.库仑实际：在常温或较高温度下，粘结力缺乏引起变形，抗剪强度缺乏引起的破坏。

2.在低温下，抗拉强度缺乏导致破坏。强度实际方法:三轴剪切实验τ—抗剪强度C—粘聚力σ—剪切法向压应力φ—内摩擦角结论：沥青混合料抗剪强度τ取决于粘聚力C和内摩擦阻角φ强度实际Back高温稳定性低温抗裂性耐久性抗滑性施工和易性Back3沥青混合料的技术性质定义：沥青混合料在高温条件下，接受多次反复荷载不产生过大的累积塑性变形的性质。经长期荷载作用不产生车辙、波浪等景象的性质。影响要素：沥青粘度、沥青与石料相互作用特征、矿料性质。高温稳定性实验方法车辙实验马歇尔实验马歇尔实验仪马歇尔稳定度实验设备：马歇尔实验机方法：称取一定的矿料和沥青，按规定条件加热拌合，夯实成型，制成D=101.6mm，h=63.5mm的圆柱体，在马歇尔实验机上进展测试稳定度及流值。稳定度：评价高温稳定性的目的。定义：60℃保温30min以上，以50±5mm/min的速度加荷，试件破坏时的最大荷载〔N〕即为稳定度。流值：表示抵抗塑性变形的才干。测试Sm的同时测定试件流动变形，到达最大荷载瞬间的紧缩变形值〔0.1ｍｍ〕。技术目的低温抗裂性定义：温度较低时沥青混合料抵抗收缩变形，不产生开裂的性质。沥青路面裂纹缘由：①反复荷载→疲劳开裂②低温脆化→变形才干↓→开裂③低温收缩影响要素：沥青质量及用量，矿料级配等实验：纯拉实验:测圆柱形试件的应力、应变、抗拉强度和极限变形→求出劲度模量及温度收缩系数→估计沥青混合料的断裂温度低温抗裂性Back耐久性定义:沥青混合料抵抗长时间的大气要素的反复作用和行车荷载作用的才干。影响要素:沥青的化学性质矿料成分沥青混合料的组成构造沥青用量耐久性改善耐久性的措施:采用巩固矿料提高混合料的密实度选用细粒密级配沥青混合料添加沥青用量等实验：加速老化实验、马歇尔实验目的：耐久性可由以下目的来评价：孔隙率饱和度〔沥青填隙率〕残留稳定度抗滑性影响要素：矿料