1、第七章沥青及沥青混合料第七章沥青及沥青混合料bitumen and bituminous mixtures誤沥青是一种有机胶凝材料，是憎水性材料，不 溶于水，但能溶于汽油、二巩化碳等.盘主要特性：与矿物质材料有较强的粘结力，有 良好的防水、抗渗、耐化学性能.二应用：公路路面、防水、防潮和防护材料.2013-7-ia如附人争交it定沥青分类:地沥青asphalt 沥青 bitumen ,焦油沥青tarr天然沥青 I石油沥青r页岩沥青木沥青、煤沥青第一节沥青材料一、石油沥青 oil asphalt定义：逼分类，根据提炼和加工工艺的不同可分为: 夷 直懈沥青， 氧化沥青，溶剂沥青，怨 调配沥青.20
2、13-7-ia生产工艺氧化_,氧化沥青（一） 石油沥青的组成与结构京1组分沥青中物理化学性质相近，且与 沥青性质有一定联系的一组化合物.在研究沥 青的性质时釆用组分而不采用化合物会既方 便又实用.理由是*沥青的组分按三组分分析法，主要组分有；油 分.树脂.沥青质，称为三大组分.2013-7-ia 东I#龙节交il乍紀 5=油分：为淡黄色至红褐色的油状液体.分子量1 能落于石油5L二施化碳等有机溶剂但不溶于酒精. 油分赋予沥青以流动性，降低沥青的粘稠度和软化点.树脂：黄色至红祸色粘稠物质，分中性与酸性.能 津于三氨甲烷、汽油、苯等.树脂含量增加可提高沥 青的延度和粘结力.树脂便沥青具有良好的塑性
3、和粘结性.=沥青质：深褐色至黑色固态无定形物质.能涿于三氯甲烷、二氏化碳，但不溶于酒精.对光的敏感性冬 沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组 分.沥青质含量高，软化点高，粘性大.其他成分：沥青琰、似碳物、石腊等.2013-7-16 釦杠丈卞文通爭尺石油沥青的组分及特性邑状抵密分子受转性油分oilit明0.7-1.0300 -500賦于沥育以燙动性. 含量墙加.沥青的 48Tesio黑祸色祐性 半a 体1.0- L1600 1000赋于沥仃以誑牡， 今量席触，宴社好. 松站性妗沥青质 asphalt ens渾祸色 至只色腕性 阖体L1-1.51000 - 6000故于沥仃以温度理 定性右
4、祗徨，含量 增加.场命的法度 税定性好.祐性增 加，坐社降低. 5S)= 读数(0. 1mm)2013-7-16 17 ( 2 )标准粘度viscosity 适用于液体沥青.晝试验规定的条件；温度、孔径，沥青留出50讥 所经历的时间，单位：s.记以C“盧标准粘度大，沥青的粘滞性大.图67标准粘度计渕定液体劭青爪童图1 沥育试样2活动球案：3必孔;4.水13-7-ia 交 it 乍紀 19真2.耐热性沥青在高温下不软化、不流淌 的性能.用软化点表示.单位：试验规定条件：升温速度59/分，钢球重 3. 5g）下，逐渐下垂25.4mm软化点高，沥青的耐热性好.坏球法的软化点仪济软化点割定仪S软化点测
5、定仪 3塑性一沥青在外力作用下不破环时变形能力的大小.用延度表示.单位：cm.试验规定条件：25 C ,拉伸速度为5cm/min延度d” ctility大，沥青的塑性好.， 延度大小与沥青的组分、结枸和温度 及拉伸速度有关.2O13-7-ie * rtf 以？文it爭絶 238字形模具及配件沥青延度仪竄4.温度穗定性沥青的粘性随温度变化的敏感程度（性）衣示方法：枯弹性温度区间 软化点针入厦 4844： P-I (penetration index)U普费筝人经过研究发現，针入度的对數与温度具有直钱关 系，直线的针率 入度湛度感应系数A反映了沥青的温 度敏感性2013-7-1交it乍总 V沥青针
6、入度与温度的关系K A=塩800lgP(25G10Qg5$)-25再引入针入度指数PI D.T. 1匕丄 I -I- 5( ) A箱PI大，温度稳定性好.2013-7-16 PI可判断沥青的胶体结构： 溶胶结构：P-I -2 溶-凝胶结构：一2PI +2凝胶结构:PI+25.耐久性抗老化性，大气稳定性-评定方法：以蒸发扌员失和蒸发后针入度比来评定.-1 (XW沥青试样原度量 沥青试样加热后廣走沥青试样原质量什么叫沥青的老化?薄膜烘箱加热试验(TF0T) 旋转薄腹加热试验(RTF0T) 压力老化试验(PAV)312013-7-16.其他技术指标K (1)腱点 fras breakingpoift
7、lU 沥十材料由粘塑性状态转交为帘陆性状态的温度.d ( 2 )溶解度 soMUity 一沥青在有机混剂中能溶解的稈度0 ( 3)內点 flush point 邻近沥青表面的混合气体遇火后发生闪光时的沥青温废B (4)魅点-邻近沥青表面的混合气体遇火后发生持续5&的火焰时沥青的温度.（三）石油沥青的技术指标石油沥青产品分类：道珞沥青、建筑沥青、普通沥青. 专用沥青.石油沥青的牌号是根据针入度大小划分的，同时应保 证相应的延度和软化点-1.道路石油沥青分重交通量（5个牌号）、中轻交通 量（7个牌号）注意牌号与其性质的关系宴用途；样制沥青混凝土和沥青砂浆，密封材料和粘结 剂，沥青涂料332013-
8、7-16 2.建筑石油沥青牌号较小，软化点较高. 聂用途：屋面防水.京3普通石油沥青含腊量较高.建筑上不 宜使用.= 4. 煤沥青CoMPc力煤沥青的特性：(1)温度穗定性较差；(2)空牲絞送；(3)大气稳定柱较Z；(4)彷离牲较好；粘结世较好.用途：配制防腐涂料、胶祐齐I、防水涂料.油膏及制 作油包等2013-7-1 交 II 学兒 15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1.01.25 - 1.2烘烧烟少.无色，有松香味.无毒烟多.黄色，臭味大，有毎气味常温下无刺激性气昧常湛下有剌澈性典味威色呈辉亮褐色浓黑色溶解试鲨可溶于汽池或煤油难溶于汽油或煤油援击韧性较好，
9、不易碎韧性差，较臆大代臆宦性较高絞低耐膚也性差一.改性石油沥青modified asphalt=改性石油沥青是在石油沥青中搀加橡胶、树膚和歹物 改善沥青的技术性能.匸（一）同源沥青的樓配通芾按软化点进行松配. 可按下述方法进行：牌号较高沥青的掺童：Q广100-Qi372013-7-16（二）液体沥青和乳化沥青 1.液体沥青liquid asphalt沥青溶解于 有机溶剂（如汽油.煤油、柴油等）后的均质 混合物克用途：防水工程的底层.使用时应现配现用.-=2.乳化沥青emulsified asphalt 将热熔沥青通过肢体磨使其分般成沥青撤社，并分散在含有表面浩 性刑的水涪液中所形成的穗定乳状液
10、.其原理见后图.=乳化沥青的成蹊：乳化沥青涂于材料表面后或与集料 拌和成型后，水分逐噺散失，沥青微粒靠拢将乳化刑 薄膜挤裂，相互团聚而粘结的过程.益乳化沥青的性质不仅与所用沥青有关，也与所用乳化 剂的性质有关6 05乳化沥背示意图水：Z-水鞭；3-乳化刑h 4-浙育聽荻：5-乳化削非談件端；6 乳化剂极性塔13-7-1 41囂乳化沥青的一般组分：沥青50 - 60%,含 乳化剂、稳定剂的水溶液40-50%,其中 乳化剂的摟量为13%囂用途：在基层上作冷底子油，粘结沥青 防水卷材，拌和成沥青混合料用于铺筑 坝面、渠道、路面等。S （四）其他改性沥青宣1.矿物填充料改性沥青可提高沥青的祐性和温度
11、稳定性.其机理是s 2.橡胶沥青一能减小沥青的高温变彫，提高低温柔 性，大气稳定性寻.U 3合成树脂改性沥青改善沥青的防水性.粘结性 和低温性能，大大提高耐热性和温度稳定性. 4.植物油类改性沥青2013-7-1第二节沥青混合料沥青混合料包括：沥青混凝土、沥青砂浆、*沥青胶沥青嵌缝油膏.M其中沥青泯凝土应用最多.=用途：公路路面、水工防水、建筑防水.氷工中的用途：沥青涙嚴土面板中防滲层、整平胶结 屋与排水层沥青池疑土，封力层的沥青砂浆和沥青胶;沥青混報土心墙，伸缩堆或沉降堆.=沥青混凝土用矿料的分级；粗集料、细集料、填料2013-7-16一.沥青.asphalt mastic貫它是用沥青与粉状
12、或纤维状填充料以及改性添 加剂等材料配制而成的复合材料.工用途：沥青防水卷材的粘结剂、嵌缝料、防水 涂层等.黑沥青胶可分为石油沥青胶和煤沥青胶.（一）沥青胶的技术性质*沥青胶的主要技术性质有： 匸耐热性、柔韧性和粘结性.=根据耐热度的大小划分沥青胶的标号.S-60,S-65, S一70, S-75, S-80, S75.沥青胶标号选择：衆应根据结构物的坡度和气温条件来.2O13-7-16 47（二）影响沥青胶性质的因素*主要取决于沥青、驴物质填料的性质和两者的比例. 1.沥青的软化点.软化点离，沥青胶的耐热，性好.-2.矿物质填料的细度与酸械柱纤维塡尢料 可提离沥青胶的柔韧性.填料的掺童一般为
13、20 - 50X.s沥青胶的配合比应通过试验确定.1-自由沥育2-结构沥青3 钙质薄膜4-矿质颗粒沥青与矿粉相互作用示意2013-7-1如1杠龙乍交it学饶（三）沥青胶的配制与应用罷配制：将矿物质填料加热到ioonor,然 后慢侵掺入到已熔化脱水的沥青中，充分搅拌 均匀，保温至200t即可.适量掺加硬脂酸、 蕙油或桐油可改善其塑性.翟应用：作粘结剂、嵌缝料、防水涂层等.二.水工沥青混凝土asphalt concrete mixturefor hydraulic engineering2013-7.16 血I#丈F交it乍紀沥青混凝土的分类：* 1、按歹料最大粒径分：粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒
14、式.毙2、按沥青混凝土压料后的密实程度分；密级配(P5%)和沥青碎石(P15.（一）组成材料農1 石油沥青枭重要工程应选用AH-70, AH-90的重交通 道路石油沥青沥青混凝土面板封层选用A-50。益中小型工程可选用A-60甲、A-100甲2013-7-1 东 交 H 乍軽 53 2.矿料（粗、细集料）要求质地竖硬、 密实、清洁，级配良好，与沥青有较好的粘结 性，杂质含量符合要求. 粗集料的粘馆力:不低于4级.（水质法） （2）细集料的水稳定性爭级：不低于4级.（威酸钠溶液法）= 填料的亲水系n -v/v油1,（憎水性） 3掺合料:石灰.水泥；高粘附性橡胶.合成高分子材料；提高耐热性和 低温
15、抗裂性石棉等高温度稳定性2O13-7-16（二）水工沥青混凝土的技术性质 1. 抗渗，性water tightness用渎透系数来评定.抗渗性取决于：矿料级配、沥诒用量及沥青混来土的压实度（用孔隙率来评定.）衣孔味率小于4%,渗透系数可小于lO W/sh 2.稳定性stabilityr 结构稳定性J 温度稳定性I 水稳定性*温度稳定牲：指沥青混礙土在高温条件下及外 荷长期作用下不发生严重变形或流淌的性质.2013-7.16 九府丈卞交H翠険 57餐温度稳定性评定方法:羸高温抗压强度、热稳定性系数，斜坡流 淌值及马歇尔试验.(1)热稳定系&=f20/f50其值小稳定性好.( 2 ) 斜坡流淌值(
16、3)马歇尔试验的稳定度和流值.-沥青混凝土的稳定性与原材料的性质及其配合比有关.R 采用软化点高的沥青、级配良好的石灰岩碎石和适 量的矿粉有利于提高它的热穗定性.= 空隙率也有一定的关系，空隙率大于2%时具有较好的穗定性.为什么？2013-7-1如rff kF交通学洗3.柔性softness 指沥青混合料在自重或外力作用下，能适应变形而不产生裂缝的性能.评定方法：噸曲试脸的挠跨比拉伸试验的极限轅应笑紊影响因素： 历青的柱廉与用量、 罗贋堺料的级配 第料用量的比值， 一般连续如紀或粗径较佃的汾青澡合料有较好的柔牲.罗粉（塢料）与游青的比值宜为1.5左宕.4.耐久性 durability=评定方法
17、有：水稳定性系数和残留稳定度宀性至性_真空饱水后沥青混濒_抗压强度 朋 来浸水的茨卄*土施强废匸其值大.耐久性愈好、要求大于0.85.浸.水饱和后马歇尔稳屯t未没水的马歌尔稳定疋耐久性合格的沥靑混擬土，其残留稳定度应大干0.85.s Marshall Stabi 1 ity-tt尔稳定度2013-7-16竝1#丈才交if乍紀 51影响沥青混凝土耐久性的主要因素有: 髭 沥青的抗老化性能.餐 矿料与沥青的粘结力.K 沥青混凝土的孔隙率、 沥青用量。瞿5施工和易性workability沥青混凝土混合料便于施工、成型密实的性 能.影响因素： 材料的性质 用量 拌和质量 混合料的温度2013-7-16
18、 东府交H乍尺 63（三）配合比设计卫配合比设计的任务：合理选择材料，选择配合比参數, 通过宣内和现场试验，确定满足各项技术要求且经济 合理的配合比.可归结为确虔矿料的级配和沥青用査 两个多数.匸1.矿料级配的确定据级配类别和益大粒径查表 7-11.关钱是如何将不同粒径的集艸合成符合要求的级2.初步配合比试验采用马歇尔试验法.1） 将矿料作为100%,扶不同的沥青用童掺入矿料，经拌 和、成型试件，再作马歇尔试验，2） 分别测定试件的密度、稳定度.流值，计算出孔僚率,3） 不同沥青用童为横坐标，分别以密度、稳定度、流值, 孔僚車为纵坐标绘制出曲线，4） 从图上确定出满足技术要求的最佳沥青用量.例
19、：要求孔隙率2T%,稳定度4kN,流值40-60,试验结 果如下2013-7-12/-*、27.() 7.5,0 .5 q7.0 7.5 8.0 8.5沥育用量，2.2农密度阿2孔除率，决沥青用量%探足度k流l/i Omm沥青用量，%沥青用量,髭3配合比验证试验确定目标配合比眾用初步配合比试验得出的沥青用量试拌沥青混 合料，作其他技术指标的验证试验，确走出各 项技术指标均满足要求的沥青混凝土配合比.672O13-7-16水工沥青混殺土防渗墙的沥青混嚴土的技术要求as减压式a-fra*fiMat K43防洽展豎平胶摻水展M*4t *2-42*4Ws0.1”】尸0.850.85. 854.$4.5A8其他牡 展潘足设计要求的冬度. 柔性.低温不开舉满足力学抗減交社不金离att-t.7. 5-9.04. 0-6. 03. 0-5.06. 0-7. 510.卜 16, 4.施工配合比确定讀按目标配合比进行试拌试铺，必要时作适当调 整，并取样试验，最后确定出各项指标均满足 要求又便于施工操作的沥青混凝土配合比.2O13-7-16 东K丈F交it乍純 69浇筑式沥青混凝土和沥青砂浆的配合比 二按经验给出的多考配合比作为初步配合比，然后进行验证试验，最后得出满足各项技术要求的配合比.
