第四章 瀝青材料

1、第四章第四章 瀝青材料瀝青材料 二、分類二、分類一、概念一、概念:瀝青材料是一種有機膠凝材料，其內部組成瀝青材料是一種有機膠凝材料，其內部組成 是一些十分復雜的碳氫化合物及其非金屬衍是一些十分復雜的碳氫化合物及其非金屬衍 生物的混合物。生物的混合物。 第二節(jié)第二節(jié) 石油瀝青石油瀝青 Petroleum asphalt 一、生產工藝一、生產工藝二、分類二、分類 1.1.按原油成分：按原油成分：石蠟基瀝青（含蠟量石蠟基瀝青（含蠟量 5%）（）（蠟常溫下以結晶 形式存在，降低瀝青的黏結性和塑性）；）； 瀝青基瀝青或環(huán)烷基瀝青（含蠟量瀝青基瀝青或環(huán)烷基瀝青（含蠟量 300300，液體瀝青，液體瀝青 針

2、入度針入度=300=300，黏稠瀝青：，黏稠瀝青： 又分為固體瀝青（又分為固體瀝青（4040）和半固體瀝青）和半固體瀝青(40-300)(40-300)三、石油瀝青的組成三、石油瀝青的組成 瀝青分子通式是：瀝青分子通式是： ，通常在石油瀝，通常在石油瀝青中碳含量為青中碳含量為80%-87%80%-87%，氫為，氫為10%-15%10%-15%，氧、硫、和氮的，氧、硫、和氮的含量少于含量少于3%3%。由于石油瀝青化學組成結構的復雜性，工。由于石油瀝青化學組成結構的復雜性，工程上常將瀝青所含烴類化合物中化學性質相近的成分歸程上常將瀝青所含烴類化合物中化學性質相近的成分歸類分析，從而劃分為若干組，即

3、用組分進行分析。類分析，從而劃分為若干組，即用組分進行分析。 dcbannNSOHC 21.1.三組分分析法三組分分析法 （1 1）油分：粘性液體，使瀝青具有流動性）油分：粘性液體，使瀝青具有流動性（2 2）樹脂：半固體，有酸性和中性之分）樹脂：半固體，有酸性和中性之分 酸性樹脂（地瀝青酸、地瀝青酸酐）：提高黏附性酸性樹脂（地瀝青酸、地瀝青酸酐）：提高黏附性 中性樹脂（含量多）：使瀝青具有可塑性。中性樹脂（含量多）：使瀝青具有可塑性。（3 3）瀝青質：固體粉末，使瀝青具有粘性和耐高溫性，但也）瀝青質：固體粉末，使瀝青具有粘性和耐高溫性，但也 降低瀝青的塑性。降低瀝青的塑性。 含量高，瀝青變硬、

4、變脆。含量高，瀝青變硬、變脆。2.2.四組分分析法四組分分析法 瀝青質、飽和分、芳香分、膠質瀝青質、飽和分、芳香分、膠質（1 1）飽和分：也稱飽和烴。相當于油分，在老化過程）飽和分：也稱飽和烴。相當于油分，在老化過程 中基本不變。中基本不變。（2 2）芳香分：亦稱芳香烴。相當于油分的一種，）芳香分：亦稱芳香烴。相當于油分的一種， 老化過程中部分會轉變成膠質。老化過程中部分會轉變成膠質。（3 3）膠質：相當于樹脂。）膠質：相當于樹脂。（4 4）瀝青質。）瀝青質。3.3.瀝青的含蠟量瀝青的含蠟量（對路面性能的影響）（對路面性能的影響） 高溫時，石蠟變軟，導致瀝青路面的高溫穩(wěn)定性降低，高溫時，石蠟變

5、軟，導致瀝青路面的高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍，另一方面，低溫會使瀝青變脆硬，導致路面低出現(xiàn)車轍，另一方面，低溫會使瀝青變脆硬，導致路面低溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂縫，且蠟會使石料與瀝青之間的粘溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂縫，且蠟會使石料與瀝青之間的粘附性降低，使路面石料與瀝青產生剝落，造成路面的破壞；附性降低，使路面石料與瀝青產生剝落，造成路面的破壞；石蠟的存在還會降低瀝青路面的抗滑性能。石蠟的存在還會降低瀝青路面的抗滑性能。四、石油瀝青的結構四、石油瀝青的結構1.1.膠體理論膠體理論 瀝青的膠體結構是以瀝青的膠體結構是以瀝青質瀝青質為膠核，為膠核，膠質膠質被吸附被吸附其表面，并逐漸向外擴散形成膠團，膠團再分

6、散于其表面，并逐漸向外擴散形成膠團，膠團再分散于芳芳香分香分和和飽和分飽和分中。中。2.2.膠體結構類型（三種）膠體結構類型（三種） a a、溶膠型結構、溶膠型結構 b b、溶凝膠型結構、溶凝膠型結構 c c、凝膠型結構、凝膠型結構溶膠結構：瀝青質含量少，飽和分和芳香分、膠質多。溶膠結構：瀝青質含量少，飽和分和芳香分、膠質多。凝膠結構：瀝青質含量較多，并有相應數(shù)量的膠質形成凝膠結構：瀝青質含量較多，并有相應數(shù)量的膠質形成 膠團，使得膠團的相互移動較困難。膠團，使得膠團的相互移動較困難。溶溶- -凝膠結構：適中（理想結構）。凝膠結構：適中（理想結構）。3.3.膠體結構的評價方法膠體結構的評價方法

7、針入度指數(shù)（針入度指數(shù)（PIPI）瀝青的針入度指數(shù)瀝青的針入度指數(shù)瀝青膠體結構類型瀝青膠體結構類型 2 2溶膠溶膠 2 22 2溶凝膠溶凝膠 2 2凝膠凝膠瀝青的針入度指數(shù)和膠體結構類型瀝青的針入度指數(shù)和膠體結構類型五、石油瀝青的技術性質五、石油瀝青的技術性質1.1.黏滯性：指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，其大小取決黏滯性：指瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，其大小取決 于瀝青的化學組分及溫度。用黏度表示。于瀝青的化學組分及溫度。用黏度表示。 1 1）瀝青的絕對黏度）瀝青的絕對黏度 （動力黏度）（動力黏度） 2 2）瀝青的相對黏度）瀝青的相對黏度 （條件黏度）（條件黏度） 技術指標：技術指標：

8、針入度針入度 、黏度、黏度 瀝青絕對黏度概念圖瀝青絕對黏度概念圖針入度針入度 penetration 針入度試驗適用于測定道路石針入度試驗適用于測定道路石油瀝青稠度，針入度劃分瀝青技術油瀝青稠度，針入度劃分瀝青技術等級的重要指標。等級的重要指標。 1 1）定義：在規(guī)定的溫度和時）定義：在規(guī)定的溫度和時間內，附加一定質量的標準針垂直間內，附加一定質量的標準針垂直貫入試樣的深度，以貫入試樣的深度，以0.1mm0.1mm表示。表示。 2 2）表示方法：）表示方法： 瀝青針入度試驗示意圖瀝青針入度試驗示意圖tmTP,65)5 ,100,25( sgCPo黏度黏度 viscosity 1 1）定義：）定

9、義：液態(tài)瀝青在規(guī)定溫度條件下，液態(tài)瀝青在規(guī)定溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出通過規(guī)定的流孔直徑，流出50ml50ml體積所需要體積所需要的時間的時間。（適用于測定液體石油瀝青、軟煤。（適用于測定液體石油瀝青、軟煤瀝青等的黏度）瀝青等的黏度）2 2）試驗方法：）試驗方法：標準粘度計法標準粘度計法3 3）表示方法：）表示方法： eg：4 4）結論）結論： 相同的溫度和流孔條件下，流出時間相同的溫度和流孔條件下，流出時間越長，表示瀝青黏度越大。越長，表示瀝青黏度越大。dTC,sC1005,60 道路標準黏度計道路標準黏度計2.2.塑性塑性1 1）定義）定義: :瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的

10、能力。瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的能力。2 2）影響因素：瀝青的組分及溫度）影響因素：瀝青的組分及溫度3 3）衡量指標：）衡量指標：延度延度 4 4）試驗：延度儀測定）試驗：延度儀測定 延度試件延度試件結論：結論：瀝青延度越大，塑性越好，瀝青延度越大，塑性越好，柔性和抗斷裂性能越好。柔性和抗斷裂性能越好。3.3.溫度穩(wěn)定性溫度穩(wěn)定性1 1）高溫敏感性（用）高溫敏感性（用軟化點軟化點表示，單位：表示，單位： ） 測定方法：環(huán)球法軟化點儀；測定方法：環(huán)球法軟化點儀； 以瀝青由固化點到滴落點的溫度間隔的以瀝青由固化點到滴落點的溫度間隔的87.21%87.21%為軟為軟化點?；c。環(huán)球法的軟化點

11、儀環(huán)球法的軟化點儀定義：指瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。定義：指瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。 2 2）低溫抗裂性（用）低溫抗裂性（用脆點脆點表示）表示） 脆點的表示：瀝青材料由黏塑狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)達脆點的表示：瀝青材料由黏塑狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)達 到條件脆裂時的溫度。到條件脆裂時的溫度。 測定方法：弗拉斯脆點儀測定方法：弗拉斯脆點儀軟化點越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性愈好。軟化點越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性愈好。瀝青的三大指標：針入度、延度、軟化點瀝青的三大指標：針入度、延度、軟化點要求瀝青具有較高的軟化點和較低的脆點。要求瀝青具有較高的軟化點和

12、較低的脆點。4.4.加熱穩(wěn)定性加熱穩(wěn)定性1 1）定義：）定義：瀝青在過熱或長時間加熱過程中，會發(fā)生輕質餾分瀝青在過熱或長時間加熱過程中，會發(fā)生輕質餾分揮發(fā)、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化學變化，使瀝青的揮發(fā)、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化學變化，使瀝青的化學組成及性質相應地發(fā)生變化，稱為瀝青加熱穩(wěn)定性?；瘜W組成及性質相應地發(fā)生變化，稱為瀝青加熱穩(wěn)定性。 2 2）試驗：）試驗：按規(guī)定要進行對瀝青的加熱質量損失和加熱后殘渣按規(guī)定要進行對瀝青的加熱質量損失和加熱后殘渣性質的試驗性質的試驗對于道路石油瀝青（黏稠瀝青）：瀝青的薄膜加熱試驗對于道路石油瀝青（黏稠瀝青）：瀝青的薄膜加熱試驗對于液體石油瀝

13、青：液體石油瀝青蒸餾試驗對于液體石油瀝青：液體石油瀝青蒸餾試驗測定：測定：1.1.質量損失百分率質量損失百分率2.2.針入度針入度3.3.延度（延度（2525）(cm) (cm) 4.4.延度（延度（1515）(cm) (cm) 5.5.安全性安全性2 2）閃點測定方法：）閃點測定方法：克利夫蘭開口杯式閃點測定儀克利夫蘭開口杯式閃點測定儀1 1）指標）指標: :主要是閃點和燃點。主要是閃點和燃點。閃點：閃點：指加熱瀝青揮發(fā)出可燃氣體與空氣組成的混合氣體在規(guī)指加熱瀝青揮發(fā)出可燃氣體與空氣組成的混合氣體在規(guī)定條件下與火接觸，產生閃光時的瀝青溫度定條件下與火接觸，產生閃光時的瀝青溫度。燃點燃點：指瀝

14、青加熱產生的混合氣體與火接觸，持續(xù)燃燒指瀝青加熱產生的混合氣體與火接觸，持續(xù)燃燒 5s 5s 以以上時的瀝青溫度，一般與閃點相差上時的瀝青溫度，一般與閃點相差1010。 各種瀝青的最高加熱溫度都必須各種瀝青的最高加熱溫度都必須低于其閃點和燃點。低于其閃點和燃點。6.6.溶解度溶解度 定義：石油瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率。（定義：石油瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率。（用以確定瀝青含有用以確定瀝青含有 對筑路有利的有效成分的百分含量對筑路有利的有效成分的百分含量）7.7.含水量含水量 含水危害：含水危害：1.1.施工中揮發(fā)太慢，影響施工速度施工中揮發(fā)太慢，影響施工速度 2.2.加熱時加熱時“溢鍋溢

15、鍋”易引起火災易引起火災 3.3.造成材料損失，影響瀝青與礦質材料的粘結。造成材料損失，影響瀝青與礦質材料的粘結。解決措施：解決措施：在熔化瀝青時，加快攪拌速度，促進水分蒸發(fā)，控制在熔化瀝青時，加快攪拌速度，促進水分蒸發(fā)，控制 加熱溫度。加熱溫度。粘稠瀝青用水分測定儀測定，液體瀝青可直接抽提。粘稠瀝青用水分測定儀測定，液體瀝青可直接抽提。8. 8. 其他性能指標其他性能指標（1 1）針入度指數(shù)（）針入度指數(shù)（PIPI）：）：是表征瀝青感溫性和膠體結構的指標。是表征瀝青感溫性和膠體結構的指標。 則：則：KATp lg1050130 API A- A-針入度溫度感應性系數(shù)針入度溫度感應性系數(shù)得出：

16、針入度指數(shù)得出：針入度指數(shù) 試驗研究認為，瀝青達到軟化點，試驗研究認為，瀝青達到軟化點，此時的針入度在此時的針入度在60060010001000之間，假定為之間，假定為800800（0.1mm0.1mm），溫度感應性系數(shù)），溫度感應性系數(shù)A A可由式：可由式：25lg800lg&)100,5,25( BRgsCTPA（2 2）勁度模量）勁度模量定義：表示瀝青的黏性和彈性聯(lián)合效應的指標。定義：表示瀝青的黏性和彈性聯(lián)合效應的指標。TtbS, PItTfSb, 根據(jù)瀝青材料的針入度指數(shù)根據(jù)瀝青材料的針入度指數(shù)(PI)(PI)、軟化點、路面溫度及荷載作用時、軟化點、路面溫度及荷載作用時間（或頻

17、率）等因素，可通過勁度模量諾模圖獲得瀝青的勁度模量。間（或頻率）等因素，可通過勁度模量諾模圖獲得瀝青的勁度模量。 對于某一給定瀝青材料而言，彈性變形部分和永久變形部分的比對于某一給定瀝青材料而言，彈性變形部分和永久變形部分的比例，取決于應力、荷載作用時間和溫度。例，取決于應力、荷載作用時間和溫度。 瀝青的勁度與溫度、荷載作用時間和瀝青的流變類型（即瀝青的勁度與溫度、荷載作用時間和瀝青的流變類型（即針入度指數(shù)針入度指數(shù)PI）等參數(shù)有關，故：）等參數(shù)有關，故：T欲求勁度時的路面溫度與瀝青軟化點之差值。欲求勁度時的路面溫度與瀝青軟化點之差值。試驗方法：水煮法和水浸法試驗方法：水煮法和水浸法（3 3）

18、黏附性）黏附性不僅與瀝青的性質有關，而且與集料性質（酸堿性）也有關。不僅與瀝青的性質有關，而且與集料性質（酸堿性）也有關。（4 4）老化）老化 瀝青在自然因素（熱、氧化、光和水）作用下，產生不可逆瀝青在自然因素（熱、氧化、光和水）作用下，產生不可逆的化學變化，導致路用性能劣化，稱之為老化。的化學變化，導致路用性能劣化，稱之為老化。直接影響瀝青路面的使用質量和耐久性。直接影響瀝青路面的使用質量和耐久性。 一般應優(yōu)先使用堿性集料，當采用酸性石料時，可摻加一般應優(yōu)先使用堿性集料，當采用酸性石料時，可摻加各種抗剝劑來提高黏附性。各種抗剝劑來提高黏附性。 其組分變化規(guī)律為：其組分變化規(guī)律為：油分油分 樹

19、脂樹脂 瀝青質瀝青質 飽和分，芳香分（較慢）飽和分，芳香分（較慢） 膠質（較快）膠質（較快） 瀝青質瀝青質 瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分率和加熱瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分率和加熱前后針入度比來評定。前后針入度比來評定。 瀝青隨著時間的進展，流動性和塑性將逐漸減小，硬脆性逐漸增瀝青隨著時間的進展，流動性和塑性將逐漸減小，硬脆性逐漸增大，直至脆裂，導致路面、防水層產生裂縫等破壞等。大，直至脆裂，導致路面、防水層產生裂縫等破壞等。 將瀝青抵抗老化的能力稱為大氣穩(wěn)定性，也是瀝青材料的耐久性將瀝青抵抗老化的能力稱為大氣穩(wěn)定性，也是瀝青材料的耐久性指標。指標。 蒸發(fā)損失百分數(shù)愈小和蒸發(fā)后針入

20、度比愈大，則表示瀝青的蒸發(fā)損失百分數(shù)愈小和蒸發(fā)后針入度比愈大，則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性愈好，即大氣穩(wěn)定性愈好，即老化老化”愈慢。愈慢。1.1.道路石油瀝青的技術標準道路石油瀝青的技術標準六、石油瀝青的技術標準六、石油瀝青的技術標準2.2.道路液體石油瀝青的技術標準道路液體石油瀝青的技術標準（1 1）分級：）分級：A A、B B、C C三級，適用范圍見表三級，適用范圍見表4-34-3；（2 2）標號：根據(jù)針入度劃分）標號：根據(jù)針入度劃分160160號、號、130130號、號、110110號、號、9090號、號、 7070號、號、5050號、號、3030號七個標號。號七個標號。 隨著標號增加，瀝青的

21、黏度減?。ㄡ樔攵仍黾樱苄噪S著標號增加，瀝青的黏度減?。ㄡ樔攵仍黾樱苄栽黾樱ㄑ佣仍龃螅?，而溫度穩(wěn)定性變差（軟化點降低）。增加（延度增大），而溫度穩(wěn)定性變差（軟化點降低）。按其凝結速度分快凝、中凝、慢凝三個等級按其凝結速度分快凝、中凝、慢凝三個等級3.3.怎樣劃分石油瀝青的標號？標號大小與瀝青主要性質怎樣劃分石油瀝青的標號？標號大小與瀝青主要性質間的關系如何？在施工中選用瀝青時，是不是標號越高間的關系如何？在施工中選用瀝青時，是不是標號越高的瀝青質量越好？的瀝青質量越好？ 1.1.石油瀝青的化學組分及其基本特征？石油瀝青的化學組分及其基本特征？2.2.石油瀝青的三大指標是什么？分別表示瀝青

22、的什么性石油瀝青的三大指標是什么？分別表示瀝青的什么性質？如何測定？質？如何測定？ 針人度、延度、軟化點統(tǒng)稱為瀝青的針人度、延度、軟化點統(tǒng)稱為瀝青的“三大指標三大指標”。 針入度表示固體或是半固體瀝青的黏性指標針入度表示固體或是半固體瀝青的黏性指標 ，其實質反映了瀝青，其實質反映了瀝青膠體結構的緊密程度，即膠團之間引力大小的性質。對于固態(tài)瀝青主要膠體結構的緊密程度，即膠團之間引力大小的性質。對于固態(tài)瀝青主要用針入度表示。數(shù)值愈大，表示瀝青黏性愈小。液態(tài)瀝青黏性用黏度表用針入度表示。數(shù)值愈大，表示瀝青黏性愈小。液態(tài)瀝青黏性用黏度表示。示。 延度是表示瀝青塑性指標，是指瀝青受到外力作用時，產生連續(xù)

23、變延度是表示瀝青塑性指標，是指瀝青受到外力作用時，產生連續(xù)變形而不破壞，當外力撤消，能保持獲得的變形的能力。形而不破壞，當外力撤消，能保持獲得的變形的能力。 軟化點是表示瀝青溫度敏感性的指標，是指瀝青的黏性和塑性隨溫軟化點是表示瀝青溫度敏感性的指標，是指瀝青的黏性和塑性隨溫度變化而改變程度的性能。軟化點高，反映需要在較高溫度作用下，才度變化而改變程度的性能。軟化點高，反映需要在較高溫度作用下，才會發(fā)生瀝青的黏性流動，說明在這樣的使用狀態(tài)下，瀝青的塑性和粘性會發(fā)生瀝青的黏性流動，說明在這樣的使用狀態(tài)下，瀝青的塑性和粘性改變程度不大，即溫度敏感性小。若在相同使用條件下，瀝青的軟化點改變程度不大，即

24、溫度敏感性小。若在相同使用條件下，瀝青的軟化點低，則塑性和粘性變化大，瀝青的溫度敏感性大。低，則塑性和粘性變化大，瀝青的溫度敏感性大。2.2.石油瀝青的三大指標是什么？分別表示瀝青的什么性石油瀝青的三大指標是什么？分別表示瀝青的什么性質？如何測定？質？如何測定？3.3.石油瀝青的標號主要是根據(jù)瀝青的針入度劃分的。標號由小到大，瀝青石油瀝青的標號主要是根據(jù)瀝青的針入度劃分的。標號由小到大，瀝青性質表現(xiàn)為黏性逐漸降低、塑性增大、溫度敏感性增大。性質表現(xiàn)為黏性逐漸降低、塑性增大、溫度敏感性增大。 選用石油瀝青的原則是根據(jù)工程性質（房屋、道路、防腐）及當?shù)貧膺x用石油瀝青的原則是根據(jù)工程性質（房屋、道路

25、、防腐）及當?shù)貧夂驐l件、所處工程部位（層面、地下）來選用。在滿足上述要求的前提下，候條件、所處工程部位（層面、地下）來選用。在滿足上述要求的前提下，盡量選用標號高的石油瀝青，以保證有較長的使用年限。這是因為標號高盡量選用標號高的石油瀝青，以保證有較長的使用年限。這是因為標號高的瀝青比標號低的瀝青含油分多，其揮發(fā)、變質所需時間較長，不易變硬，的瀝青比標號低的瀝青含油分多，其揮發(fā)、變質所需時間較長，不易變硬，所以抗老化能力強，耐久性好。但是標號太高瀝青也會出現(xiàn)軟化點較低的所以抗老化能力強，耐久性好。但是標號太高瀝青也會出現(xiàn)軟化點較低的現(xiàn)在，在高溫環(huán)境下使用就會出現(xiàn)流淌等現(xiàn)在，所以說瀝青不是標號越高

26、現(xiàn)在，在高溫環(huán)境下使用就會出現(xiàn)流淌等現(xiàn)在，所以說瀝青不是標號越高質量越好。質量越好。 第二節(jié)第二節(jié) 其他瀝青其他瀝青其他瀝青其他瀝青改性瀝青改性瀝青乳化瀝青乳化瀝青煤瀝青煤瀝青一、煤瀝青一、煤瀝青 煤瀝青是煙煤煉焦或制煤氣時，從干餾所揮發(fā)的物質中煤瀝青是煙煤煉焦或制煤氣時，從干餾所揮發(fā)的物質中冷凝出煤焦油，將焦油再繼續(xù)蒸餾提取輕油、中油及重油后所冷凝出煤焦油，將焦油再繼續(xù)蒸餾提取輕油、中油及重油后所剩的殘渣，即是煤瀝青。剩的殘渣，即是煤瀝青。 根據(jù)干餾溫度的不同，分為：高溫煤焦油根據(jù)干餾溫度的不同，分為：高溫煤焦油路用煤焦油，路用煤焦油，及低溫煤焦油兩類。及低溫煤焦油兩類。1.1.煤瀝青的化學

27、組成和結構特點煤瀝青的化學組成和結構特點 1 1）化學組成）化學組成 游離碳（自由碳）：增加瀝青的黏滯性、提高熱穩(wěn)定性游離碳（自由碳）：增加瀝青的黏滯性、提高熱穩(wěn)定性 樹脂：硬樹脂：黏滯性樹脂：硬樹脂：黏滯性 軟樹脂：塑性軟樹脂：塑性 油分：流動性油分：流動性2 2）煤瀝青的結構）煤瀝青的結構膠體分散系膠體分散系 此外，煤瀝青中還含有少量堿性物質（吡啶、喹啉等）和酸性物質此外，煤瀝青中還含有少量堿性物質（吡啶、喹啉等）和酸性物質（酚），酚有毒且能溶于水。（酚），酚有毒且能溶于水。 煤瀝青中的酸性物質都屬表面活性物質，其含量高于石油瀝青。所以煤瀝青中的酸性物質都屬表面活性物質，其含量高于石油瀝青

28、。所以煤瀝青表面活性比石油瀝青高，與石料黏結力好。煤瀝青表面活性比石油瀝青高，與石料黏結力好。2.2.煤瀝青的技術性質和技術標準煤瀝青的技術性質和技術標準 1 1）煤瀝青的技術性質）煤瀝青的技術性質 與石油瀝青的差異：與石油瀝青的差異： 煤瀝青含有較多不飽和的碳氫化合物，化學穩(wěn)定性差，所煤瀝青含有較多不飽和的碳氫化合物，化學穩(wěn)定性差，所以大氣穩(wěn)定性差，易老化。以大氣穩(wěn)定性差，易老化。 煤瀝青含有較多的游離碳，塑性較差，使用時易因受力變煤瀝青含有較多的游離碳，塑性較差，使用時易因受力變形而開裂。形而開裂。 可溶性樹脂含量多，受熱易軟化，所以溫度穩(wěn)定性差。可溶性樹脂含量多，受熱易軟化，所以溫度穩(wěn)定

29、性差。 煤瀝青所含的酸、堿性物質都是表面活性物質，與礦煤瀝青所含的酸、堿性物質都是表面活性物質，與礦料的粘結力較強。料的粘結力較強。 煤瀝青含有酚、蒽油等有毒物質，防腐性能好。煤瀝青含有酚、蒽油等有毒物質，防腐性能好。 煤瀝青的密度比石油瀝青大。煤瀝青的密度比石油瀝青大。 由于煤瀝青的主要技術性質比石油瀝青差，但煤瀝青與礦料的由于煤瀝青的主要技術性質比石油瀝青差，但煤瀝青與礦料的黏結性好，適量摻入石油瀝青中，可增強石油瀝青的黏結力，但不黏結性好，適量摻入石油瀝青中，可增強石油瀝青的黏結力，但不應隨意混合，否則產生沉渣、變質等現(xiàn)象，黏結性急劇下降甚至完應隨意混合，否則產生沉渣、變質等現(xiàn)象，黏結性

30、急劇下降甚至完全失去粘結力。全失去粘結力。2 2）煤瀝青的技術指標）煤瀝青的技術指標 黏度：黏度：用標準黏度計測量。與液體瀝青一樣。用標準黏度計測量。與液體瀝青一樣。 蒸餾試驗餾分含量及殘渣性質：蒸餾試驗餾分含量及殘渣性質：測定試樣受熱時，在規(guī)定溫度范測定試樣受熱時，在規(guī)定溫度范圍內蒸出的餾分含量，及蒸餾后殘留物的含量。圍內蒸出的餾分含量，及蒸餾后殘留物的含量。 餾分含量的限制控制了煤瀝青由于蒸發(fā)而老化的安全性；餾分含量的限制控制了煤瀝青由于蒸發(fā)而老化的安全性； 殘渣性質試驗保證了煤瀝青殘渣具有適宜的黏結性。殘渣性質試驗保證了煤瀝青殘渣具有適宜的黏結性。 煤瀝青焦油酸含量：煤瀝青焦油酸含量：導

31、致路面強度降低，且有毒，在瀝青中的含導致路面強度降低，且有毒，在瀝青中的含量必須加以限制。量必須加以限制。 含萘量：含萘量：萘是有害物且易升華，有毒，能加速老化，萘易使瀝青萘是有害物且易升華，有毒，能加速老化，萘易使瀝青失去塑性。含量越低越好。失去塑性。含量越低越好。甲苯不溶物：甲苯不溶物：瀝青中不溶于甲苯的物質。瀝青中不溶于甲苯的物質。水分：水分：過量的水分造成瀝青損失，易引起火災。過量的水分造成瀝青損失，易引起火災。3.3.煤瀝青與石油瀝青的鑒別（見后頁表）煤瀝青與石油瀝青的鑒別（見后頁表）鑒別方法鑒別方法石油瀝青石油瀝青煤瀝青煤瀝青相對密度相對密度接近接近1.0 1.25 1.28燃燒燃

32、燒煙少，無色，無毒煙少，無色，無毒煙多，黃色，臭味大，有毒煙多，黃色，臭味大，有毒顏色顏色呈輝亮褐色呈輝亮褐色濃黑色濃黑色溶解試驗溶解試驗可溶于汽油或煤油可溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油捶擊捶擊韌性較好，有彈性感，不易碎韌性較好，有彈性感，不易碎韌性差，較脆韌性差，較脆大氣穩(wěn)定性大氣穩(wěn)定性較高較高較低較低抗腐蝕性抗腐蝕性弱弱強強石油瀝青和煤瀝青的簡易鑒別方法石油瀝青和煤瀝青的簡易鑒別方法二、乳化瀝青二、乳化瀝青1.1.概述概述 1 1）定義：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化）定義：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化 加工制的的均勻瀝青產品，在常溫下具有

33、較好的流動性。加工制的的均勻瀝青產品，在常溫下具有較好的流動性。 2 2）優(yōu)點：）優(yōu)點： 冷態(tài)施工，操作方便，節(jié)約能源冷態(tài)施工，操作方便，節(jié)約能源 可在潮濕地基上施工（與濕集料拌和，具有足夠的黏結力）可在潮濕地基上施工（與濕集料拌和，具有足夠的黏結力） 無毒、無臭、施工安全，環(huán)保、污染少無毒、無臭、施工安全，環(huán)保、污染少3 3）缺點：）缺點： 穩(wěn)定性差，貯存期不超過半年（貯存期長易產生分層）穩(wěn)定性差，貯存期不超過半年（貯存期長易產生分層） 修筑路面成型期長修筑路面成型期長 2.2.組成材料組成材料乳化瀝青乳化瀝青 = = 瀝青瀝青 + + 乳化劑乳化劑 + + 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑 + + 水水 1

34、1）瀝青）瀝青 （主要組成材料，占（主要組成材料，占55-7055-70）2 2）乳化劑）乳化劑（關鍵材料）（關鍵材料） 瀝青乳化劑是表面活性劑的一種類型，分子結構中的親水瀝青乳化劑是表面活性劑的一種類型，分子結構中的親水 基團和親油基團能使互不相容的瀝青與水連接起來。基團和親油基團能使互不相容的瀝青與水連接起來。 分類分類 按親水基在水中是否電離分：離子型和非離子型乳化劑；按親水基在水中是否電離分：離子型和非離子型乳化劑；離子型乳化劑又分為：陰離子型、陽離子型和兩性離子型乳化劑。離子型乳化劑又分為：陰離子型、陽離子型和兩性離子型乳化劑。3 3）穩(wěn)定劑）穩(wěn)定劑 作用：作用：為了儲存或施工時增加

35、瀝青的穩(wěn)定性為了儲存或施工時增加瀝青的穩(wěn)定性 分類：有機穩(wěn)定劑和無機穩(wěn)定劑分類：有機穩(wěn)定劑和無機穩(wěn)定劑 用量：為瀝青乳液的用量：為瀝青乳液的0.10.1 -0.15-0.154 4）水）水 作用：起潤濕、溶解及化學反應的作用。作用：起潤濕、溶解及化學反應的作用。 (2)(2)要求：要求：不含雜質，對硬度也有要求，不能含鈣離子過多不含雜質，對硬度也有要求，不能含鈣離子過多 (3)(3)用量：用量：3030 -70-703.3.乳化瀝青的形成機理乳化瀝青的形成機理1 1）乳化劑降低界面能的作用）乳化劑降低界面能的作用2 2）增強界面膜的保護作用）增強界面膜的保護作用3 3）界面電荷穩(wěn)定作用）界面電

36、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4.4.乳化瀝青技術性質和技術要求乳化瀝青技術性質和技術要求瀝青能均勻穩(wěn)定地分散在乳化劑水溶液中，主要原因有：瀝青能均勻穩(wěn)定地分散在乳化劑水溶液中，主要原因有：5.5.乳化瀝青的分裂機理乳化瀝青的分裂機理1 1）分裂：）分裂：從乳液中分裂出來的瀝青微滴在集料表面凝結成從乳液中分裂出來的瀝青微滴在集料表面凝結成 一層連續(xù)的瀝青薄膜一層連續(xù)的瀝青薄膜 。2 2）乳液分裂的外觀特征：）乳液分裂的外觀特征：瀝青由棕褐色變成黑色瀝青由棕褐色變成黑色3 3）分裂原因：）分裂原因： 乳液與集料表面的吸附作用乳液與集料表面的吸附作用 水分的

37、蒸發(fā)作用水分的蒸發(fā)作用6.6.乳化瀝青的應用乳化瀝青的應用1 1）灑布法：）灑布法：如透層、粘層、表面處治或貫入式瀝青碎石路面如透層、粘層、表面處治或貫入式瀝青碎石路面2 2）拌和法：）拌和法：稀漿封層或冷拌瀝青混合料稀漿封層或冷拌瀝青混合料透層：為使瀝青面層與非瀝青材料基層結合良好，在基層上噴灑液體石油透層：為使瀝青面層與非瀝青材料基層結合良好，在基層上噴灑液體石油 瀝青、乳化瀝青、煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。瀝青、乳化瀝青、煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。粘層：為加強路面瀝青層與瀝青層之間、瀝青層與水泥混凝土路面之間的粘層：為加強路面瀝青層與瀝青層之間、瀝青層與水泥

38、混凝土路面之間的 粘結而灑布的瀝青材料薄層。粘結而灑布的瀝青材料薄層。稀漿封層：用適當級配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉稀漿封層：用適當級配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉 等）與乳化瀝青、外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態(tài)等）與乳化瀝青、外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態(tài) 的瀝青混合料，將其均勻地攤鋪在路面上形成的瀝青封層。的瀝青混合料，將其均勻地攤鋪在路面上形成的瀝青封層。三、改性瀝青三、改性瀝青1.1.定義定義 為了提高瀝青混合料的路用性能，摻加某些高分子化合物或為了提高瀝青混合料的路用性能，摻加某些高分子化合物或其他填料等外摻劑，或采取對瀝青輕度氧化加

39、工等措施，使瀝青其他填料等外摻劑，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的瀝青結合料。的性能得以改善而制成的瀝青結合料。2.2.改性劑的種類改性劑的種類 1 1）聚合物類）聚合物類 （橡膠類、熱塑性橡膠類、樹脂類）（橡膠類、熱塑性橡膠類、樹脂類） 2 2）纖維類）纖維類 3 3）固體顆粒類）固體顆粒類 4 4）粘附性改性劑）粘附性改性劑 5 5）耐老化改性劑（常用的是碳黑）等）耐老化改性劑（常用的是碳黑）等一、填空題一、填空題1.1.道路粘稠石油瀝青的道路粘稠石油瀝青的“三大指標三大指標”指的是指的是 、 和和 ，其表征的技術性質分別為其表征的技術性質分別為 、 和和 ，其

40、單位分別，其單位分別為為 、 和和 。2.2.瀝青的粘滯性對于粘稠瀝青用瀝青的粘滯性對于粘稠瀝青用 表示，液體瀝青用表示，液體瀝青用 表示。表示。 3.3.石油瀝青的結構有石油瀝青的結構有 、 和和 三種類型，判定其結構類三種類型，判定其結構類型的依據(jù)是型的依據(jù)是 ，路用優(yōu)質瀝青屬于，路用優(yōu)質瀝青屬于 結構。結構。課堂訓練課堂訓練4.石油瀝青的溫度穩(wěn)定性用石油瀝青的溫度穩(wěn)定性用 和和 表示。表示。5.5.我國道路石油瀝青的標號是按我國道路石油瀝青的標號是按 劃分的。劃分的。 黏度表示方式黏度表示方式C C（t t，d d）中）中 ，t t表示表示 ，d d表示表示 。 6.6.乳化瀝青的組成材料有乳化瀝青的組成材料有 、 、