瀝青綜合知識(shí)

瀝青綜合學(xué)問瀝青是一種有機(jī)膠凝材料，它是由一些極其簡單的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘佟惭酢⒌?、硫等〕衍生物所組成的混合物。在常溫下，瀝青呈褐色或黑褐色的固體、半固體或粘稠液體狀態(tài)。它具有把砂、石等礦物質(zhì)材料膠結(jié)成為一個(gè)整體的力量，形成具有肯定強(qiáng)度的瀝青混凝土，因此，被廣泛地應(yīng)用于鋪筑路面、防滲墻等道路和水利工程中。瀝青是憎水性材料，幾乎不溶于水，而且本身構(gòu)造致密，具有良好的防水性、耐腐蝕性；它能與混凝土、砂漿、磚、石料、木材、金屬等材料結(jié)實(shí)地粘結(jié)在一起，且具有肯定的塑性，能適應(yīng)基材的變形。因此，瀝青材料及其制品又被廣泛地應(yīng)用于地下防潮、防水和屋面防水等建筑工程中瀝青材料。瀝青的種類較多，按產(chǎn)源可分為：在工程中，最常用的是石油瀝青，其次是煤瀝青。石油瀝青一、石油瀝青的生產(chǎn)工藝概述〔一〕石油的基屬分類石油是煉制石油瀝青的原料，石油瀝青的性質(zhì)首先與石油的基屬有關(guān)。我國目前的原油分類是依據(jù)“關(guān)鍵餾分特性”和“含硫量”進(jìn)展分類的。25275.33kPa的壓力下減壓蒸餾，取得275～300℃的餾分稱為“其次關(guān)鍵餾分9-1所列相對(duì)密度范圍或特性因素，打算兩個(gè)關(guān)鍵餾分的基屬，如石蠟基、中間基或環(huán)烷基。關(guān)鍵餾分第一關(guān)鍵餾分其次關(guān)鍵餾分＜0.8207〔K＞12.2關(guān)鍵餾分第一關(guān)鍵餾分其次關(guān)鍵餾分＜0.8207〔K＞12.2〕=0.8721～0.9302〔K=11.5～12.2〕＞0.9302〔K＜11.5〕9-1石蠟基〔P〕關(guān)鍵餾分的基屬分類指標(biāo)中間基〔M〕環(huán)烷基〔N〕相對(duì)密度 ＜0.8207相對(duì)密度 =0.8207～0.8506相對(duì)密度 ＞0.8506＞11.〕〔K=11.5～11.9〕〔K＜11.5〕注：①K為特性因素，依據(jù)關(guān)鍵餾分的沸點(diǎn)和密度指數(shù)查有關(guān)諾模圖而求得。表表9-2原油按關(guān)鍵餾分基屬的分類其次關(guān)鍵餾分基屬石蠟基〔P〕石蠟基〔P〕中間基〔M〕中間—石蠟基〔M-P〕環(huán)烷基〔N〕中間基〔中間基〔M〕環(huán)烷基〔N〕石蠟-中間基〔P-M〕中間基〔M〕中間—環(huán)烷基〔M-N〕環(huán)烷—中間基〔N-M〕環(huán)烷基〔N〕含硫量的分類。含硫量＜0.5%者為低硫原油；含硫量高于0.5%者為含硫原油。如含硫?yàn)?.22%的石蠟基原油稱為低硫0.85%的中間基原油稱為含硫中間基原油。按現(xiàn)行常規(guī)工藝，作為生產(chǎn)瀝青原料的原油基屬的選擇，最好是選用環(huán)烷基原油，其次是中間基原油，最好不選用石蠟基原油，由于石蠟含量的存在將給瀝青性能帶來不良的影響。但是石蠟基原油通過現(xiàn)代工藝亦能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)瀝青。〔二〕石油瀝青生產(chǎn)工藝概述石油瀝青是石油原油經(jīng)蒸餾提煉出各種輕質(zhì)油〔如汽油、柴油等〕及潤滑油以后的殘留物，再經(jīng)加工而得的產(chǎn)品。生產(chǎn)9-1所示。原油常常壓蒸餾后得到常壓渣油，再經(jīng)減壓蒸餾后，得到減壓渣油。渣油經(jīng)過再減蒸工藝，進(jìn)一步深拔出各種重質(zhì)油品，可得到不同稠度的直餾瀝青；渣油經(jīng)不同深度的氧化后，可以得到不同稠度的氧化瀝青或半氧化瀝青；渣油經(jīng)不同程度地脫出脫瀝青油，可得到不同稠度的溶劑瀝青。除輕度蒸餾和輕度氧化的瀝青屬于高標(biāo)號(hào)慢凝瀝青外，這些瀝青都屬于粘稠瀝青。在粘稠瀝青中摻加煤油或汽油等揮發(fā)速度較快的溶劑，稱為中凝液體瀝青或快凝液體瀝青。為得到不同稠度的瀝青，也可以承受硬的瀝青與軟的瀝青〔粘稠瀝青或慢凝液體瀝青〕以適當(dāng)比例調(diào)配，稱為調(diào)配瀝青。依據(jù)比例不同所得成品可以是粘稠瀝青，亦可以是慢凝液體瀝青。快凝液體瀝青需要消耗高價(jià)的有機(jī)稀釋劑，同時(shí)要求石料必需是枯燥的。為節(jié)約溶劑和擴(kuò)大使用范圍，可將瀝青分散于有乳化劑的水中而形成瀝青乳液，這種乳液亦稱為乳化瀝青。9-1石油瀝青生產(chǎn)工藝流程示意圖為更好地發(fā)揮石油瀝青和煤瀝青的優(yōu)點(diǎn)，選擇適當(dāng)比例的煤瀝青與石油瀝青混合而成一種穩(wěn)定的膠體，這種膠體稱為混合瀝青。瀝青的制造方法不同，其性狀有很大的差異，簡述如下：蒸餾法：與氧化瀝青相比，通常直餾瀝青具有較好的低溫變形力量，但溫度感應(yīng)性大。半氧化法：所得瀝青兼具高溫順低溫兩方面性能。溶劑脫瀝青法：溶劑脫瀝青法的優(yōu)點(diǎn)是，可以使石蠟基渣油原料中的蠟，隨脫瀝青油萃取出，而得到的溶劑脫瀝青的含蠟量大大降低，使瀝青的性能得到改善。二、石油瀝青的組成和構(gòu)造〔一〕元素組成油源工藝9-3石油瀝青的分子量、元素組成和碳?xì)浔仍亟M成〔質(zhì)量，%〕平均分子式工藝1A-60低硫石蠟基2A-60含硫中間基3A-60含硫中間環(huán)烷基4A-60含硫環(huán)烷基石油瀝青是由多種碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘佟惭?、硫、氮〕的衍生物組成的混合物。所以它的組成主要是碳80油源工藝9-3石油瀝青的分子量、元素組成和碳?xì)浔仍亟M成〔質(zhì)量，%〕平均分子式工藝1A-60低硫石蠟基2A-60含硫中間基3A-60含硫中間環(huán)烷基4A-60含硫環(huán)烷基序?yàn)r青標(biāo)分子量碳?xì)湓颖忍?hào)號(hào) 油源基屬加工 MW碳〔C〕氫〔H〕氧〔O〕硫〔S〕氮〔N〕C/H丙烷脫95586.1011.001.780.380.740.657C68.5H104.2O1.1S0.1N0.5氧化102084.5010.601.682.510.710.669C71.8H107.3O1.1S0.8N0.5氧化114284.1010.501.243.121.040.672C80..0H119.0O0.9S1.1N0.8氧化130081.909.601.506.470.530.716C88..6H123.8O1.2N0.5由于瀝青化學(xué)組成構(gòu)造的簡單性，雖然多年來很多化學(xué)家致力于這方面的爭論，但是目前仍不能直接得到瀝青元素含量與路用性能之間的關(guān)系。元素組成與分子量協(xié)作可以計(jì)算出瀝青的平均分子式〔見表9-數(shù)據(jù)協(xié)作可以計(jì)算出瀝青的平均化學(xué)構(gòu)造。因此，瀝青的元素組成是爭論瀝青化學(xué)構(gòu)造的重要參數(shù)。微量元素在瀝青中的作用，目前還爭論不夠。一般認(rèn)為，他們的含量與瀝青的加工藝〔如與催化劑的匹配〕和性能改善〔如與改性劑的協(xié)同作用〕有較親熱的關(guān)系?！捕郴瘜W(xué)組分石油瀝青是由多種化合物所組成的混合物，由于它的構(gòu)造簡單性，將其分別為純粹的化合物單體，目前分析技術(shù)還有一定困難。實(shí)際上，在生產(chǎn)應(yīng)用中，并沒有這樣的必要。因此，很多爭論者就致力于瀝青“化學(xué)組分”分析的爭論?；瘜W(xué)組分分析就是將瀝青分別為化學(xué)性質(zhì)相近，而且與其路用性質(zhì)有肯定聯(lián)系的幾個(gè)組，這些組就稱為“組分石油瀝青的化學(xué)組分，很多爭論者曾提出不同的分析方法，而且還在不斷修正和進(jìn)展中。我國現(xiàn)行《大路工程瀝青及瀝〔JTJ052-2023〕中規(guī)定有三組分和四組分兩種分析法。三組分分析法。石油瀝青的三組分分析法是將石油瀝青分別為：油分、樹脂和瀝青質(zhì)3個(gè)組分。因我國富產(chǎn)石蠟基中間基瀝青，在油分中往往含有蠟，故在分析時(shí)還應(yīng)將油蠟分別。由于這一組分分析方法，是兼用了選擇性溶解和選擇性吸附的方法，所以又稱為溶解一吸附法。該方法分析流程是用正庚烷沉淀瀝青質(zhì)，繼將溶于正庚烷中的可溶分用硅膠吸附，裝于抽提儀中抽提油蠟，再用苯—乙醇抽出樹脂。最終將抽出的油蠟用丁酮—苯為脫蠟溶劑。在-20℃的條件下，冷凍過濾分別油、蠟。按此方法的分析原理，如9-2所示。按三組分分析法所得各組分的性狀如表9-4。按上述分析方法，對(duì)幾種不同油源和工藝的典型國產(chǎn)瀝青進(jìn)展組分分析，其結(jié)果如表9-5。從表中分析結(jié)果可以看出，一樣粘度等級(jí)的瀝青，由于原油基屬的差異，其所含化學(xué)組分不同。9-2石油瀝青三組分分析原理圖解組分 外觀特征

9-4石油瀝青三組分分析法的各組分性狀平均分子量碳?xì)浔取苍颖取矯/H

物化特征油分淡黃透亮液體紅褐色粘稠半樹脂固體

200～700800～3000

0.5～0.70.7～0.8

幾乎可溶于大局部有機(jī)溶劑，具有光學(xué)活性，常覺察有熒光，相對(duì)0.910～0.9251001.000瀝青瀝青質(zhì)深褐色固體末狀微粒0.8～1.0加熱不熔化，分解為硬焦碳，使瀝青呈黑色油源基屬加工工藝油分〔O〕樹脂〔R〕瀝青質(zhì)〔A〕蠟〔P〕1AL〔S〕-4C =38S60，5低餾石蠟基直餾36.4130.3510.3222.922AL〔S〕-4C =32S60，5含餾中間基直餾38.9732.4612.3916.183AL〔S〕-4C =34S60，5含餾環(huán)烷基直餾37.4137.2916.408.904A-60P 25℃低餾石蠟基氧化13.6419.9733.8632.535A-60P =62〔1/10mm〕25℃低餾石蠟基丙脫4.0677.0514.864.03序號(hào)瀝青標(biāo)號(hào)9-5序號(hào)瀝青標(biāo)號(hào)9-5石油瀝青化學(xué)組分〔溶解—吸附法〕油源工藝瀝青粘〔稠〕度化學(xué)組分四組分分析法。四組分分析法是將瀝青試樣先用正庚烷沉淀“瀝青質(zhì)At〔即軟瀝青質(zhì)〕鋁譜柱上，先用正庚烷沖洗，所得的組分稱為“飽和分SAr—乙醇、甲苯、乙醇沖洗，所得組分稱為“膠質(zhì)。按此方法分析的原理，如圖9-3的飽和分與芳香分，以丁酮—苯為脫蠟溶劑，在-20℃下冷凍分別固態(tài)烷烴，確定含蠟量。9-6石油瀝青四組分分析法的各組分性狀性狀組分外觀特征相對(duì)密度9-6石油瀝青四組分分析法的各組分性狀性狀組分外觀特征相對(duì)密度〔平平均分子量芳烴指數(shù)環(huán)數(shù)/分子〔平均〕化學(xué)構(gòu)造環(huán)烷芳香飽和分無色液體黃色至紅色液芳香分體膠質(zhì)棕色粘稠液體深棕色至黑色瀝青質(zhì)固態(tài)[純鏈烷烴]+[純環(huán)烷]+[混合鏈烷-環(huán)烷烴][混合鏈烷-環(huán)烷-芳香烴]+[芳香烴]+[含S化合物][〔鏈烷-環(huán)烷-芳香烴〕多環(huán)構(gòu)造]+[含S，O，N化合物][〔鏈烷-環(huán)烷-芳香烴〕縮合環(huán)構(gòu)造]+[含S，O，N化合物]均〕環(huán)環(huán)0.896250.003.00.00.997300.253.52.01.099700.423.67.41.1534000.50——依據(jù)石油瀝青四組分分析法，各組分對(duì)瀝青性質(zhì)的影響，依據(jù)L.W.科爾貝特的爭論認(rèn)為：飽和分含量增加，可使瀝青稠度降低〔針入度增大的感溫性；樹脂和瀝青質(zhì)的含量增加，可使瀝青的粘度提高。油源工藝9-7石油瀝青化學(xué)組分〔色層分析法〕化學(xué)組分〔質(zhì)量，%〕瀝青技術(shù)性質(zhì)序?yàn)r青號(hào)標(biāo)號(hào)油源工藝飽和分〔S油源工藝9-7石油瀝青化學(xué)組分〔色層分析法〕化學(xué)組分〔質(zhì)量，%〕瀝青技術(shù)性質(zhì)序?yàn)r青號(hào)標(biāo)號(hào)油源工藝飽和分〔S〕芳香分〔Ar〕膠質(zhì)〔R〕瀝青質(zhì)蠟〔P〕針入度軟化點(diǎn)延度1半A-60 低硫石 氧蠟基化2丙A-60 低硫石 烷蠟基脫3A-60含硫環(huán)烷-中間基氧化〔1/10mm〕〔℃〕〔cm〕7.522.756.70.312.864.551.812.61.325.663.90.29.062.048.358.810.826.148.010.05.144.551.069.344A-60 含硫環(huán)烷基氧化8.141.628.420.01.943.051.3100+瀝青的含蠟量。蠟組分的存在對(duì)瀝青性能的影響，是瀝青性能爭論的一個(gè)重要課題。特別是我國富產(chǎn)石蠟基原油的情況下，更為眾所關(guān)注。蠟對(duì)瀝青性能的影響，現(xiàn)有爭論認(rèn)為：瀝青中蠟的存在，在高溫時(shí)會(huì)使瀝青簡潔發(fā)軟，導(dǎo)致瀝青高溫穩(wěn)定性降低，消滅車轍或流淌；相反，在低溫時(shí)會(huì)使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致低溫抗裂性降低；此外，蠟會(huì)使瀝青與石料粘附性降低，在有水的條件下，會(huì)使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞；更嚴(yán)峻的是，含蠟瀝青會(huì)使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。對(duì)于瀝青含蠟量的限制，由于世界各國測(cè)定方法不同，所以限制值也不全都，其范圍為2%～4%。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，重交通量道路石油瀝青的含蠟量〔蒸餾法〕不大于3%。〔三〕膠體構(gòu)造瀝青的技術(shù)性質(zhì)，不僅取決于它的化學(xué)組分及其化學(xué)構(gòu)造，而且取決于它的膠體構(gòu)造。膠體構(gòu)造的形式?，F(xiàn)代膠體理論認(rèn)為：瀝青的膠體構(gòu)造，是以固態(tài)超微小粒的瀝青質(zhì)為分散相。通常是假設(shè)干個(gè)瀝青質(zhì)麋集在一起，它們吸附了極性半固態(tài)的膠質(zhì)，而形成“膠團(tuán)的芳香分和飽和分組成的分散介質(zhì)中，形成穩(wěn)定的膠體。在瀝青中，分子量很高的瀝青質(zhì)不能直接膠溶于分子量很低的芳香分和飽和分的介質(zhì)中，特別是飽和分為膠凝劑，它會(huì)阻礙瀝青質(zhì)的膠溶。瀝青之所以能形成穩(wěn)定的膠體，是由于強(qiáng)極性的瀝青吸附了極性較強(qiáng)的膠質(zhì)，膠質(zhì)中極性最強(qiáng)的局部吸附在瀝青質(zhì)外表，然后逐步向外集中，極性漸漸減小，芳香度也漸漸減弱，距離瀝青質(zhì)愈遠(yuǎn)，則極性愈小，直至與芳香分接近，直至到幾乎沒有極性的飽和分。這樣，在瀝青膠體構(gòu)造中，從瀝青質(zhì)到膠質(zhì)，再從芳香分到飽和分，它們的極性是逐步遞減的，沒有明顯的分界限。膠體構(gòu)造分類。依據(jù)瀝青中各組分的化學(xué)組成和相對(duì)含量的不同，可以形成不同的膠體構(gòu)造。瀝青的膠體構(gòu)造，可分3個(gè)類型。9-4瀝青的膠體構(gòu)造示意圖溶膠型構(gòu)造：當(dāng)瀝青中瀝青質(zhì)分子量較小，并且含量很少〔例如在10以下質(zhì)，這樣使膠團(tuán)能夠完全膠溶而分散在芳香分和飽和分的介質(zhì)中。在此狀況下，膠團(tuán)相距較遠(yuǎn)，它們之間吸引力很小〔甚至沒有吸引力，膠團(tuán)可以在分散介質(zhì)粘度許可范圍之內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，這種膠體構(gòu)造的瀝青，稱為溶膠型瀝青〔如圖9-4a所示。這類瀝青的特點(diǎn)是，當(dāng)對(duì)其施加荷載時(shí)，幾乎沒有彈性效應(yīng)，剪應(yīng)力〔〕與剪變率〔〕成直線關(guān)系〔如圖9-5a所示，呈牛頓流型流淌，所以這類瀝青也稱為“牛頓流瀝青較好的自愈性和低溫時(shí)變形力量，但溫度感應(yīng)性較大。溶—凝膠型構(gòu)造：瀝青中瀝青質(zhì)含量適當(dāng)〔例如在15～25之間，并有較多數(shù)量芳香度較高的膠質(zhì)。這樣形成的膠團(tuán)數(shù)量增多，膠體中膠團(tuán)的濃度增加，膠團(tuán)距離相對(duì)靠近〔如圖9-4b所示，它們之間有肯定的吸引力。這是一種介乎溶膠與凝膠之間的構(gòu)造，稱為溶—凝膠構(gòu)造。這種構(gòu)造的瀝青稱為溶—凝膠型瀝青。這類瀝青的特點(diǎn)是，在變形的最初階段，表現(xiàn)出肯定程度的彈性效應(yīng)，但變形增加至肯定數(shù)值后，則又表現(xiàn)出肯定程度的粘性流淌，是一種具有粘—彈特性的偽塑性體。它的剪應(yīng)力〔〕和剪變率〔〕關(guān)系，如圖9-5b所示。這類具有粘－彈特性的瀝青，稱為粘－彈性瀝青。這類瀝青，有時(shí)還有觸變性。修建現(xiàn)代高等級(jí)瀝青路面用的瀝青，都應(yīng)屬于這類膠體構(gòu)造類型。通常，環(huán)烷基稠油的直餾瀝青或半氧化瀝青，以及按要求組分重〔〕組〔配〕的溶劑瀝青等，往往能符合這類膠體構(gòu)造。這類瀝青的性能，在高溫時(shí)具有較小的感溫性，低溫時(shí)又具有較好的形變力量。凝膠型構(gòu)造：瀝青中瀝青質(zhì)含量很高〔例如＞30，并有相當(dāng)數(shù)量芳香度高的膠質(zhì)來形成膠團(tuán)。這樣，瀝青中膠團(tuán)濃度很大程度的增加，它們之間相互的吸引力增加，使膠團(tuán)靠得很近，形成空間網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。此時(shí)，液態(tài)的芳香分和飽和分在膠團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)中成為“分散相〔如圖9-4c所示類瀝青的特點(diǎn)是，當(dāng)施加荷載很小時(shí)，或在荷載時(shí)間很短時(shí)，具有明顯的彈性變形。當(dāng)應(yīng)力超過屈服值〔〕之后，則表現(xiàn)為粘－彈性變形〔如圖9-5c所示瀝青多屬于凝膠型瀝青。這類瀝青在性能上，雖具有較小的溫度感應(yīng)性，但低溫變形力量較差。9-5瀝青的剪應(yīng)力與剪應(yīng)變關(guān)系圖會(huì)降低分散介質(zhì)的粘度，使瀝青膠體構(gòu)造向溶膠方向進(jìn)展；在低溫時(shí)，它能結(jié)晶析出，形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，使瀝青膠體構(gòu)造向凝膠方向進(jìn)展。構(gòu)造類型的判定。瀝青的膠體構(gòu)造與其性能有親熱的關(guān)系。膠體構(gòu)造類型確實(shí)定，可以依據(jù)流變學(xué)的方法〔如流變曲線測(cè)定法〕和物理化學(xué)的方法〔如容積度法、絮凝比—稀釋度法〕等；為工程使用便利，通常承受針入度指數(shù)法。該法是根據(jù)瀝青的針入度指數(shù)〔PI〕9-8來劃分其膠體構(gòu)造類型〔瀝青針入度指數(shù)確實(shí)定方法，參見本節(jié)瀝青的感溫性。9-8瀝青的針入度指數(shù)和膠體構(gòu)造類型瀝青的針入度指數(shù)〔PI〕＜-2瀝青的膠體構(gòu)造類型溶膠瀝青的針入度指數(shù)〔PI〕-2～+2瀝青的膠體構(gòu)造類型溶—凝膠瀝青的針入度指數(shù)〔PI〕＞+2瀝青的膠體構(gòu)造類型凝膠三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)用于現(xiàn)代瀝青路面等的瀝青材料，應(yīng)具備以下主要技術(shù)性質(zhì)。〔一〕物理特征常數(shù)現(xiàn)代瀝青路面的爭論，對(duì)瀝青材料的以下物理特征常數(shù)極為重視。密度。瀝青的密度是瀝青在規(guī)定溫度條件下、單位體積的質(zhì)量。我國現(xiàn)行試驗(yàn)法JTJ052-2023〕規(guī)定溫度為15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)量與同體積水質(zhì)量之比。瀝青的密度與其化學(xué)組成有親熱的關(guān)系，通過瀝青的密度測(cè)定，可以概略地了解瀝青的化學(xué)組成。通常粘稠瀝青的密度0.96～1.04范圍。我國富產(chǎn)石蠟基瀝青，其特征為含硫量低、含蠟量高、瀝青質(zhì)含量少，所以密度常在1.00以下。熱脹系數(shù)。瀝青在溫度上升1℃時(shí)的長度或體積的變化，分別稱為線脹系數(shù)或體脹系數(shù)，統(tǒng)稱熱脹系數(shù)。瀝青路面的開裂，與瀝青混合料的熱脹系數(shù)有關(guān)。瀝青混合料的熱脹系數(shù)，主要取決于瀝青熱學(xué)性質(zhì)。特別是含蠟瀝青，當(dāng)溫度降低時(shí)，蠟由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，比容突然增大，瀝青的熱脹系數(shù)發(fā)生突變，因而易導(dǎo)致路面產(chǎn)生開裂。介電常數(shù)。瀝青的介電常數(shù)與瀝青使用的耐久性有關(guān)，這是早年就為人們所知的?，F(xiàn)代高速交通的進(jìn)展，要求瀝青路面具有高的抗滑性，依據(jù)英國道路爭論所爭論認(rèn)為，瀝青的介電常數(shù)與瀝青路面抗滑性也有很好的相關(guān)性?！捕痴硿詾r青的粘滯性〔簡稱粘性〕是反映瀝青材料內(nèi)部阻礙其相對(duì)流淌的一種特性，是技術(shù)性質(zhì)中與瀝青路面力學(xué)行為聯(lián)系最親熱的一種性質(zhì)。在現(xiàn)代交通條件下，為防止路面消滅車轍，瀝青粘度的選擇是首要考慮的參數(shù)。瀝青的粘性通常用粘度表示，所以粘度是現(xiàn)代瀝青等級(jí)〔標(biāo)號(hào)〕劃分的主要依據(jù)。瀝青粘度的表達(dá)方式。牛頓流型瀝青的粘度：溶膠型瀝青或?yàn)r青在高溫條件下，可視為牛頓液體。設(shè)在兩金屬板中夾一層瀝青，如圖9-6所示，按牛頓內(nèi)摩擦定律可推導(dǎo)出牛頓流型瀝青的粘度：9-6瀝青粘度參數(shù)〔9-1〕式中：——?jiǎng)恿φ扯取埠喎Q粘度a——剪應(yīng)力——剪應(yīng)力Pa；——剪應(yīng)變速率〔簡稱剪變率〔。在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，測(cè)定瀝青粘度時(shí)，考慮到密度的影響，動(dòng)力粘度還可承受另一種量描述，即瀝青在某一溫度下的動(dòng)力粘度與同溫下瀝青密度之比，稱為“運(yùn)動(dòng)粘度〔或稱“動(dòng)比密粘度。運(yùn)動(dòng)粘度〕表示如下： 〔9-2〕式中：——運(yùn)動(dòng)粘度——?jiǎng)恿φ扯萈a·；——密度g/c3。非牛頓流型瀝青的粘度：瀝青是一種簡單的膠體物質(zhì)，只有當(dāng)其在高溫時(shí)〔例如加熱至施工溫度時(shí)〕才接近于牛頓液體。而當(dāng)其在路面的使用溫度時(shí)，瀝青均表現(xiàn)為粘彈性體，故其在不同剪變率時(shí)，表現(xiàn)為不同的粘度。因此瀝青的剪應(yīng)力與剪變率并非線性關(guān)系，通常以表觀粘度〔或稱視粘度〕表達(dá)如下： 式中：——瀝青表觀粘度Pa·；、——意義同前；C——瀝青的復(fù)合流淌度系數(shù)。瀝青的復(fù)合流淌系數(shù)C是評(píng)價(jià)瀝青流變性質(zhì)的重要指標(biāo)。C=1.0表示牛頓流型瀝青，C＜1.0表示非牛頓流型瀝青，C值愈小表示非牛頓性愈強(qiáng)。剪應(yīng)力和剪變率關(guān)系曲線，如圖9-7所示。9-7瀝青流變曲線〕法。前者是由根本單位導(dǎo)出而得，通常承受儀器為“確定單位粘度計(jì)度亦屬這類。軟化點(diǎn)，通常作為測(cè)定溫度穩(wěn)定性的一種方法，實(shí)質(zhì)上，它也屬于條件粘度的范疇。確定粘度測(cè)定方法：瀝青確定粘度的測(cè)定方法，我國現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程《大路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》〔JTJ052-2023〕規(guī)定，瀝青運(yùn)動(dòng)粘度承受毛細(xì)管法；瀝青動(dòng)力粘度承受真空減壓毛細(xì)管法。①毛細(xì)管法。是測(cè)定瀝青運(yùn)動(dòng)粘度的一種方法。該法是測(cè)定瀝青試樣在嚴(yán)格控溫條件下，于規(guī)定溫度〔粘稠石油瀝青為135℃、液體石油瀝青為6℃〔亦可承受其他符合規(guī)程要求的粘度計(jì)時(shí)間，按式〔9-4〕計(jì)算運(yùn)動(dòng)粘度：〔9-4〕式中：——在溫度℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度m2/；——粘度計(jì)標(biāo)定常數(shù)2——流經(jīng)時(shí)間?！餐ǔ?℃，通過規(guī)定型號(hào)的毛細(xì)管粘度計(jì)〔AI式，流經(jīng)規(guī)定的體積，所需要的時(shí)間〔s計(jì)。按式〔9-5〕計(jì)算動(dòng)力粘度。式中：——在溫度℃測(cè)定的動(dòng)力粘度k——粘度計(jì)常數(shù)Pa·s/；——流經(jīng)規(guī)定體積時(shí)間。條件粘度測(cè)定方法。

〔9-5〕①標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法。我國現(xiàn)行試驗(yàn)法〔JTJ052T0621-2023〕規(guī)定，測(cè)定液體石油瀝青、煤瀝青和乳化瀝青等的粘度，承受道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法。該試驗(yàn)方法是：液體狀態(tài)的瀝青材料，在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中，于規(guī)定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，50ml3mm、4mm、5mm和10mm4種。按上述方法，在一樣溫度和一樣流孔條件下，流出時(shí)間愈長，表示瀝青粘度愈大。②針入度法。針入度試驗(yàn)是國際上常常用來測(cè)定粘稠〔固體、半固體〕瀝青稠度的一種方法。該法是瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，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〔1/10mm為單位計(jì)。我國現(xiàn)行試驗(yàn)法〔JTJ052T0604-2023〕規(guī)定；常用的試驗(yàn)條件為P 。此外，為確定針入度指〔PI〕時(shí)針入度試驗(yàn)常用條件為5℃、25℃，100g，S15℃、2535℃等，但標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量和貫入時(shí)間是均為100g5s。按上述方法測(cè)定的針入度值愈大，表示瀝青愈軟〔稠度愈小。實(shí)質(zhì)上，針入度是測(cè)定瀝青稠度的一種指標(biāo)。通常稠度高的瀝青，其粘度亦高。但是，由于瀝青構(gòu)造的簡單性，將針入度換算為粘度的一些方法，均不能獲得滿足結(jié)果，所以近年美國及歐洲某些國家已將瀝青針入度分級(jí)改為粘度分級(jí)。③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)分散為固態(tài)，或由固態(tài)熔化為液態(tài)時(shí)，沒有敏銳的固化點(diǎn)或液化點(diǎn)，通常承受條件的硬化點(diǎn)和滴落點(diǎn)來表示，瀝青材料在硬化點(diǎn)至滴落點(diǎn)之間的溫度階段，是一種粘滯流淌狀態(tài)，在工程有用中為保證瀝青不致由于溫度上升而產(chǎn)生流淌的狀態(tài)，因此取液化點(diǎn)與固化點(diǎn)之間溫度間隔的87.21%作為軟化點(diǎn)。軟化點(diǎn)的數(shù)值隨承受的儀器不同而異，我國現(xiàn)行試驗(yàn)法〔JTJ052T0606-2023〕是承受環(huán)與球法軟化點(diǎn)。該法是瀝青試樣18.9mm3.5g的鋼球，在規(guī)定的加熱速度〔5℃/min〕下進(jìn)展加熱，瀝青試樣漸漸軟化，直25.4mm撓度時(shí)的溫度，稱為軟化點(diǎn)。依據(jù)已有爭論認(rèn)為：瀝青在軟化點(diǎn)時(shí)的粘度約為1200P·，或相當(dāng)于針入度值80〔1/10m是一種人為的“等粘溫度由此可見，針入度是在規(guī)定溫度下測(cè)定瀝青的條件粘度，而軟化點(diǎn)則是瀝青到達(dá)條件粘度時(shí)的溫度，所以軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，也是瀝青粘度的一種量度。其他瀝青一、煤瀝青煤瀝青是由煤干餾的產(chǎn)品—煤焦油再加工獲得的。依據(jù)煤干餾的溫度不同，分為：高溫煤焦油70℃以上〕油〔450～700℃〕兩類。路用煤瀝青主要是由煉焦或制造煤氣得到的高溫焦油加工而得。以高溫焦油為原料可獲得數(shù)量較多且質(zhì)量較佳的煤瀝青。而低溫焦油則相反，獲得的煤瀝青數(shù)量較少，且往往質(zhì)量亦不穩(wěn)定。〔一〕化學(xué)組成和構(gòu)造瀝青名稱元素組成〔%〕C H O SN碳?xì)浔取苍颖取矯/H9-14石油瀝青和煤瀝青元素組成比較元素組成〔%〕瀝青名稱C H O S N瀝青名稱元素組成〔%〕C H O SN碳?xì)浔取苍颖取矯/H9-14石油瀝青和煤瀝青元素組成比較元素組成〔%〕瀝青名稱C H O S N碳?xì)浔取苍颖取矯/H石油瀝清86.7 9.7 1.0 2.0 0.60.8煤瀝青93.0 4.5 1.0 0.6 0.91.71 化學(xué)組分。煤瀝青化學(xué)組分的分析方法，與石油瀝青的方法相像，是承受選擇性溶解將煤瀝青分別為幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)相近，且與路用性能有肯定聯(lián)系的組。目前煤瀝青化學(xué)組分分析的方法很多，最常承受的有E.J.狄金松〔Dickinson〕法與B.O.葛列米爾德方法。E.J.狄金松法，將煤瀝青分別為：油分、樹脂A、樹脂B、游離碳C和游離碳C51 煤瀝青中各組分的性質(zhì)簡述如下：游離碳：又稱自由碳，是高分子的有機(jī)化合物的固態(tài)碳質(zhì)微粒，不溶于苯。加熱不熔，但高溫分解。煤瀝青的游離碳含量增加，可提高其粘度和溫度穩(wěn)定性。但隨著游離碳含量增加低溫脆性亦增加。樹脂：樹脂為環(huán)心含氧碳?xì)浠衔?。分為：①硬樹脂。類似石油瀝青中的瀝青質(zhì)；②軟樹脂：赤褐色粘－塑性物質(zhì)，溶于氯仿，類似石油瀝青中的樹脂。油分：是液態(tài)碳?xì)浠衔?。與其他組分比較，為最簡潔構(gòu)造的物質(zhì)。除了上述的根本組格外，煤瀝青的油分中還含有萘、蒽和酚等。萘和蒽能溶解于油分中，在含量較高或低溫時(shí)能呈固態(tài)晶態(tài)析出，影響煤瀝青的低溫變形力量。酚為苯環(huán)中含羥物質(zhì)，能溶于水，且易被氧化。煤瀝青中酚、萘和水均為有害物質(zhì)，對(duì)其含量必需加以限制。9-15幾種煤瀝青的化學(xué)組分化學(xué)組分〔%9-15幾種煤瀝青的化學(xué)組分化學(xué)組分〔%〕瀝青試樣游離碳C游離碳C樹脂A樹脂B油分1218.2515.6920.6420.6534.7726.619.0833.8512.3538.1138.9113.3724.0616.9336.73膠體構(gòu)造。煤瀝青和石油瀝青相類似，也是一種簡單膠體分散系，游離碳和硬樹脂組成的膠體微粒為分散相，油分為分散介質(zhì)，而軟樹脂為保護(hù)物質(zhì)，它吸附于固態(tài)分散膠粒四周，漸漸向外集中，并溶解于油分中，使分散系形成穩(wěn)定的膠體物質(zhì)。〔二〕技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性質(zhì)。煤瀝青與石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有以下差異：溫度穩(wěn)定性較低：煤瀝青是一種較粗的分散系，同時(shí)樹脂的可溶性較高，所以表現(xiàn)為熱穩(wěn)定性較低。當(dāng)在肯定溫度下，隨著煤瀝青的粘度降低，削減了熱穩(wěn)定性不好的可溶性樹脂，而增加了熱穩(wěn)定性好的油分含量。當(dāng)煤瀝青粘度上升時(shí)，粗分散相的游離碳含量增加，但缺乏以補(bǔ)償由于同時(shí)發(fā)生的可溶樹脂數(shù)量的變化帶來的熱穩(wěn)定性損失。與礦質(zhì)集料的粘附性較好：在煤瀝青組成中含有較多數(shù)量的極性物質(zhì)，它賦于煤瀝青高的外表活性，所以它與礦質(zhì)集料具有較好的粘附性。氣候穩(wěn)定性較差：煤瀝青化學(xué)組成中含有較高含量的不飽和芳香烴，這些化合物有相當(dāng)大的化學(xué)潛能，它在四周介質(zhì)〔空氣中的氧、日光、溫度和紫外線以及大氣降水〕的作用下，老化進(jìn)程〔粘度增加、塑性降低〕較石油瀝青快。煤瀝青的技術(shù)指標(biāo)。煤瀝青的技術(shù)指標(biāo)主要有以下各項(xiàng)：粘度：粘度是評(píng)價(jià)煤瀝青質(zhì)量最主要的指標(biāo)，它表示煤瀝青的粘結(jié)性。煤瀝青的粘度取決于液相組分和固相組分在其組成中的數(shù)量比例，當(dāng)煤瀝青中油分含量削減、固態(tài)樹脂及游離碳含量增加時(shí)，則煤瀝青的粘度增高。由于煤瀝青的溫度穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性均較差，故當(dāng)溫度變化或“老化”后其粘度即顯著地變化。煤瀝青的粘度測(cè)定方法與液體瀝青一樣，亦是用標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)測(cè)定粘度是確定煤瀝青標(biāo)號(hào)的主要指標(biāo)依據(jù)標(biāo)號(hào)不同，常用的溫度和流孔有C 、C 、C 和C30，5 30，10 50，10 60，10等四種。蒸餾試驗(yàn)：煤瀝青中含有各種沸點(diǎn)的油分，這些油分的蒸發(fā)將影響其性質(zhì)，因而煤瀝青的起始粘滯度并不能完全表達(dá)其在使用過程中粘結(jié)性的特征。為了預(yù)估煤瀝青在路面中使用過程的性質(zhì)變化，在測(cè)定其起始粘度的同時(shí)，還必需測(cè)定煤瀝青在各餾程中所含餾分及其蒸餾后殘留物的性質(zhì)。依據(jù)煤瀝青化學(xué)組成特征，將其物理化學(xué)性質(zhì)較接近的化合物分為：①170℃以前的輕油；②270℃以前的中油；③300℃以前的重油等3個(gè)餾程。其中300℃以后的餾分為煤瀝青中最有價(jià)值的油質(zhì)局部〔主要為蒽油。煤瀝青蒸餾試驗(yàn)是用煤瀝青分餾儀，按我國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ052T0641-2023〕規(guī)定承受短頸蒸餾瓶。煤瀝青在分餾出300℃前的油質(zhì)組分后其殘?jiān)?，需測(cè)軟化點(diǎn)〔環(huán)球法〕以表示其性質(zhì)。煤瀝青各餾分含量的規(guī)定，是為了掌握其由于蒸發(fā)而老化。煤瀝青殘?jiān)再|(zhì)試驗(yàn)，是為了保證其殘?jiān)哂羞m宜的粘結(jié)性。含水量：煤瀝青中含有水分，在施工加熱時(shí)易產(chǎn)生泡沫或爆沸現(xiàn)象，不易掌握。同時(shí)，煤瀝青作為路面結(jié)合料，如含有水分會(huì)影響煤瀝青與集料的粘附，降低路面強(qiáng)度，因此對(duì)其在煤瀝青中的含量，必需要加以限制。含水量的測(cè)定，按國標(biāo)〔GB2288-80〕的方法，是煤瀝青樣品在水分測(cè)定器中，用甲苯為溶劑，使水分抽提而截留于承受管中，依據(jù)水分體積，計(jì)算含水量。甲苯不溶物含量：甲苯不溶物含量是煤瀝青中不溶于熱甲苯的物質(zhì)的含量。這些不溶物主要為游離碳，并含有氧、氮和硫等構(gòu)造簡單的大分子有機(jī)物，以及少量的灰分。這些物質(zhì)含量過多會(huì)降低煤瀝青粘結(jié)性，因此必需要加以限制。甲苯不溶物測(cè)定，承受抽提法。按國標(biāo)〔GB2293-80〕的測(cè)定方法，是將煤瀝青試樣在濾紙筒內(nèi)，放于脂肪抽提儀中，用熱苯連續(xù)洗滌，直至透亮無色，最終烘干稱出殘?jiān)|(zhì)量，計(jì)算甲苯不溶物含量。萘含量：萘在煤瀝青中，低溫時(shí)易結(jié)晶析出，使煤瀝青失去塑性，導(dǎo)致路面冬季易產(chǎn)生裂縫。在常溫條件下，萘易揮發(fā)、升華，加速煤瀝青“老化萘含量的測(cè)定方法，按〔YB/T030-92〕標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，是承受氣相色譜法測(cè)定，該法是以純萘用二甲苯溶解，制成標(biāo)樣。然170～270270～300℃餾分用二甲苯稀釋，制成樣品用氣相色譜儀測(cè)定譜圖后，量出標(biāo)樣和樣品的萘峰高。計(jì)算出煤瀝青中萘含量。酚含量：酚能溶解于水，易導(dǎo)致路面的強(qiáng)度降低；同時(shí)酚水溶物有毒，污染環(huán)境，對(duì)人類和牲畜有害，因此對(duì)其在煤瀝青中的含量必需加以限制。煤瀝青酚含量的測(cè)定方法，按〔YB/T030-92〕規(guī)定，承受國際堿液萃取雙球計(jì)量的方法。該法是將酚餾試驗(yàn)所得300℃前的餾分，用純苯稀釋并用氧化鈉飽和后，在雙球分液漏斗中，用氫氧化鈉使其與酚及其同系物作用生成酚鹽，酚鹽溶于堿液，不溶于油，可依據(jù)堿液的體積增量，計(jì)算酚含量。承受本方法測(cè)得的酚含量包括酚及其同系物的含量，所以稱為“焦汪酸含量〔〕〔固體的〕兩大類。軟煤瀝青又按其粘度和有關(guān)技術(shù)性質(zhì)分為99-16。道路工程主要是應(yīng)用軟件煤瀝青。二、乳化瀝青乳化瀝青是將粘稠瀝青加熱至流淌態(tài)，經(jīng)機(jī)械力的作用，而形成微滴〔粒徑約為2～5?m〕分散在有乳化劑—穩(wěn)定劑的水中，由于乳化劑—穩(wěn)定劑的作用而形成均勻穩(wěn)定的乳狀液。又稱瀝青乳液，簡稱乳液。乳化瀝青具有很多優(yōu)越性，其主要優(yōu)點(diǎn)為：冷態(tài)施工、節(jié)約能源。乳化瀝青可以冷態(tài)施工，現(xiàn)場(chǎng)無需加熱設(shè)備和能源消耗，扣除制備乳化瀝青所消耗的能源后，仍舊可以節(jié)約大量能源。9-16道路用煤瀝青技術(shù)要求9-16道路用煤瀝青技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目T-1T-2T-3T-4標(biāo)號(hào)T-5T-6T-7T-8T-91粘度〔S〕C30526～5～25 70170℃170℃前＜3＜3270℃＜20＜20前300℃前300℃15～15～前253530～30～5012020010～7576～20025～65＜3＜2＜1.5＜1.5＜1.0＜1.0＜1.0＜20＜15＜15＜15＜10＜10＜10＜30＜30＜25＜25＜20＜20＜154545656570704水分〔%〕＜3.0＜3.0＜1.0＜1.0＜1.0＜0.5＜0.5＜0.5＜0.55甲本不溶物〔%〕＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜20＜206含萘量〔%〕＜5＜5＜5＜4＜4＜3.5＜3＜2＜27焦油酸含量〔%〕＜4＜4＜3＜3＜1.5＜2.5＜1.5＜1.5＜1.5相當(dāng)YB/T030-92煤瀝青筑路油標(biāo)號(hào)————ML-1ML-2ML-3ML-4ML-5C30C30，105～2021～51～121～C50，10C60，102蒸餾試驗(yàn)餾出量〔%〕3300〔環(huán)球法35～35～35～6535～6535～35～7035～〔一〕乳化瀝青組成材料乳化瀝青主要是由瀝青、乳化劑、穩(wěn)定劑和水等組分組成。瀝青。瀝青是乳化瀝青組成的主要原料，瀝青的質(zhì)量直接關(guān)系到乳化瀝青的性能。在選擇作為乳化瀝青用的瀝青時(shí)，首先要考慮它的易乳化性。瀝青的易乳化性與其化學(xué)構(gòu)造有親熱關(guān)系。以工程適用為目的，可認(rèn)為易乳化性與瀝青中的瀝青酸含量有關(guān)。通常認(rèn)為瀝青酸總量大于1%的瀝青，承受通用乳化劑和一般工藝即易于形成乳化瀝青。一般說來，一樣油源和工藝的瀝青，針入度較大者易于形成乳液。但是針入度的選擇，應(yīng)依據(jù)乳化瀝青在路面工程中的用途而打算。乳化劑。乳化劑是乳化瀝青形成的關(guān)鍵材料。瀝青乳化劑是一種外表活性劑，從化學(xué)構(gòu)造上考察，它是一種“兩親性”分子。分子的一局部具有親水性質(zhì)，而另一局部具有親油性質(zhì)。親油局部一般由碳?xì)湓訄F(tuán)，特別是由長鏈烷基構(gòu)成，構(gòu)造差異較小。親水局部原子團(tuán)則種類繁多，構(gòu)造差異較大。因此乳化劑的分類，是以親水基的構(gòu)造為依據(jù)。瀝青乳化劑按其親水基在水中是否電離而分為離子型和非離子型兩大類。離子型乳化劑按其離子電性，又衍生為陰〔或負(fù)〕離子型、陽〔或正〕離子型和兩性離子型等三類。瀝青乳化劑分類如下：可參加適量的穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑可分為兩類：有機(jī)穩(wěn)定劑：常用的有聚乙烯醇、聚丙稀酰胺、羧甲基纖維素納、糊精、MF廢液等。這類穩(wěn)定劑可提高乳液的貯存穩(wěn)定性和施工穩(wěn)定性。無機(jī)穩(wěn)定劑：常用的氯化鈣、氯化鎂、氯化銨和氯化鉻等。這類穩(wěn)定劑可提高乳液的貯存穩(wěn)定性。穩(wěn)定劑對(duì)乳化劑的協(xié)同作用與它茫 淶男災(zāi)視泄兀 械奈定劑可在生產(chǎn)乳液時(shí)同時(shí)參加乳化劑溶液中但有擔(dān) 榷粱嵊跋烊榛 戀娜榛 饔茫 乳液中因此必需通過試驗(yàn)來確定它們的匹配作用。水。水是乳化瀝青的主要組成局部，不行無視水對(duì)乳化瀝青性能的影響。水常含有各種礦物質(zhì)或其他影響乳化瀝青形成的物質(zhì)。自然界獲得的水，可溶融或懸浮各種物質(zhì)，影響水的pH值，或者含有鈣或鎂的離其他雜質(zhì)?！捕橙榛癁r青的制備瀝青乳液的制備可以承受各種設(shè)備，但其主要流程根本一樣。一般由以下幾個(gè)主要工序組成：9-14制備乳化瀝青的工藝流程示意圖乳化瀝青水溶液的調(diào)制：在水中參加需要數(shù)量的乳化劑和穩(wěn)定劑。依據(jù)乳化劑和穩(wěn)定劑溶解所需的水溫，使其在水60～80℃。瀝青加熱：瀝青加熱溫度依據(jù)其品種、牌號(hào)、施工季節(jié)和地區(qū)而定。一般溫度為120～150℃。瀝青與水比例掌握：瀝青與乳化液通過流量計(jì)，嚴(yán)格掌握參加比例。乳化常用設(shè)備：膠體磨或其他同類設(shè)備。乳液成品貯存：貯運(yùn)過程留意乳液穩(wěn)定性,避開產(chǎn)生破乳。目前,使用機(jī)械分散制造乳化瀝青的設(shè)備很多,歸納起來主要有膠體磨、高速攪拌機(jī)、齒輪泵、勻化機(jī)三大類。〔三〕乳化瀝青分裂緣由乳化瀝青在路面施工時(shí)，為發(fā)揮其粘結(jié)的功能，瀝青液滴必需從乳化液中分裂出來，聚攏在集料的外表而形成連續(xù)的瀝青薄膜，這一過程稱為“分裂，而造成分裂。集料和吸取作用：由于集料的礦物構(gòu)造孔隙對(duì)水分的吸取，能破環(huán)乳液的穩(wěn)定性造成分裂。集料物理—化學(xué)作用：乳化瀝青中帶電荷的微滴與不同化學(xué)性質(zhì)的集料接觸后產(chǎn)生簡單的物理—化學(xué)作用，而使乳化瀝青分裂并在集料外表形成薄膜。機(jī)械的激波作用：在施工過程中壓路機(jī)的碾壓和開放交通后汽車的行駛，各種機(jī)械力對(duì)路面的振顫而產(chǎn)生激波的作用，也能促進(jìn)乳化瀝青的穩(wěn)定性的破環(huán)和瀝青薄膜構(gòu)造的形成?！菜摹橙榛癁r青的應(yīng)用序號(hào)1序號(hào)12篩上剩余量〔%〕電荷＜0.3陽離子帶正電〔+〕陰離子帶負(fù)電〔—〕3破乳速度試驗(yàn)快裂慢裂快裂4瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)C粘度25，3〔s〕恩格拉度E蒸發(fā)殘留物含量〔%〕25512～453～15＞608～201～6＞50中或慢裂12～1003～40＞55慢裂40～10015～4060～629-17幾種牌號(hào)乳化瀝青的用途乳化瀝青用于修建路面，不管是陽離子型乳化瀝青〔代號(hào)C〕或陰離子型乳化瀝青〔代號(hào)A〕有兩種施工方法：①灑布法〔代號(hào)P：如透層、粘層、外表處潑或貫入式瀝青碎石路面；②拌和法〔代號(hào)B9-17幾種牌號(hào)乳化瀝青的用途類型陽離子乳化瀝青〔C〕陰離子乳化瀝青〔A〕用途PC—PA—1灑布型〔P〕PC—2PA—2外表處潑或貫入式路面及養(yǎng)護(hù)用透層油用粘結(jié)層用PC—3PA—3BC—1BA—1拌和型〔B〕BC—2BA—2拌制瀝青混凝土或?yàn)r青碎石拌制加固土BC—3BA—39-18道路用乳化石油瀝青技術(shù)要求種類PC-1 PC-2PC-3BC-1BC-2BC-3工程PA-1 PA-2PA-3BA-1BA-2BA-36蒸發(fā)殘留物性質(zhì)針入度10020.1m〕與原瀝青的延度比〔%〕25℃80～20080～30060～160 60～200＞8060～300 80～2007貯存穩(wěn)定性〔%〕溶解度〔三氯乙烯〕5d1d＞97.5＜5＜1與礦料的粘附性試驗(yàn)，裹覆面積粗粒式集料拌和試驗(yàn)＞2/3— 均勻—10 細(xì)粒式集料拌和試驗(yàn)—均勻11 水泥拌和試驗(yàn)，篩上剩余量〔%〕—＜512低溫貯存穩(wěn)定度〔12低溫貯存穩(wěn)定度〔-5℃〕無粗顆粒或結(jié)塊再生瀝青是已經(jīng)老化的瀝青，經(jīng)摻加再生劑后使其恢復(fù)到原來〔甚至超過原來〕性質(zhì)的一種瀝青?！惨弧碁r青材料的老化瀝青材料的老化是指瀝青材料在路面中受各種自然因素〔氧、光、熱和水等〕的作用下，隨時(shí)間而產(chǎn)生“不行逆的”化學(xué)組成構(gòu)造和物理一力學(xué)性能變化的過程?；瘜W(xué)組分移行。瀝青是多種化學(xué)構(gòu)造極其簡單的混合物，爭論其老化過程，存在很多困難。為此將其分別為幾個(gè)組分來爭論。美國FS羅斯特勒〔Rostler〕等提出一種對(duì)爭論瀝青老化格外有用的組分分析法，這種方法稱為“化法沉淀法法將瀝青分別為：瀝青質(zhì)〔縮寫At、氮基〔縮寫N、第一酸性分〔縮寫A、其次酸性分〔縮寫A〕和鏈烷分〔縮寫P〕等5個(gè)組分。瀝青在路面中受到自然因素作用后，就會(huì)導(dǎo)致瀝青組分“移行，其次酸性分稍有削減，鏈烷分變化很少，甚至幾乎沒有變化?，F(xiàn)舉國產(chǎn)瀝青的一個(gè)例子如表4-19。-力學(xué)性質(zhì)的變化。通常的規(guī)律是：針入度變小、延度降低、軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)上升。表現(xiàn)為瀝青變硬、變脆、延長性降低，導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫、松散等破壞。同前例瀝青老化后物9-20?！捕碁r青的再生9-19老化瀝青和再生瀝青的化學(xué)組分例如化學(xué)組分〔%〕瀝青名稱鏈烷分P21.9其次酸性分A9-19老化瀝青和再生瀝青的化學(xué)組分例如化學(xué)組分〔%〕瀝青名稱鏈烷分P21.9其次酸性分A29.12第一酸性分A13.11氮基N24.9瀝青質(zhì)A11.0t原始瀝青老化瀝青20.621.112.415.430.5再生瀝青16.522.47.025.129.09-20老化瀝青和再生瀝青的技術(shù)性質(zhì)例如原始瀝青1067348—6老化瀝青392355—4再生瀝青807849—10技術(shù)性質(zhì)瀝青名稱針入度〔1/10mm〕延度〔cm〕軟化點(diǎn)〔℃〕脆點(diǎn)技術(shù)性質(zhì)瀝青名稱針入度〔1/10mm〕延度〔cm〕軟化點(diǎn)〔℃〕脆點(diǎn)raas℃〕四、改性瀝青改性瀝青是承受各種措施使瀝青的性能得到改善的瀝青?，F(xiàn)代高等級(jí)大路的變通特點(diǎn)是：交通密度大、車輛軸載重、荷載作用間歇時(shí)間短，以及高速和渠化。由于這些特點(diǎn)造成瀝青路面高溫消滅車轍、低溫產(chǎn)生裂縫、抗滑性很快衰降、使用年限不長。為使瀝青路面高溫不推、低溫不裂、保證安全快速行車、延長使用年限，在瀝青材料的技術(shù)方面，必需提高瀝青的流變性能、改善瀝青與集料的粘附性、延長瀝青的耐久性，才能適應(yīng)現(xiàn)代交通的要求。同時(shí)，建筑上使用的瀝青必需具有肯定的物理性質(zhì)和粘附性；在低溫條件下應(yīng)有良好的彈性和塑性；在高溫條件下要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；在加工使用條件下具有抗“老化”力量；與各種礦料和構(gòu)造外表有較強(qiáng)的粘附力；對(duì)構(gòu)件變形的適應(yīng)性和耐疲乏性等。通常，石油加工廠制備的瀝青不肯定能全面滿足這些要求，致使目前瀝青防水屋面滲漏現(xiàn)象嚴(yán)峻，使用壽命短。為此，常用橡膠、樹脂和礦物填料等對(duì)瀝青進(jìn)展改性。橡膠、樹脂和礦物填料等通稱為石油瀝青改性材料?！惨弧程岣邽r青流變性的途徑提高瀝青流變性質(zhì)的途徑很多，目前認(rèn)為改性效果好的有以下幾類改性劑：橡膠類改性劑橡膠是瀝青的重要改性材料，它和瀝青有較好的混溶性，并能使瀝青具有橡膠的很多優(yōu)點(diǎn)。如高溫變形性小，低溫順性好。由于橡膠的品種不同，摻入的方法也有所不同，因而各種橡膠瀝青的性能也有差異。現(xiàn)將常用的幾種分述如下：〔1〕.氯丁橡膠改性瀝青。石油瀝青中摻入氯丁橡膠后，可使其氣密性、低溫順性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改善。氯丁橡膠摻入的方法有溶劑法和水乳法。溶劑法是先將氯丁橡膠溶于肯定的溶劑〔如甲苯〕中形成溶液，然后摻入液態(tài)瀝青，混合均勻即可。水乳法是將橡膠和石油瀝青分別制成乳液，然后混合均勻即可使用。〔2〕.丁基橡膠改性瀝青。丁基橡膠瀝青的配制方法與氯丁橡膠瀝青類似，而且較簡潔一些。將丁基橡膠碾切成小片，100℃的溶劑中，制成濃溶液，同時(shí)將瀝青加熱脫水熔化成液體狀瀝青。通常在100℃左右把兩種液15～20min2%～4%制備成乳液，然后再按比例把兩種乳液混合即可。丁基橡膠瀝青具有優(yōu)異的耐分解性，并有較好的低溫抗裂性能和耐熱性能，多用于道路路面工程、制作密封材料和涂料?！?〕.再生橡膠改性瀝青。再生橡膠摻入瀝青之中以后，同樣可大大提高瀝青的氣密性、低溫順性、耐光、熱、臭氧性、耐氣候性。再生橡膠瀝青材料的制備，是先將廢舊橡膠加工成1.5mm以下的顆粒，然后與瀝青混合，經(jīng)加熱攪拌脫硫，就能得到具有肯定彈性、塑性和粘結(jié)力良好的再生膠瀝青材料。廢舊橡膠的摻量視需要而定，一般為3%～15%。再生橡膠瀝青可以制成卷材、片材、密封材料、膠粘劑和涂料等。〔4〕.熱塑性丁苯膠〔SBS〕改性瀝青。SBS熱塑性橡膠兼有橡膠和塑料的特性，常溫下具有橡膠的彈性，在高溫下又能像塑料那樣熔融流淌，成為可塑的材料。所以承受SBS橡膠改性瀝青，其耐高、低溫性能均有較明顯提高，制成的卷材彈SBS的摻入量一般為5%～10%。主要用于制作防水卷材，此外也可用于制作防水涂料等。樹脂類改性劑用樹脂改性石油瀝青，可以改進(jìn)瀝青的耐寒性、耐熱性、粘結(jié)性和不透氣性。由于石油瀝青中含芳香性化合物很少，故樹脂和石油瀝青的相溶性較差，而且可用的樹脂品種也較少，常用的樹脂有：古馬隆脂、聚乙烯、聚丙烯、酚醛樹脂及自然松香等。樹脂參加瀝青的方法常用熱熔法。先將瀝青加熱熔化脫水，參加樹脂，并不斷攪拌、保溫，即可得到均勻的樹脂瀝青。橡膠和樹脂共混類改性劑劑同時(shí)用橡膠和樹脂來改