建筑材料第4章

1、第第4章章 瀝青材料瀝青材料 本章主要內(nèi)容與目的：本章主要內(nèi)容與目的： 本章應(yīng)掌握石油瀝青的組成、技術(shù)性質(zhì)石油瀝青的組成、技術(shù)性質(zhì) 和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上了解聚合物改性瀝聚合物改性瀝 青和乳化瀝青青和乳化瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 瀝青瀝青 定義定義是一種有機(jī)膠凝材料，是高分子碳?xì)浠细叻肿犹細(xì)浠?物和非金屬衍生物的混合物物和非金屬衍生物的混合物。 特點(diǎn)特點(diǎn) 熱塑性材料，加熱就軟化； 憎水性材料，耐水、不溶于水； 良好的粘結(jié)性和粘彈性； 較強(qiáng)的耐腐蝕性。 分類分類按產(chǎn)源產(chǎn)源分： 地瀝青地瀝青 天然瀝青，石油瀝青石油瀝青 焦油瀝青焦油瀝青 煤瀝青，木瀝青，頁巖瀝青 4.1 石油石油瀝

2、青瀝青 定義定義石油原油經(jīng)蒸餾等提煉各種輕油石油原油經(jīng)蒸餾等提煉各種輕油（如汽油、 柴油等）及潤滑油后的殘留物及潤滑油后的殘留物，或經(jīng)過加工而得的或經(jīng)過加工而得的 產(chǎn)品。產(chǎn)品。 常溫下有固體、半固體或粘性液體三種形態(tài)。 分類分類按生產(chǎn)方法不同生產(chǎn)方法不同分： 直餾瀝青，溶劑脫瀝青，氧化瀝青，調(diào)和瀝青， 乳化瀝青，改性瀝青等。 Refinery Operation FIELD STORAGE PUMPING STATION LIGHT DISTILLATE HEAVY DISTILLATE PROCESS UNIT ASPHALT CEMENTS FOR PROCESSING INTO EMUL

3、SIFIED AND CUTBACK ASPHALTS STILL AIR AIR BLOWN ASPHALT STORAGE TOWER DISTILLATION REFINERY RESIDUUM OR GAS PETROLEUM SAND AND WATER CONDENSERS AND COOLERS TUBE HEATER MEDIUM DISTILLATE 砂與水 石油 石油氣 泵站 過濾儲(chǔ)存 儲(chǔ)存 蒸餾塔 冷凝器 加熱管 輕油 中輕油 重油 瀝青 空氣 氧化 瀝青 加工成 乳化瀝青 石油蒸餾過程石油蒸餾過程 4.1.1 組成石油瀝青的化學(xué)元素組成石油瀝青的化學(xué)元素 主要原子：C、

4、H， 雜原子：S、N、O， 微量金屬元素：V、Ni、Fe、Na、Ca、Cu等。 元素的數(shù)量組成與瀝青性質(zhì)關(guān)系不明確。 4.1.2 石油石油瀝青的化學(xué)組分瀝青的化學(xué)組分 1. 三組分分離法三組分分離法吸附法吸附法 吸附法吸附法是以瀝青在吸附劑上的吸附性吸附性和在抽提溶劑中溶解溶解 性性的差異為基礎(chǔ)。 瀝青瀝青 正庚烷沉淀 瀝青可溶部分 白土吸附 膠質(zhì)膠質(zhì)油分油分 瀝青質(zhì)沉淀瀝青質(zhì)沉淀 2. 四組分分離法四組分分離法 色譜法色譜法 美國ASTM D 4124-97，我國SH/T0509-92(1998)。 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法分析流程：標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法分析流程： 瀝青瀝青 正庚烷沉淀 瀝青可溶部分 硅膠氧化

5、鋁色譜柱 飽和分飽和分 （S） 芳香分芳香分 （Ar） 瀝青質(zhì)沉淀瀝青質(zhì)沉淀 （At） 膠膠 質(zhì)質(zhì) （R） 正庚烷沖洗 甲苯?jīng)_洗 甲苯/乙醇 沖洗 （1）四組分的結(jié)構(gòu)和特性）四組分的結(jié)構(gòu)和特性 瀝青質(zhì)瀝青質(zhì) 瀝青質(zhì)是瀝青質(zhì)是不溶于正庚烷而溶于苯（或甲苯）的黑色或棕色的不溶于正庚烷而溶于苯（或甲苯）的黑色或棕色的 無定型固體無定型固體，除含有碳和氫外，還有一些氮、硫、氧。，除含有碳和氫外，還有一些氮、硫、氧。 形態(tài)：形態(tài)：固體粉末；固體粉末； 分離分離：在正庚烷中沉淀；：在正庚烷中沉淀； 分子量分子量：1000100000； 顆粒粒徑顆粒粒徑：530nm； 原子原子：C/H：1.62.8，絕大部

6、分由，絕大部分由C、H組成；組成； 含量含量：525，石蠟基原油石蠟基原油1，中東原油生產(chǎn)的瀝青，中東原油生產(chǎn)的瀝青5； 特性特性：極性很強(qiáng)；隨著瀝青質(zhì)含量的增加，瀝青的粘結(jié)力、：極性很強(qiáng)；隨著瀝青質(zhì)含量的增加，瀝青的粘結(jié)力、 粘度增加，溫度穩(wěn)定性、硬度提高；針入度小、軟化點(diǎn)高。粘度增加，溫度穩(wěn)定性、硬度提高；針入度小、軟化點(diǎn)高。 膠質(zhì)膠質(zhì) 膠質(zhì)：也稱為樹脂。膠質(zhì)：也稱為樹脂。 形態(tài)形態(tài)：深棕色固體或半固體；：深棕色固體或半固體； 分離分離：溶解于正庚烷；：溶解于正庚烷； 分子量分子量：100050000； 顆粒粒徑顆粒粒徑：15nm； 原子原子：C/H：1.31.4，大多由，大多由C、H組成

7、，含少量的組成，含少量的O、S、 N； 特性特性：有：有很強(qiáng)的極性很強(qiáng)的極性，這一突出的特性使膠質(zhì)有很好的粘結(jié)，這一突出的特性使膠質(zhì)有很好的粘結(jié) 力。膠質(zhì)是瀝青的擴(kuò)散劑或膠溶劑，膠質(zhì)與瀝青質(zhì)的比例在力。膠質(zhì)是瀝青的擴(kuò)散劑或膠溶劑，膠質(zhì)與瀝青質(zhì)的比例在 一定程度上決定瀝青是溶膠或是凝膠的特性。一定程度上決定瀝青是溶膠或是凝膠的特性。 芳香族芳香族 芳香族是由芳香族是由瀝青中最低的分子量的環(huán)烷芳香化合物組成瀝青中最低的分子量的環(huán)烷芳香化合物組成，是，是 膠溶瀝青質(zhì)的分散介質(zhì)的主要部分。膠溶瀝青質(zhì)的分散介質(zhì)的主要部分。 形態(tài)形態(tài)：深棕色的粘稠液體；：深棕色的粘稠液體； 含量含量：占瀝青總量的：占瀝青

8、總量的2050； 分子量分子量：3002000； 特性特性：分子量最低，環(huán)烷芳香化合物組成，是膠溶瀝青質(zhì)的：分子量最低，環(huán)烷芳香化合物組成，是膠溶瀝青質(zhì)的 分散介質(zhì)的主要成分；非極性碳鏈，溶解力很強(qiáng)。分散介質(zhì)的主要成分；非極性碳鏈，溶解力很強(qiáng)。 飽和分飽和分 飽和分是由飽和分是由直鏈或支鏈脂肪屬烴以及烷基環(huán)烴和一些烷基芳直鏈或支鏈脂肪屬烴以及烷基環(huán)烴和一些烷基芳 香烴組成的香烴組成的。 形態(tài)：形態(tài)：稻草色或白色，非極性稠狀油類。稻草色或白色，非極性稠狀油類。 含量含量：占瀝青總量的：占瀝青總量的520 分子量：分子量：3002000 作用作用：軟化膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。：軟化膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。 芳香分和飽

9、和分都為油分，在瀝青中起著潤滑和柔軟作用。芳香分和飽和分都為油分，在瀝青中起著潤滑和柔軟作用。 油分含量愈多，瀝青的軟化點(diǎn)愈低，針入度愈大，稠度降低。油分含量愈多，瀝青的軟化點(diǎn)愈低，針入度愈大，稠度降低。 蠟分蠟分 蠟分是指蠟分是指瀝青除去瀝青質(zhì)和膠質(zhì)后，在油分中含有的、經(jīng)冷凍瀝青除去瀝青質(zhì)和膠質(zhì)后，在油分中含有的、經(jīng)冷凍 能結(jié)晶析出的，熔點(diǎn)在能結(jié)晶析出的，熔點(diǎn)在25以上的混合組分以上的混合組分，其主要是高熔點(diǎn)，其主要是高熔點(diǎn) 的烴類混合物。的烴類混合物。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，正構(gòu)烷烴及長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類為主；：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，正構(gòu)烷烴及長(zhǎng)烷基側(cè)鏈的少環(huán)烴類為主； 特點(diǎn)特點(diǎn)：高溫易軟化，低溫延

10、展性降低，影響瀝青與礦料粘結(jié)，：高溫易軟化，低溫延展性降低，影響瀝青與礦料粘結(jié)， 水穩(wěn)性差。水穩(wěn)性差。 原因原因：原油，石蠟基。：原油，石蠟基。 影響：影響：分析蠟含量對(duì)路面性能的影響。分析蠟含量對(duì)路面性能的影響。 4.1.3 瀝青的膠體結(jié)構(gòu)瀝青的膠體結(jié)構(gòu) 膠體理論膠體理論：大多數(shù)瀝青屬于膠體體系，它是由：大多數(shù)瀝青屬于膠體體系，它是由相對(duì)分子量相對(duì)分子量 很大，芳香性很高的瀝青質(zhì)很大，芳香性很高的瀝青質(zhì)分散分散在在分子質(zhì)量較低的可溶性分子質(zhì)量較低的可溶性 介質(zhì)介質(zhì)中形成的。中形成的。 瀝青質(zhì)分子由于對(duì)極性強(qiáng)大的膠質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附力，瀝青質(zhì)分子由于對(duì)極性強(qiáng)大的膠質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附力， 因而形成了

11、以因而形成了以瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)為中心的為中心的膠團(tuán)核心膠團(tuán)核心，而極性相當(dāng)?shù)模鴺O性相當(dāng)?shù)哪z膠 質(zhì)吸附質(zhì)吸附在在瀝青質(zhì)周圍瀝青質(zhì)周圍形成形成中間相中間相。由于膠團(tuán)的膠溶作用，。由于膠團(tuán)的膠溶作用， 而使膠團(tuán)彌散和溶解于分子量較低、極性較弱的芳香分和而使膠團(tuán)彌散和溶解于分子量較低、極性較弱的芳香分和 飽和分組成分散介質(zhì)中，形成了穩(wěn)固的膠體。飽和分組成分散介質(zhì)中，形成了穩(wěn)固的膠體。 組分的相溶特性組分的相溶特性 油分與膠質(zhì)相溶； 膠質(zhì)能浸潤瀝青質(zhì)； 瀝青質(zhì)對(duì)油分有憎液性。 膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu) 以瀝青質(zhì)為核心構(gòu)成膠核； 膠核周圍形成膠質(zhì)薄膜，薄膜外吸附一層油分構(gòu)成膠團(tuán)； 無數(shù)膠團(tuán)分散在油分中而形成膠體結(jié)構(gòu)

12、。 分散體結(jié)構(gòu)分散體結(jié)構(gòu) 分散相是吸附部分膠質(zhì)的瀝青質(zhì)； 分散介質(zhì)是溶有部分膠質(zhì)的油分。 1. 溶膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu) 瀝青質(zhì)含量10，油分及膠質(zhì)較多，膠團(tuán)較少，膠 團(tuán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)自由； 粘滯性小，流動(dòng)性大，塑性好，但穩(wěn)定性較差。 根據(jù)瀝青中各組分的相對(duì)比例不同，膠體結(jié)構(gòu)可分為： 溶膠型、凝膠型和溶凝膠型三種類型。 2. 溶凝膠結(jié)構(gòu)溶凝膠結(jié)構(gòu) 介于溶膠結(jié)構(gòu)與凝膠結(jié)構(gòu)之間。 高溫時(shí)具有較低的感溫性，低溫時(shí)又具有較好的形變 能力。 a、溶膠型結(jié)構(gòu)、溶膠型結(jié)構(gòu) b、溶凝膠型結(jié)構(gòu)、溶凝膠型結(jié)構(gòu) c、凝膠型結(jié)構(gòu)、凝膠型結(jié)構(gòu) 3. 凝膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu) 瀝青質(zhì)含量2530，油分與膠質(zhì)較少，瀝青質(zhì)較 多，瀝青質(zhì)膠團(tuán)間的吸

13、引力增大，且移動(dòng)較困難，膠 團(tuán)相互連接成不規(guī)則空間網(wǎng)狀的凝膠結(jié)構(gòu)。 彈性和粘性較高，溫度敏感性較小，流動(dòng)和塑性較低。 4.1.4 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 1. 瀝青的物理性質(zhì)瀝青的物理性質(zhì) （1） 密度密度 瀝青密度是在規(guī)定溫度規(guī)定溫度下（15 ）單位體積所具有的質(zhì)量， 單位為t/m3或g/cm3。也可用相對(duì)密度表示，相對(duì)密度是指在 規(guī)定溫度下，瀝青質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值。 影響因素影響因素：瀝青的相對(duì)密度與瀝青的化學(xué)組成有密切的關(guān)系， 它取決于瀝青各組分的比例及排列的緊密程度。 作用作用：瀝青的密度是瀝青在質(zhì)量與體積之間互相換算以及瀝 青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)必不可少的重要參數(shù)。在瀝青使用、 貯

14、存、運(yùn)輸、銷售和設(shè)計(jì)瀝青容器時(shí)也是不可缺少的數(shù)據(jù)。 特點(diǎn)特點(diǎn)：密度隨溫度的升高而降低，體積膨脹膨脹。 （2）體膨脹系數(shù)體膨脹系數(shù) 概念：當(dāng)溫度上升時(shí)，瀝青材料的體積發(fā)生膨脹。 作用：對(duì)于瀝青與儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和瀝青作為填縫、密封材料是 十分重要的數(shù)據(jù)，與瀝青路面的路用性能也有密切的關(guān)系， 體膨脹系數(shù)越大，瀝青路面在夏季易泛油夏季易泛油，冬季因收縮而產(chǎn)冬季因收縮而產(chǎn) 生裂縫生裂縫。 計(jì)算：瀝青的體膨脹系數(shù)可以通過測(cè)定不同溫度下的密度。 （4-1） （3）介電常數(shù)介電常數(shù) 概念：瀝青的介電常數(shù)與瀝青對(duì)氧、雨、紫外線等的耐候 性（耐老化性）有關(guān)，介電常數(shù)定義為： 英國道路研究所（TRRL）研究認(rèn)為，瀝青路

15、面的抗滑 阻力的改善與介電常數(shù)有關(guān)，因此英國標(biāo)準(zhǔn)對(duì)道路用瀝青介 電常數(shù)提出了要求。 瀝青作為介質(zhì)平行板電容器的電容 真空作為介質(zhì)時(shí)相同平行板電容器的電容 （4-2） 2. 瀝青的路用性能瀝青的路用性能 粘滯性粘滯性 變形變形性能性能 感溫性感溫性 粘附性粘附性 耐久性耐久性 粘彈性粘彈性 其他性能其他性能 （1） 粘滯性粘滯性 1）瀝青粘滯性的定義）瀝青粘滯性的定義 粘滯性是指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的 抵抗剪切變形抵抗剪切變形的能力。 dv FA dy （4-3） 表征瀝青層抵抗移動(dòng)抗力表征瀝青層抵抗移動(dòng)抗力瀝青的粘度瀝青的粘度 （4-4） F A dv dy 引起瀝青層移動(dòng)

16、的力，N； 瀝青層的面積，m2； 速度變化梯度（即剪變率），s-1； 瀝青的動(dòng)力粘度，Pas； 剪應(yīng)力，N/m2； 運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)粘度，為動(dòng)力粘度除以密度所得之商，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)粘度，為動(dòng)力粘度除以密度所得之商， 亦稱亦稱“動(dòng)比密粘度動(dòng)比密粘度”，單位為，單位為mm2/s。 v （4-5） c （4-6） 在路面使用溫度范圍內(nèi)，瀝青呈粘彈塑性，在路面使用溫度范圍內(nèi)，瀝青呈粘彈塑性， 與與 呈非呈非 線性關(guān)系，通常以線性關(guān)系，通常以表觀粘度表觀粘度或視密度表示?；蛞暶芏缺硎?。 瀝青的復(fù)合流動(dòng)系數(shù)瀝青的復(fù)合流動(dòng)系數(shù)c是評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià) 瀝青材料流變性能的一個(gè)重要瀝青材料流變性能的一個(gè)重要 指標(biāo)，

17、指標(biāo)，c值與瀝青的塑性及耐久值與瀝青的塑性及耐久 性都有密切的關(guān)系。性都有密切的關(guān)系。 2）瀝青粘度的測(cè)定方法）瀝青粘度的測(cè)定方法絕對(duì)粘度絕對(duì)粘度 毛細(xì)管法毛細(xì)管法 是測(cè)定瀝青運(yùn)動(dòng)粘度的一種方法。于規(guī)定溫度（通常為 135），通過選定型號(hào)的毛細(xì)管粘度計(jì)，流經(jīng)規(guī)定體積所流經(jīng)規(guī)定體積所 需的時(shí)間需的時(shí)間（以s計(jì)）。 在溫度T時(shí)測(cè)定的瀝青運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s； c 粘度計(jì)標(biāo)定常數(shù)mm2/s2； t 瀝青流經(jīng)規(guī)定體積所需時(shí)間，s。 T vct （47） T v 真空減壓毛細(xì)管法真空減壓毛細(xì)管法 是測(cè)定瀝青動(dòng)力粘度的一種方法。真空，保持一定的溫度 （通常為60），通過規(guī)定型號(hào)毛細(xì)管粘度計(jì)，流經(jīng)規(guī)定的流經(jīng)

18、規(guī)定的 體積所需要的時(shí)間體積所需要的時(shí)間（以s計(jì)）。 （4-8） 在溫度T時(shí)測(cè)定的瀝青動(dòng)力粘度，mm2/s； k 粘度計(jì)常數(shù)，pas； t 瀝青流經(jīng)規(guī)定體積時(shí)間,s。 T kt T 真空減壓毛細(xì)管法測(cè)定真空減壓毛細(xì)管法測(cè)定60瀝青粘度直接關(guān)聯(lián)瀝青路面的抗 車轍能力，在各國得到較廣泛用。 布洛克菲爾德法（布洛克菲爾德法（Brookfield） 美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃（SHRP）在瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范 中采用布洛克菲爾德法（Brookfield）粘度計(jì)測(cè)量道路瀝青在 45以上溫度范圍內(nèi)的表觀粘度，以帕秒（Pas）計(jì)。該法 適用于測(cè)定牛頓流體或非牛頓流體的剪應(yīng)力與剪應(yīng)變之比。 瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)瀝青標(biāo)

19、準(zhǔn)粘度試驗(yàn) 我國現(xiàn)行試驗(yàn)法（JTJ 052 T 0621-93）規(guī)定液體石油瀝青、液體石油瀝青、 煤瀝青和乳化瀝青煤瀝青和乳化瀝青等的粘度，采用道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法。 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：液體狀態(tài)的瀝青材料，在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中，于規(guī)于規(guī) 定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出50ml體積所體積所 需的時(shí)間，需的時(shí)間，以s計(jì)。 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件：以CT,d表示，其中C表示粘度，腳標(biāo)表示試驗(yàn)條 件，其中T表示試驗(yàn)溫度，d為流孔直徑。 試驗(yàn)溫度和流孔直徑根據(jù)液體狀態(tài)瀝青的粘度選擇，常用 的孔徑有3mm、4mm、5mm、10mm等四種。 在相同溫度和相同流孔條件下，流出

20、愈長(zhǎng)，表示粘度愈大。在相同溫度和相同流孔條件下，流出愈長(zhǎng)，表示粘度愈大。 2）瀝青粘度的測(cè)定方法）瀝青粘度的測(cè)定方法條件粘度條件粘度 針入度法針入度法 是國際上普遍采用測(cè)定粘稠瀝青粘稠瀝青稠度的一種方法，也是劃分 瀝青標(biāo)號(hào)采用的一項(xiàng)指標(biāo)。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：是瀝青材料在規(guī)定的溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的在規(guī)定的溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的 標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時(shí)間貫入瀝青試樣的深度標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時(shí)間貫入瀝青試樣的深度，以0.1mm計(jì)。 試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：針入度以PT,m,t表示，P表示針入度，腳標(biāo)表示試 驗(yàn)條件，其中T為試驗(yàn)溫度，m為標(biāo)準(zhǔn)針（包括連桿及砝碼） 的質(zhì)量，t為貫入時(shí)間。我國現(xiàn)行試驗(yàn)法（T 0

21、60493）規(guī)定： 常用的試驗(yàn)條件為P25,100g,5s。 指標(biāo)特性指標(biāo)特性：針入度值愈大，表示瀝青愈軟（稠度愈?。?。實(shí) 質(zhì)上，針入度是測(cè)量瀝青稠度的一種指標(biāo)。通常稠度高的瀝 青，其粘度亦高。 瀝青的針入度試驗(yàn)瀝青的針入度試驗(yàn) 瀝青的針入度試驗(yàn)瀝青的針入度試驗(yàn) 規(guī)定的溫度、荷載和時(shí)間下進(jìn)行 P針入度 開始時(shí)5秒后 （2）變形）變形性能性能 瀝青材料的變形性能是指其在外力作用下產(chǎn)生變形而不 斷裂的性能。 瀝青的低溫性能與瀝青路面的低溫抗裂性有密切的關(guān)系， 瀝青的低溫延性與低溫脆性是重要的性能，多以瀝青的低溫 延度試驗(yàn)和脆點(diǎn)試驗(yàn)來表表征。 1）延性）延性 瀝青的延性是指當(dāng)其受到外力的拉伸作用時(shí)，

22、所能承受 的塑性變形塑性變形的總能力，是瀝青的內(nèi)聚力的衡量，通常是用延 度作為條件延性指標(biāo)來表征。 試驗(yàn)方法：將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試件（最小斷面1cm2）， 在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度，以cm計(jì)，稱為 延度。瀝青的延度采用延度儀延度儀來測(cè)度。 延度 瀝青的延度試驗(yàn)瀝青的延度試驗(yàn) 我國國家標(biāo)準(zhǔn)（瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范）（GB 5009296） 對(duì)重交通道路石油瀝青規(guī)定延度試驗(yàn)溫度采用15，對(duì)中、 輕交通道路石油瀝青規(guī)定延度試驗(yàn)溫度為25，拉伸速度 v=50.25cm/min。 指標(biāo)特性：瀝青的延度與瀝青的流變特性、膠體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組 分等有密切的關(guān)系。研究表明，當(dāng)瀝青化學(xué)組分的不協(xié)

23、調(diào)，膠 體結(jié)構(gòu)的不均勻，含蠟量的增加時(shí)，都會(huì)使瀝青的延度值相對(duì) 降低。 低溫延度越大，表明瀝青的柔韌性和抗裂性越好。低溫延度越大，表明瀝青的柔韌性和抗裂性越好。 2）脆性）脆性 瀝青材料在瀝青材料在低溫下受到瞬時(shí)荷載作用時(shí)低溫下受到瞬時(shí)荷載作用時(shí)，常表，常表 現(xiàn)為現(xiàn)為脆性破壞脆性破壞。 脆點(diǎn)脆點(diǎn)：是：是測(cè)量瀝青在低溫不引起破壞時(shí)的溫度測(cè)量瀝青在低溫不引起破壞時(shí)的溫度。通。通 常采用弗拉斯脆點(diǎn)常采用弗拉斯脆點(diǎn)儀測(cè)定，瀝青薄膜在規(guī)定降溫速儀測(cè)定，瀝青薄膜在規(guī)定降溫速 度和彎曲條件下產(chǎn)度和彎曲條件下產(chǎn)生生斷斷裂時(shí)的溫度裂時(shí)的溫度即即脆點(diǎn)脆點(diǎn)。 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：（T 061393）是將瀝青試樣0.4

24、g在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 金屬片上攤成薄層，此金屬片置于有冷卻設(shè)備的脆點(diǎn)儀內(nèi)， 搖動(dòng)脆點(diǎn)儀的曲柄，能使涂有瀝青薄膜的金屬片產(chǎn)生彎曲。 隨著冷卻設(shè)備中致冷劑溫度以1/min的速度的降低，瀝青薄 膜的溫度亦逐漸降低，當(dāng)降低至某一溫度時(shí)，瀝青薄膜在規(guī) 定彎曲條件下產(chǎn)生斷裂時(shí)的溫度，即為瀝青的脆點(diǎn)。 指標(biāo)特性指標(biāo)特性：脆點(diǎn)實(shí)質(zhì)上反映瀝青由粘彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺棿囿w即 玻璃態(tài)的溫度，即達(dá)到臨界硬度時(shí)發(fā)生脆裂的溫度。 3）彎曲梁流變?cè)囼?yàn)（）彎曲梁流變?cè)囼?yàn)（BBR） 一種能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)瀝青勁度和蠕變速率的方法，即彎曲梁流 變?cè)囼?yàn)（簡(jiǎn)稱BBR）。 試驗(yàn)方法：在彎曲流變儀器（BBR）上進(jìn)行。測(cè)量瀝青小 梁試件在蠕變荷載作用下的勁度

25、，用蠕變荷載模擬溫度下 降時(shí)路面中可產(chǎn)生的應(yīng)力。 通過試驗(yàn)獲得兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)： 蠕變勁度模量S（彎拉模量），要求不超過300MPa； 如果瀝青材料的蠕變勁度太大，則呈現(xiàn)脆性，路面容 易開裂，因此要求不超過300MPa。 蠕變曲線的斜率m要求不小于0.3。 表征瀝青低溫勁度時(shí)間變化率的m值越大，則瀝青開裂 的可能性會(huì)隨之減少，即m值越大越好。 4）直接拉伸試驗(yàn)（）直接拉伸試驗(yàn)（DTT） 直接拉伸試驗(yàn)是SHRP為測(cè)試瀝青的拉伸性能而開發(fā)的， 用以測(cè)試瀝青在低溫時(shí)的極限拉伸應(yīng)變。 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：試驗(yàn)溫度036，瀝青試件如啞鈴狀，試件重約 2g，兩端粗，中間細(xì)，長(zhǎng)40mm，有效標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為27mm，截

26、 面積為36mm2。一只試件僅需3g瀝青，試驗(yàn)溫度為設(shè)計(jì)最低 溫度以上10，拉伸速率為1mm/min，測(cè)得的結(jié)果是試件拉 斷時(shí)的荷載和伸長(zhǎng)變形。 （4-9）（4-10） SHRP規(guī)范要求直接拉伸試驗(yàn)的破壞應(yīng)變不得大于1。 （3）瀝青的感溫性瀝青的感溫性 概念：瀝青是復(fù)雜的膠體結(jié)構(gòu)，粘度隨溫度的不同而產(chǎn)生明 顯的變化，這種粘度隨溫度變化的感應(yīng)性稱為感溫性。 意義：對(duì)于路用瀝青，溫度和粘度的關(guān)系是極其重要的性能。 瀝青混合料在施工過程中的拌和、攤鋪和碾壓以及鋪筑后的 使用期間，都要求瀝青的粘度在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，否則將影 響瀝青路面的質(zhì)量。 1）軟化點(diǎn)軟化點(diǎn) 瀝青材料是一種非晶質(zhì)高分子材料，它由液態(tài)

27、凝結(jié)為固 態(tài)，或由固態(tài)熔化為液態(tài)時(shí)，沒有明確的固化點(diǎn)或液化點(diǎn)， 通常采用條件的硬化點(diǎn)和滴落點(diǎn)條件的硬化點(diǎn)和滴落點(diǎn)來表示，取滴落點(diǎn)和硬化點(diǎn) 之間溫度間隔的87.21%作為軟化點(diǎn)。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：環(huán)與球法軟化點(diǎn)，該法是瀝青試樣注于內(nèi)徑為 18.9mm的銅環(huán)中，環(huán)上置一重3.5g的鋼球，在規(guī)定的加熱溫 度（5/min）下進(jìn)行加熱，瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球 荷重作用下，使瀝青產(chǎn)生25.4mm垂度（即接觸底板）時(shí)的 溫度，稱為軟化點(diǎn)，以計(jì)。 瀝青的軟化點(diǎn)試驗(yàn)瀝青的軟化點(diǎn)試驗(yàn) 瀝青軟化點(diǎn)測(cè)量瀝青軟化點(diǎn)測(cè)量 開始時(shí)終止時(shí) 鋼 球 指標(biāo)特性：研究認(rèn)為，多種瀝青在軟化點(diǎn)時(shí)的粘度約為 1200Pas或相

28、當(dāng)于針入度值為800（0.1mm）。 針入度是在規(guī)定條件下測(cè)定瀝青的條件粘度針入度是在規(guī)定條件下測(cè)定瀝青的條件粘度，而，而軟化點(diǎn)軟化點(diǎn) 則是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度則是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)的溫度。故。故軟化點(diǎn)既是反映瀝軟化點(diǎn)既是反映瀝 青材料熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，也是瀝青條件粘度的一種量度青材料熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，也是瀝青條件粘度的一種量度。 2）脆點(diǎn)脆點(diǎn) 脆點(diǎn)既用于評(píng)價(jià)石油瀝青的低溫變形性能，也是對(duì)瀝青 材料低溫感應(yīng)性的一種度量。 3）溫度范圍溫度范圍 軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)間的溫度范圍即為瀝青的正常工作溫度范圍。 4）針入度溫度指數(shù)（）針入度溫度指數(shù)（PTI） 針入度溫度指數(shù)是根據(jù)不同溫度條件下

29、的針入度值 的比率來評(píng)價(jià)瀝青的感溫性。 （4-11） （4-12） （4-13） 5）針入度）針入度溫度感應(yīng)性系數(shù)溫度感應(yīng)性系數(shù)A（PTS） 瀝青的粘度隨溫度而變化，當(dāng)以對(duì)數(shù)縱坐標(biāo)表示針入度， 以橫坐標(biāo)表示溫度時(shí)，可以得到如下圖所示的直線關(guān)系。 瀝青的對(duì)數(shù)針入溫度關(guān)系曲線 （4-14） P瀝青的針入度，0.1mm； A針入度-溫度感應(yīng)性系數(shù)， 可由針入度和軟化點(diǎn)確定； K回歸系數(shù)。 根據(jù)對(duì)多種瀝青的研究發(fā)現(xiàn)，瀝青在軟化點(diǎn)溫度時(shí)，針入 度在6001000之間，假定為800（0.1mm）。 （4-15） P（25，100g,5s）在25，100g ， 5s條件下測(cè)定 的針入度值，0.1mm； TR

30、&B環(huán)球法測(cè)定的軟化點(diǎn)溫度，。 由于軟化點(diǎn)溫度時(shí)的針入度常與800相距甚大，因此 斜率A應(yīng)根據(jù)不同溫度的針入度值確定，常采用的溫度為 15，25及30（或5）。 （4-16） 通過回歸求取針入度溫度感應(yīng)性系數(shù)A值，由3個(gè)溫度 的針入度回歸的相關(guān)系數(shù)R應(yīng)在0.997以上，由4個(gè)溫度針入 度回歸的系數(shù)應(yīng)不小于0.995，否則說明試驗(yàn)誤差過大，此 試驗(yàn)結(jié)果不能采用。 當(dāng)量軟化點(diǎn)T800與當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2 當(dāng)量軟化點(diǎn)T800和當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2分別定義為與瀝青針入度 800和1.2對(duì)應(yīng)的溫度，它們可以代替軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)映瀝青高 溫性能和低溫性能。 （4-17） （4-18） 6）針入度指數(shù)（）針入度指數(shù)（

31、PI） 針入度指數(shù)（PI）：是應(yīng)用針入度和軟化點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果 來表征瀝青感溫性的一種指標(biāo)。同時(shí)也可采用針入度指數(shù)值 來判別瀝青的膠體結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 普費(fèi)等人在制定針入度指數(shù)時(shí)，假定感溫性最小的瀝青其 針入度指數(shù)（PI）為20，感溫性最大的瀝青為-10，在下圖中 將軟化點(diǎn)從標(biāo)25與針入度坐標(biāo)800連成一線，將斜線劃成30等 分，軟化點(diǎn)與針入度連線同斜率交點(diǎn)定為PI值。此PI值將斜線 分為兩段，根據(jù)上式長(zhǎng)度比，即為斜率A。 201 1050 PI A PI （4-19） （4-20） 針入度指數(shù)PI越大表示瀝青的感溫性越弱，其溫度穩(wěn)定性 越強(qiáng)。 按針入度指數(shù)可將瀝青分為三種膠體結(jié)構(gòu)類型： PI-2者為溶

32、膠型瀝青； PI+2者為凝膠型瀝青； PI-2+2者為溶凝膠型瀝青； 當(dāng)PI-2時(shí)，瀝青的溫度敏感性強(qiáng)，當(dāng)PI+2時(shí)有明顯的 凝膠特征，耐久性差，一般認(rèn)為選用-1+1的溶凝膠型瀝 青適宜修筑瀝青路面。 7）針入度粘度指數(shù)（）針入度粘度指數(shù)（PVN） 針入度指數(shù)值（PI）通常僅能表征低于軟化點(diǎn)溫度的瀝青 感溫性，瀝青在道路使用中或在施工時(shí)，還需要了解高于軟化 點(diǎn)溫度時(shí)的瀝青的感溫性。NW麥克里奧德（Mcleod）提出 了“針入度粘度指數(shù)”（PVN）法。該法是應(yīng)用瀝青25 時(shí)的針入度值和135（或60）時(shí)的粘度值與溫度的關(guān)系來 計(jì)算瀝青感溫性的方法。 PVN2 已知25時(shí)針入度值P（0.1MM）和

33、60絕對(duì)粘度 (Pas) 時(shí)，按式（4-22）計(jì)算針入度粘度指數(shù)。 PVN1 已知25時(shí)的針入度值P（1/10mm）和135時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度值v （mm2/s）時(shí)，按式（4-21）計(jì)算針入度粘度指數(shù)。 （4-21） （4-22） 針入度粘度指數(shù)愈大，表示瀝青的感溫性愈低。根據(jù) 麥克里奧德公式計(jì)算所得的針入度粘度指數(shù)值，可按下表 進(jìn)行感溫性評(píng)價(jià)。 表 PVN與瀝青感溫性分類 針入度粘度指數(shù) 瀝青感溫性分類低感溫性瀝青中感溫性瀝青高感溫性瀝青 0-0.5-0.5-1.0-1.0-1.5 （4）瀝青的粘附性瀝青的粘附性 瀝青與集料的粘附性是路用瀝青重要性能之一。瀝青與集料的粘附性是路用瀝青重要性能之一。

34、1）粘附機(jī)理）粘附機(jī)理 粘附形式粘附形式 化學(xué)吸附 物理吸附 影響因素影響因素 瀝青本身成分 集料 如礦物組成，表面紋理，孔隙率，含水量，表面積，形狀等 水分 交通荷載的反復(fù)作用 剝離機(jī)理剝離機(jī)理表面張力理論表面張力理論 在有水存在下，瀝青對(duì)集料的粘附性可用瀝青集料 水三相體系來討論。 水 集料 水 集料 wa ab ab wa bw bw cos waabbw cos waab bw cos 當(dāng) 0，即0 90時(shí) ，不會(huì)發(fā)生剝離； 當(dāng) 0，即90 180 時(shí)，將會(huì)發(fā)生剝離。 cos （2-23） （4-24） 2）評(píng)價(jià)方法）評(píng)價(jià)方法 瀝青與粗集料粘附性試驗(yàn)方法（T 0616-1993）規(guī)定：

35、 根據(jù)瀝青混合料的最大粒徑?jīng)Q定，13.2mm采用水煮法； 13.2mm采用水浸法。此外分光光度法、親水系數(shù)法。 水煮法水煮法 選13.2-19mm近似立方體集料5個(gè)，經(jīng)瀝青裹覆后，在蒸 餾水中沸煮3min，按瀝青膜剝落的情況分為五個(gè)等級(jí)來評(píng)價(jià)。 水浸法水浸法 選9.5-13.2mm集料100g與5.5g瀝青在規(guī)定溫度下拌成混 合料，冷卻后浸入80的蒸餾水中保持30min，然后按剝落 面積百分率來評(píng)定。 （5）瀝青的耐久性瀝青的耐久性 瀝青的老化瀝青的老化逐漸改變了其原有的性能（粘度、低溫性能） 而變硬變脆的變化。 老化后綜合技術(shù)性質(zhì)：針入度，延度 ，軟化點(diǎn) 等。 耐久性耐久性瀝青材料的抗老化性

36、瀝青材料的抗老化性。 1）影響耐久性的因素）影響耐久性的因素 溫度和氧化作用 光和水的作用 自然硬化 滲流硬化 2）耐久性評(píng)價(jià)方法）耐久性評(píng)價(jià)方法 對(duì)于因施工加熱導(dǎo)致瀝青性能的變化，根據(jù)使用條件和對(duì)于因施工加熱導(dǎo)致瀝青性能的變化，根據(jù)使用條件和 要求不同，可采用不同的評(píng)價(jià)方法。要求不同，可采用不同的評(píng)價(jià)方法。 對(duì)于建筑石油瀝青和中輕交通量道路用石油瀝青，可對(duì)于建筑石油瀝青和中輕交通量道路用石油瀝青，可 采用采用“蒸發(fā)損失試驗(yàn)蒸發(fā)損失試驗(yàn)” 瀝青試樣經(jīng)163，加熱5h后，通過測(cè)定其揮發(fā)質(zhì)量損 失率和針入度比來表示。 100 蒸發(fā)前質(zhì)量蒸發(fā)后質(zhì)量 質(zhì)量損失率 蒸發(fā)前質(zhì)量 100 蒸發(fā)后瀝青試樣的針

37、入度 針入度比 蒸發(fā)前瀝青試樣的針入度 對(duì)重交通道路用的石油瀝青對(duì)重交通道路用的石油瀝青 a. 薄膜烘箱加熱試驗(yàn)（薄膜烘箱加熱試驗(yàn)（TFOT） 摸擬在熱拌和過程中瀝青的老化。瀝青在163通風(fēng)烘箱的條件下以 5.5r/min的速度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過5h，計(jì)算瀝青試樣的質(zhì)量損失，測(cè)試針入度 等指標(biāo)的變化。 b. 旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)（旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)（RTFOT） 瀝青試樣在旋轉(zhuǎn)烘箱中，一邊接受以4000mL/min流量吹入的熱空氣， 一邊在163高溫下以15r/min的速度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過75min的老化后，測(cè)定 瀝青的質(zhì)量損失及針入度、粘度等各種性能指標(biāo)的變化。 c. 壓力老化試驗(yàn)（壓力老化試驗(yàn)（PAV） 摸擬

38、在路面使用過程中瀝青的長(zhǎng)期老化。標(biāo)準(zhǔn)老化溫度90110 ， 老化時(shí)間為20h，容器內(nèi)的充氣壓力為2.1MPa。測(cè)定DSR、BBR、DDT 試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青的老化性能。 對(duì)液體瀝青則應(yīng)進(jìn)行對(duì)液體瀝青則應(yīng)進(jìn)行“蒸餾試驗(yàn)蒸餾試驗(yàn)” 蒸餾試驗(yàn)主要用于評(píng)定液體石油瀝青抗老化的能力，它蒸餾試驗(yàn)主要用于評(píng)定液體石油瀝青抗老化的能力，它 通過對(duì)瀝青試樣的加熱，從而確定液體瀝青中含有輕質(zhì)揮發(fā)通過對(duì)瀝青試樣的加熱，從而確定液體瀝青中含有輕質(zhì)揮發(fā) 性油的數(shù)量，以及輕質(zhì)油揮發(fā)后瀝青性質(zhì)變化的程度；并通性油的數(shù)量，以及輕質(zhì)油揮發(fā)后瀝青性質(zhì)變化的程度；并通 過評(píng)價(jià)殘留瀝青的性能來評(píng)價(jià)老化性能。過評(píng)價(jià)殘留瀝青的性能來評(píng)價(jià)老化性

39、能。 （6）瀝青的粘彈性瀝青的粘彈性 粘彈性粘彈性在外力作用下產(chǎn)生形變，但形變滯后于作用力，作 用力去除后并不完全消除，一段時(shí)間才逐漸恢復(fù)。 蠕變?nèi)渥冋硰椥晕矬w在應(yīng)力保持不變的情況下，應(yīng)變隨時(shí)間的 增加的現(xiàn)象。 應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛在保持應(yīng)變不變的條件下，應(yīng)力隨時(shí)間的增加而 逐漸減小的現(xiàn)象。 1）瀝青的勁度模量）瀝青的勁度模量 勁度模量勁度模量是描述瀝青處于是描述瀝青處于粘彈態(tài)下的力學(xué)特性粘彈態(tài)下的力學(xué)特性，它是取決 于溫度和荷載作用時(shí)間而變化的參數(shù)，是表現(xiàn)瀝青粘性和彈性 聯(lián)合效應(yīng)的指標(biāo)。 , t T S S t T 瀝青的勁度模量，Pa； 應(yīng)力，Pa； 應(yīng)變； 載荷時(shí)間，s； 溫度，； （4-2

40、5） 2）瀝青的動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)（）瀝青的動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)（DSR） SHRP瀝青結(jié)合料路用性能規(guī)范評(píng)價(jià)瀝青高溫穩(wěn)定性的指標(biāo) 采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR），對(duì)原樣瀝青和RTFOT后殘留瀝 青試樣分別進(jìn)行兩次動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)，通過測(cè)定瀝青材料的復(fù)數(shù) 剪切模量（G*）和相位角（ ）來表征瀝青材料的粘性和彈性 性質(zhì)。 3 2T r r h maxmin maxmin *G 2ft （4-26） （4-27） （4-28） （4-29） （7）瀝青的其他性能瀝青的其他性能 溶解度 石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率， 以表示瀝青中有效物質(zhì)含量，即純凈程度。不溶解的物 質(zhì)會(huì)降低瀝青的性能，應(yīng)加以

41、限制。 閃點(diǎn) 加熱瀝青至初次閃火（有藍(lán)色閃光）時(shí)的瀝青溫度。 燃點(diǎn)或著火點(diǎn) 加熱瀝青，并與火接觸能持續(xù)燃燒5秒以上時(shí)的溫度。 Solubility (Purity) 溶解度試驗(yàn)（純度） 閃點(diǎn) 試 驗(yàn)（安全性）Flash Point (Safety) Thermometer Cup filled with asphalt Wand attached to gas line 溫度計(jì) 裝滿瀝青 的杯子 點(diǎn)火的 燃?xì)庾?4.1.5 石油瀝青的技術(shù)石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 我國道路石油瀝青分粘稠道路石油瀝青和液體石油瀝青。 1 1、粘稠道路石油瀝青的技術(shù)要求、粘稠道路石油瀝青的技術(shù)要求 我國道路石油瀝青采

42、用2525針入度劃分等級(jí)針入度劃分等級(jí)。 道路石油瀝青（有七個(gè)牌號(hào)) 牌號(hào)越大，粘性越?。ㄡ樔攵仍酱螅?牌號(hào)越大，塑性越好（延度越大）； 牌號(hào)越大，溫度敏感性越大（軟化點(diǎn)越低）。 評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青性能的三大技術(shù)指標(biāo)為 針入度、軟化點(diǎn)、延度針入度、軟化點(diǎn)、延度。 在JTG F40-2004標(biāo)準(zhǔn)中，瀝青等級(jí)劃分以瀝青路面的 氣候條件為依據(jù)，在同一個(gè)氣候分區(qū)內(nèi)根據(jù)道路等級(jí)和交通 特點(diǎn)再將瀝青分為13個(gè)不同的針入度等級(jí)。 A級(jí)適用于各級(jí)公路，任何場(chǎng)合中的任何層段； B級(jí)適用于高等級(jí)公路的基層以及以下各層，二級(jí)及二 級(jí)以下的公路各層； C級(jí)適用于三級(jí)及三級(jí)以下的公路各層。 2 2、液體石油瀝青的技術(shù)要

43、求、液體石油瀝青的技術(shù)要求 按照液體石油瀝青的凝結(jié)速度分為： 快凝AL(R)、中凝AL(M)和慢凝AL(S)三個(gè)標(biāo)號(hào)， 每個(gè)標(biāo)號(hào)按照粘度又分五個(gè)等級(jí)。 4.1.6 建筑建筑石油瀝青石油瀝青 建筑石油瀝青主要用于制作建筑防水卷才、防水涂料、 冷底子油和瀝青嵌縫油膏等防水材料。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見P151表4.7。 道路中使用的瀝青要求道路中使用的瀝青要求： 在低溫下應(yīng)有彈性和塑性； 在高溫下要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性； 在加工和使用中具有抗老化能力； 與礦物和結(jié)構(gòu)表面有較強(qiáng)的粘附力； 以及對(duì)構(gòu)件變形的適應(yīng)性和耐疲勞性。 瀝青材料本身難以滿足這些性能要求，需用其他瀝青材料本身難以滿足這些性能要求，需用其他 材

44、料改性材料改性。 4.2 改性瀝青改性瀝青 1、定義、定義 改性瀝青改性瀝青是指摻加橡膠、塑料等高分子聚合物、磨細(xì)是指摻加橡膠、塑料等高分子聚合物、磨細(xì) 的橡膠粉或其它填料型外摻劑，與瀝青均勻混合，從而使的橡膠粉或其它填料型外摻劑，與瀝青均勻混合，從而使 瀝青的性質(zhì)可以改善而制成的瀝青混合物。瀝青的性質(zhì)可以改善而制成的瀝青混合物。 改性瀝青的特點(diǎn)改性瀝青的特點(diǎn)： 耐高溫，抗低溫，適應(yīng)性強(qiáng)； 韌性好，抗疲勞，增大路面承載能力； 抗水、油和紫外線輻射，延緩老化； 性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。 2、改性瀝青的種類、改性瀝青的種類 （1）橡膠改性瀝青）橡膠改性瀝青 橡膠有：氯丁橡膠、丁氰橡膠、

45、再生橡膠等。 改性機(jī)理：橡膠分子加入到瀝青中，改變了瀝青中 分散介質(zhì)的組成，促進(jìn)瀝青分子相互排斥，并改變 了分散相的結(jié)構(gòu)，形成彈性結(jié)構(gòu)網(wǎng)。 改性效果：氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐 光、耐臭氧、耐氣候和耐燃燒性等得到大大改善和 提高。 摻入方法：溶劑法和乳液法 （2）樹脂改性瀝青）樹脂改性瀝青 樹脂有： 古馬隆樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、酚醛樹 脂和天然松香等。 改性機(jī)理：與橡膠相同。 改性效果： 氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭 氧、耐氣候和耐燃燒性得到大大改善。 摻入方法：溶劑法或乳液法。 （3）礦物填充料改性瀝青）礦物填充料改性瀝青 礦物填充料的品種： 滑石粉、石灰石粉、

46、硅藻土、云母粉、石棉絨、粉 煤灰、水泥等。 作用機(jī)理： 由于瀝青對(duì)礦物填充料的潤濕和吸附作用，瀝青 分子可能成單分子狀排列在礦物顆粒（或纖維）表 面，形成結(jié)合力牢固的瀝青薄膜，因而又稱為“結(jié) 構(gòu)瀝青”。 改性作用：提高了粘性和耐熱性等。 3、改性瀝青的生產(chǎn)工藝、改性瀝青的生產(chǎn)工藝 （1）直接混溶法）直接混溶法 采用直接混溶法制作改性瀝青，采用的共混設(shè)備有 攪拌機(jī)和膠體磨二種。 （2）母料法）母料法 預(yù)先制作改性劑濃度較高的改性瀝青母體，運(yùn)到工 地現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)稀釋后使用。 （3）膠乳法）膠乳法 采用丁苯膠乳直接投入瀝青混合料拌和機(jī)與礦料、 瀝青拌和制作改性瀝青混合料。 4.3 4.3 乳化瀝青乳化瀝青

47、 1、概述、概述 （1）定義）定義 乳化瀝青是粘稠瀝青經(jīng)熱融和機(jī)械作用以微滴狀態(tài)分散 于含有乳化劑穩(wěn)定劑的水中，形成水包油型的瀝青乳液。 用途用途 可涂刷或噴涂在表面上作為防潮或防水層； 用于拌制冷用瀝青砂漿或混凝土。 （2）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn) 可冷態(tài)施工，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染； 常溫下具有較好的流動(dòng)性，能保證灑布的均勻性，可提 高路面修筑質(zhì)量； 采用乳化瀝青，擴(kuò)展了瀝青路面的類型，如稀漿封層； 乳化瀝青與表面具有良好的工作性和粘結(jié)性，可節(jié)約瀝 青并保證施工質(zhì)量； 可延長(zhǎng)施工季節(jié)，乳化瀝青施工低溫雨季影響較少。 （3）缺點(diǎn)）缺點(diǎn) 穩(wěn)定性差，貯存期不超過半年，（貯存期長(zhǎng)易產(chǎn)生分層） 修筑路面成型期長(zhǎng)。

48、 2、組成材料、組成材料 乳化瀝青 = 瀝青 + 乳化劑 + 穩(wěn)定劑 + 水 （1）瀝青）瀝青 （主要組成材料，占55-70） 一般采用針入度大于100的較軟的瀝青。 （2）乳化劑）乳化劑（關(guān)鍵材料） 1） 作用：對(duì)乳化瀝青的形成、應(yīng)用及貯存穩(wěn)定性都有重大的影響。 2） 分類 按離子的類型分類： 陽離子乳化劑 陰離子乳化劑 兩性離子乳化劑 非離子乳化劑 按破乳速度分類：快裂型、中裂型、慢裂型 （3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑 1） 作用：用以改善瀝青乳液的穩(wěn)定性。 2）分為兩類：有機(jī)穩(wěn)定劑和無機(jī)穩(wěn)定劑。 3） 用量： 為瀝青乳液的0.1-0.15。 （4）水）水 1） 作用：瀝青分散的介質(zhì)。 2） 用量：30-70。 （5）其他材料）其他材料 酸堿助劑、聚合物改性劑（SBR、SBS、CR等）。 3、乳化瀝青的形成機(jī)理、乳化瀝青的形成機(jī)理 （1）乳化劑降低界面能的作用 （2）增強(qiáng)界面膜的保護(hù)作用 （3）界面電荷穩(wěn)定作用 乳化劑在瀝青微滴表面形成界面膜乳化劑在瀝青微滴表面形成界面膜 4、乳化瀝青的制、乳化瀝青的制 備備 乳化劑乳化劑 水水 制備乳化瀝青工藝流程圖制備乳化瀝青工藝流程圖 存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 罐罐 成成 品品 泵泵 啟動(dòng)程序：成品泵啟動(dòng)程序：成品泵 乳化機(jī)乳化機(jī) 乳液泵乳液泵 瀝青泵瀝青泵 停止程