第二講道路石油瀝青技術性能

一、瀝青分類（基質瀝青）湖瀝青（地中溢出，呈湖狀）地瀝青1.產(chǎn)源天然瀝青：（石油滲出地表經(jīng)長期暴露和蒸發(fā)后的殘留物）（特立尼達湖瀝青：西印度群島島國特立尼達和多巴哥的著名露天瀝青礦，面積約36公頃，深達90米，1595年被發(fā)現(xiàn)，1870年開始開采。）

巖瀝青：巖縫中瀝青石油瀝青：石油直餾產(chǎn)品石油瀝青加工工藝焦油（煤）瀝青：煤（木材、頁巖）→（干餾）焦油，焦油蒸餾后殘留在蒸餾釜內的黑色物質。含苯，劇毒，但粘附性好。

目前一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點檢驗項目單位技術要求試驗方法針入度25℃0.1mm0～5T0604軟化點TR&B不小于℃90T0606灰分％33～38T061425℃密度g/cm31.3～1.5T0603TFOT后殘留針入度比不小于％50T0604目前二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點石油瀝青、煤瀝青鑒別：鑒別方法

石油瀝青

煤瀝青

相對密度

接近1.01.25–1.28燃燒

煙少，無色，有松香味，無毒煙多，黃色，臭味大，有毒氣味常溫下無刺激性氣味常溫下有刺激性臭味顏色呈輝亮褐色濃黑色溶解試驗可溶于汽油或煤油難溶于汽油或煤油捶擊韌性較好，不易碎韌性差，較脆大氣穩(wěn)定性較高較低抗腐蝕性差強目前三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點

2．加工工藝：●直鎦瀝青：減壓蒸餾，含輕組分，●溶劑脫瀝青：溶劑沉淀法，常用丙烷（丙烷脫瀝青），質量不穩(wěn)定；常溫半固態(tài)●稀釋瀝青：透層油，110#或130#瀝青滲柴油或煤油，30:7040:600.6kg/m2

●乳化瀝青：乳化劑；（瀝青中加水使瀝青粘度變小）乳化劑（肥皂洗衣粉）40:60

●氧化瀝青：吹氧工藝，硬（常溫，半固態(tài)），高粘度；目前四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●泡沫瀝青：通過向熱瀝青中加入一定量的經(jīng)過精確計量的冷水(通常為瀝青質量的1％～2％)而制成的。當注入的冷水遇到熱的瀝青時，瀝青體積發(fā)生膨脹，因而會產(chǎn)生大量的泡沫，表面活性進一步增強。對于粘度值較大或高等級的瀝青，通常需要加入一定的壓力，促進泡沫的生成。在發(fā)泡的過程中，瀝青的粘度顯著降低，使之能與高速攪拌狀態(tài)下的冷濕集料具有很好的裹覆性能，而且這種裹覆作用在常溫下只針對集料中的細集料，通過裹覆細料形成高粘度的瀝青膠漿，并在壓實作用下粘結粗集料形成強度，增加了混合料的粘聚性。

泡沫瀝青產(chǎn)生的過程中并沒有化學反應，所以不改變?yōu)r青本身的各種物理性質，僅是利用汽化階段使瀝青的表面積大量增加，體目前五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點積大大膨脹，粘度暫時降低的有利條件，增加瀝青同礦料的裹覆面，改善瀝青與礦料拌和的和易性，減少瀝青混合料中自由瀝青的厚度，從而節(jié)省瀝青用量。評價瀝青發(fā)泡效果的兩個參數(shù)是膨脹率和半縮期。膨脹率是指瀝青與水拌和發(fā)泡后達到的最大體積與瀝青未發(fā)泡前體積的比值；半縮期是指白發(fā)泡的最大體積為準起算，至體積縮減至一半所經(jīng)過的時間。膨脹率越大，泡沫瀝青與集料的接觸就越充分，拌制的泡沫瀝青混合料質量就越好。半縮期越長，泡沫越不容易縮減，從而可與集料有較長的時間進行拌和。提高泡沫瀝青混合料的質量。所以生產(chǎn)泡沫瀝青的關鍵在于控制使用準確的用水量及獲得最佳的膨脹率。目前六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點泡沫瀝青是一種新的瀝青混合料冷拌技術．將其用于道路冷再生工程，不僅可以解決傳統(tǒng)道路維修價格高、浪費資源和污染環(huán)境等問題，而且可以充分利用舊有材料，具有節(jié)省能源、不產(chǎn)生污染等環(huán)保優(yōu)勢，是經(jīng)濟效益較高的路面修復技術。

化學改性：穩(wěn)定性好，工藝難度大●改性瀝青：物理改性：穩(wěn)定性差，工藝難度小，聚合物較多SBSSBRPE(EVA)目前七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點3．用途●道路瀝青占80%現(xiàn)行●建筑瀝青：（防水層）30#以下●水工瀝青（水下）：大壩●電纜瀝青；防水防潮瀝青（水上）●防腐瀝青，絕緣瀝青,電池封口,碳纖維，舊橋加固等。A級：進口B級：相等于重交通瀝青C級：略高于中、輕交通——養(yǎng)護目前八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點二、瀝青加工：1．直餾瀝青：常壓渣油（原油）——減壓渣油含輕組分內，性質較差氧化2．氧化瀝青：1即是3.丙烷脫瀝青將2氧化氧化丙烷脫目前九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點三、我國瀝青廠家：1、中國石油化工總公司：茂名石化，鎮(zhèn)海石化，齊魯石化，廣州石化2、中國石油天然氣總公司：遼河石化，蘭煉，克拉瑪依，勝利煉油廠，獨山子煉油廠3、中國海洋石油總公司：中海36-1：盤錦石化，山東濱州集團，江蘇泰州，青島廣源發(fā)，四州瀘州4、中石油燃料公司：江陰興府瀝青廠，秦皇島瀝青廠，廣州中油高富瀝青廠5、地方廠目前十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點四、石油基屬1、按關鍵餾分劃分常壓下250℃～70℃進行劃分——第一關鍵餾分5.33Hpa下，270～300℃——第二關鍵餾分石蠟基、中間基、環(huán)烷基（根據(jù)密度）2、按硫的含量：S（高溫性好，低溫性差）S≤0.5%低硫原油，S≥0.5%高硫原油3、原油選擇原則（工藝改性）：環(huán)烷基、低硫性能好五、瀝青組成：1、瀝青的元素組成C、H、N、S、O重組分中極性體中：片狀另有金屬：Ni、Ca、Fe、Na、Mg（催化劑、脫鹽）目前十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點瀝青名稱C%H%C/H（原子比）平均分子式阿拉伯輕質原油瀝青84.010.30.68C68.5H104.2O1.1S0.1伊朗重質原油瀝青83.610.20.68C71.8H105S1.8科威特瀝青83.910.30.68C69.9H103S1.8大慶丙脫瀝青86.111.00.66C68.5H104.2O1.1S0.1勝利氧化瀝青84.510.60.67C71.8H107.3O1.1S0.8

瀝青的元素組成極性體↗，片狀大分子↗，自由度↗，延度、針入度↙目前十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點2、組分：分成與路用性能相關的一類；根據(jù)溶解性、吸附性、物理化學性質相似的一類；選擇吸附—色層分析法，化學沉淀法；1）馬爾庫松——?？寺荷珜臃治龇ㄜ洖r青質、瀝青質2)哈巴爾潔——斯坦菲爾德油分、瀝青質、樹脂3）科爾貝特：飽和分、環(huán)烷芳香分、瀝青質、極好芳香分4）羅斯特勒——斯特恩貝格：鏈烷分，第二酸性分、第一酸性分、氮基、瀝青質5）我國四組分法：目前十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●飽和分、芳香分：H/C原子比為2左右，平均分子量為300~600，在瀝青中占5%~20%，又可分輕、中、重芳，溶于苯、石油醚。在瀝青中占5%~20%，對溫度較為敏感。芳香分和飽和分都作為油分，在瀝青中起著潤滑和柔軟作用。油分含量愈多，瀝青的軟化點愈低，針入度愈大，稠度愈低。油分經(jīng)丁酮-苯脫蠟，在-20℃冷凍，會分離出固態(tài)的烷烴，即為蠟?！衲z質：膠質比重為1.0~1.08，分子量在600~1000范圍內，在瀝青中含量為15%~30%。膠質溶于石油醚、汽油、苯等有機溶劑。膠質是瀝青的擴散劑或膠溶劑，膠質與瀝青質的比例在一定程度上決定瀝青是溶膠或是凝膠的特性。極性高于芳香分，對瀝青流動性、粘度、粘結力的影響，溶于兩種分。目前十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●瀝青質：黑色，黑褐色，密度＞1.0分子量＞1000，溶于膠質。瀝青質在瀝青中的含量一般為5%~25%，其含量的多少對瀝青的流變特性有很大的影響。瀝青是膠質包裹瀝青質而成膠團懸浮在油分之中形成的膠體溶液。這樣，瀝青質含量多少對膠體體系的性質有很大的影響。我國有些瀝青如大慶瀝青、任丘瀝青中的瀝青質含量很低幾乎都在1%以下，這是國產(chǎn)瀝青的重要特征。當瀝青中的瀝青質含量增加時，瀝青稠度提高、軟化點上升。日本飯島博通過對20多種瀝青的研究，發(fā)現(xiàn)瀝青的軟化點TR&B與各組分含量之間成如下關系：TR&B=1.19X-0.671Y-0.682Z-0.00838W+83.6式中，X，Y，Z，W分別為瀝青質、膠質、芳香分與飽和分的含量。瀝青質大，粘→脆改變感溫性目前十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點幾種國產(chǎn)瀝青的化學組分（%）瀝青品種和標號瀝青質

樹脂

芳香烴飽和烴

蠟HXL稠油瀝青AH－90AH－12018.435.1013.4516.6026.1544.6036.9727.202.803.02KLMY稠油瀝青AH－70AH－90AH－1100.600.470.33

41.0039.3022.74

25.2431.7425.59

25.0026.3046.68

1.701.903.10

SJS稠油瀝青AH－70AH－90AH－1107.874.613.34

28.9129.1242.85

31.7425.5929.13

27.4835.6924.68

4.112.323.67MMN丙脫AH－904.4157.0529.726.31

東煉AH－900.0770.8329.6510.45SLIAH－9013.1340.8738.147.86勝華AH－909.5939.1541.2210.04錦西AH－900.9077.0322.3716.71目前十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點3．膠體結構：組成、性能、路用性能、適用地區(qū)膠體結構判斷溶膠型PI值：PI＜-2：地瀝青質含量較少，膠團間完全沒有引力或引力很小，在外力作用下隨時間發(fā)展的變形特性與粘性液體一樣。直餾瀝青的結構多為溶膠結構。凝膠型PI值：PI＞+2：凝膠結構地瀝青質含量很多，膠團間有引力形成立體網(wǎng)狀，地瀝青質分散在網(wǎng)格之間，在外力作用下彈性效應明顯。氧化瀝青多屬于凝膠結構。溶凝膠型-2＜PI＜2：溶一凝膠結構介于溶膠與凝膠之間，并有較多的樹脂，膠團間有一定吸引力，在常溫下受力變形的最初階段呈現(xiàn)出明顯的彈性效應，當變形增加到一定數(shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃印４蟛糠謨?yōu)質道路瀝青均配成溶～凝膠型結構，具有粘彈性和觸變性，故亦稱彈性溶膠。

目前十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點路用性能較好：PI（-1～+1）之間較為宜a、溶膠型結構b、溶－凝膠型結構c、凝膠型結構4．瀝青健康安全性（苯酚）致癌苯含量：0.1~27μg/g毒性比汽油略小5．石油瀝青化學組成炭·氫——烴組分分析：瀝青質：黑色，黑褐色，密度＞1.0分子量＞1000瀝青質大，粘→脆改善感溫性膠質：介于油分和瀝青質之間，密度接近1.0，分子量500-1000飽和芬、芳香芬目前十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點6．蠟蠟的化學組成以純正構烷烴或其熔點接近純正構烷烴的其他烴類為主。蠟有石蠟和地蠟之分，地臘是微晶蠟，瀝青中的蠟主要是地蠟。在常溫下，蠟都以固體形成存在，蠟對瀝青的性能有較大的影響。（1）對瀝青流變性的影響在瀝青中，蠟主要溶解在油分中，當它以溶解狀態(tài)存在時，則會降低分散相的粘度，這是蠟在液體狀態(tài)時瀝青粘度降低，僅10~30厘泊；當蠟以結晶狀態(tài)存在時，則會使瀝青具有屈服應力的結構；如果以松散粒子存在，就類似于瀝青中加入礦粉而使瀝青的粘度增加。瀝青中蠟含量增加，會使瀝青在常溫下的粘度增大；而當接近石蠟融化溫度（50℃）時，蠟含量增加，反而使瀝青的粘度降低。因此，蠟含量高的瀝青溫度敏感性強。目前十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（2）對瀝青低溫性能的影響低溫下高含蠟量瀝青結晶結構網(wǎng)增加了瀝青剛性，表現(xiàn)出較高的彈性和粘性，隨著蠟含量的增加，瀝青的脆性也增大。（3）對瀝青界面性質的影響當瀝青與石料接觸時，蠟的存在會降低瀝青對石料界面的粘附。同時，蠟會集中在瀝青的表面使瀝青失去光澤，并影響瀝青路面的磨阻性能。（4）對瀝青膠體結構的影響蠟的結晶網(wǎng)格會促使瀝青向凝膠型膠體結構發(fā)展，但膠體系統(tǒng)不穩(wěn)定而具有明顯的觸變性。含蠟量對瀝青及瀝青混合料的性質有重要影響。單－70瀝青由于含蠟量較高（4.11%）；含蠟量從3.6%增大到3.96%，針入度從61提高到86，軟化點急劇下降，延度則隨含蠟量增加而不斷變小。它說明總蠟含量約在3.5%左右時，瀝青性質會發(fā)生劇變。目前二十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點但含蠟量大于3%時15℃延度就急劇下降。六、石油瀝青的物理性質①相對密度：g/m3水與瀝青中含直鏈烴、環(huán)烷烴含量有關；與含S量；與瀝青油源，石蠟基；與生產(chǎn)工藝有關；（氧化的大分子多，直餾反之）質量好壞一般＞1.0，瀝青質↗密度↗②熱脹系數(shù)：瀝青密度隨溫度而（膨脹）在不同溫度，系數(shù)不同③導熱系數(shù)：與油源，加工工藝有關針入度系數(shù)④介電常數(shù)：抗滑性、耐老化性有關⑤酸值：⑥表面強度：測試方法目前二十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點七、石油瀝青的技術性能

粘滯性：粘度

延性（度）：

粘附性：

安全性：閃點、燃點

感溫性：針入度指數(shù)（感時性）——蠕變、松弛

流變性：耐久性：老化特性目前二十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（一）粘滯性（粘度）：粘度粘滯阻力1、條件粘度法：針入度、軟入點●針入度目前二十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點⑴針入度評價瀝青優(yōu)缺點：●可以反映常溫下瀝青的性質BTDC（BitumenTestDateChart）㏒P=AT+K①針入度—溫度感應性系數(shù)A三溫度回歸（15，25，30℃）R=0.998，以P、T解A、K，T1.2：當量脆點，當針入度為1.2時，所對應的溫度，T1.2=(0.0792-K)/AT800：當量軟化點，當針入度為800時，所對應的溫度，T800=(2.9031-K)/A目前二十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點②PI——針入度指數(shù)對思考：PI范圍？③方法簡易目前二十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點⑵不足：只能評價瀝青溫下性能，不能代表使用溫度下的性能；對A、PI有一定人為性，實驗誤差大。A受三溫度選點影響大；①與樣本容量有關（受影響）②PI為某一溫度范圍內情況更寬范圍無法反映③對不同溫度段計標其PI值時，不一樣④PI與A有一定關系，并不能直接判別其敏感性⑤某一溫度下A值稍變化，→PI變化較大→處于臨界時對判斷有誤（重復性、在異性誤差）→同環(huán)境下，異環(huán)境下試驗

PI缺陷目前二十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點圖粘度與針入度的關系思考：由于25℃時的針入度與瀝青在路面中的使用性能和施工的要求沒有直接聯(lián)系，從1975年起，在美國改按與使用性能有關的60℃時的絕對粘度和與施工要求有關的135℃時的運動粘度來劃分粘稠瀝青的等級。目前二十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●軟化點注意：水溫5℃，升溫速度對瀝青高溫性能的反應程度？目前二十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點研究認為：多種瀝青在軟化點時的粘度約為1200Pa·s或相當于針入度值為800（0.1mm）。軟化點試驗實際上是測量瀝青在一定外力（鋼球）作用下開始產(chǎn)生流動并達到一定變形時的溫度，可以認為軟化點是一種人為的“等粘溫度”。由此可見，針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度，而軟化點則是瀝青達到規(guī)定條件粘度時的溫度。所以軟化點既是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個指標，也是瀝青條件粘度的一種量度。2絕對粘度法：運動粘度

目前二十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●毛細管法毛細管法是測定瀝青運動粘度的一種方法（JTJ052T0619——1993）該法是瀝青試樣在嚴密控溫條件下，于規(guī)定溫度（通常為135℃），通過選定型號的毛細管粘度計（通常采用的有坎-芬式，如圖2-8），流經(jīng)規(guī)定體積所需的時間（以s計），按式（2-7）計算運動粘度。（2－6）

式中：VT——在溫度T℃時測定的瀝青運動粘度，mm2/s；c——粘度計標定常數(shù)mm2/s2；t——瀝青流經(jīng)規(guī)定體積所需時間，s。目前三十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點目前三十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點目前三十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點目前三十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點布洛克菲爾德法（Brookfield）

美國戰(zhàn)略公路研究計劃（SHRP）在瀝青結合料路用性能規(guī)范中采用布洛克菲爾德法（Brookfield）粘度計測量道路瀝青在45℃以上溫度范圍內的表觀粘度，以帕?秒（Pa?s）計，可以看成簡化的雙筒旋轉粘度計，見圖2-10。該法適用于測定牛頓流體或非牛頓流體的剪應力與剪應變之比。目前三十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點材料的粘度測試與流動狀態(tài)有關泊肅葉運動——毛細管粘度計狹縫中出現(xiàn)簡單剪切運動——滑板式同軸環(huán)中旋轉運動——布洛克菲爾德法平板之間扭動運動——平板圓盤式（圓錐平板式）目前三十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點多種瀝青粘度

瀝青品種粘度（Pa·s）AH-90AH-70單-90(87)①歡-90(83)克-90(84)英國(106)日本(87)殼牌(87)單-70(65)克-70(69)阿-70(69)135℃0.40.410.70.410.350.350.450.890.6PVN-0.38-0.40.4-0.110.58-0.58-0.530.52-0.05

國外的一些試驗路段表明，用同一針入度級瀝青時，用高粘度瀝青的瀝青面層的裂縫明顯少于用低粘度瀝青的面層。目前三十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（二）延度——延性（低溫抗裂）溫度：15℃10℃5℃溫度與實際的對應性？拉伸速率：5cm/min微膜狀態(tài)7～14μm與試驗中8字模是否有可對應性？目前三十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點目前三十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點研究表明，當瀝青化學組分的不協(xié)調，膠體結構的不均勻，含蠟量的增加時，都會使瀝青的延度值相對降低。有的研究指出，瀝青的延度試驗與路面瀝青的拉伸狀態(tài)不符，延度試驗試件尺寸太大，路面中的瀝青為薄膜狀態(tài)，曾設想采用“微延度”試驗，但未能成功。目前三十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點測力延度試驗

瀝青材料在較低溫度下表現(xiàn)為良好的柔韌性還是脆性是瀝青低溫性能的重要標志。測力延度試驗是一種簡單易行的試驗方法，只要在延度試驗時加一只測力傳感器并接上記錄儀即可。瀝青改性前后在測力延度試驗中有不同的表現(xiàn)，如圖2所示。目前四十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點在較低溫度下，SBS改性瀝青并不脆硬，拉伸的線很粗，而且其顯著特點是拉伸曲線逐漸向上移動，這說明在拉伸過程中，其拉伸的線可以承受很大的拉應力而不斷裂，這充分顯示出在較低溫度下SBS改性瀝青具有很好的粘韌性。圖改性瀝青的測力延度試驗目前四十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（三）粘附性粘附性是指與集料表面的附著性能。水損害破壞？瀝青裹覆集料后的抗剝性，不僅與瀝青的性質有關，而且與集料的性質、混合料性質和環(huán)境條件有關。表給出了一些影響瀝青與集料粘附性的主要因素。目前四十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點瀝青與集料粘附性的影響因素集料性質瀝青性質混合料性質環(huán)境條件礦物組成表面紋理多孔性含塵量耐久性表面積吸收性含水量形狀風化程度流變性電的極性成分空隙率滲透性瀝青含量瀝青膜厚度填料類型集料級配混合料類型雨量濕度水的pH值鹽分溫度溫度循環(huán)交通量設計施工質量排水目前四十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點 影響條件①集料堿值判定石料的酸堿性。

測定石料堿值的方法。具體試驗方法是采用分析純的碳酸鈣含量為標準，先配制濃度約為0.25mol/L的硫酸標準溶液，并用精密酸度計測定硫酸標準溶液的氫離子濃度，將石料試樣清洗烘干，破碎研磨成小于0.075mm的石粉，置于圓底燒瓶中，加入一定量的硫酸標準溶液，放入130℃的油浴鍋中回流30min，冷卻后用精密酸度計插入上層清液中，測定清液的氫離子濃度，并由式計算石料的堿值。目前四十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點式中：

——硫酸標準溶液的氫離子濃度；

——檢測石料與硫酸反應后清液的氫離子濃度；

——純碳酸鈣與硫酸反應后清液的氫離子濃度。上述方法測定的幾種代表性石料的堿值。目前四十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點幾種代表性石料堿值由表中可以看到，石灰?guī)r的堿值最高，安山巖和玄武巖次之，而砂巖、花崗巖最小，說明石料的堿性逐漸減弱，酸性則逐漸增強。這與通常按SiO2含量區(qū)分集料的酸堿性相吻合。因此，集料堿值為標準，將集料劃分為良好、合格、不合格、極差四個等級。石料種類石灰?guī)r安山巖玄武巖片麻巖花崗巖(黑)砂

巖花崗巖(紅)堿值0.970.710.640.620.570.550.54目前四十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點堿值與集料等級類型集料表面的粗糙程度也影響著集料與瀝青的粘附性。集料表面粗糙度是瀝青吸附良好的重要條件，集料表面微空隙的數(shù)量、孔徑的大小和微細裂縫都影響著吸附瀝青的表面積，表面積越大，吸附能力越強，并使瀝青吸入集料內部。對表面光滑的集料，瀝青不能很好地吸附在集料表面上，不僅吸附在集料表面的瀝青膜很薄，易被水破壞，而且在行車荷載作用下，瀝青膜與集料間的界面上易產(chǎn)生剪切破壞，使水分浸入，造成粘結力喪失，產(chǎn)生水損害破壞。因此，有學者認為，集料表面的粗糙度對于粘附的牢固程度來說甚至比集料的礦物成分更重要。堿值＞0.80.7～

0.80.6～0.7＜0.6等級類型良好合格不合格極差目前四十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點瀝青粘度↗，粘附性↗以酸值作為評價瀝青酸性強弱的指標，瀝青的酸性越大，與集料的粘附性越好。

《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTJ052-2000）給出了瀝青酸值的測定方法，其基本原理是將瀝青溶解于苯和乙醇的混合溶劑中，以氫氧化鉀的乙醇標準溶液中和瀝青中的游離酸，由消耗氫氧化鉀乙醇溶液的體積來計算酸值，瀝青酸值的計算公式由：目前四十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點式中：A——瀝青的酸值，ml?mol/L?g；V——滴定試樣所消耗的氫氧化鉀乙醇標準溶液的體積，ml；V0——滴定空白試樣消耗氫氧化鉀乙醇標準溶液的體積，ml；——氫氧化鉀乙醇標準溶液濃度，mol/L；m——瀝青用量，g。目前四十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點一般認為克拉瑪依瀝青的酸值較大，說明該瀝青表面活性組分含量較高，與集料的粘附性也較強，而茂名瀝青的酸值較小。檢驗與評價①粘附性試驗：水浸法（80℃）水煮法——主觀較多；分光光度計法②混合料試驗：殘留穩(wěn)定度，凍融劈裂試驗，浸水車轍思考：是否先老化目前五十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點目前五十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●改善措施抗剝落劑檢驗：瀝青→混合料液體抗剝落劑：貝洛膠（皺形）PA-1，AST-3等粉末狀抗剝劑類國外最大公司：莫頓熟石灰：效果最好目前五十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點高速公路、一級公路的石料為酸性石料時，宜使用針入度較小的瀝青，并采用下列抗剝離措施，使瀝青與集料的粘附性符合規(guī)范的要求：用干燥磨細的消石灰粉或生石灰粉、水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1%～2%；在瀝青中摻加抗剝落劑；將粗集料用石灰漿處理后使用。目前五十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點摻加消石灰粉，添加時間必須確保集料是在裹覆消石灰以后才與瀝青拌和；。

將生石灰粉與潮濕的集料拌和，同時能降低集料中3%～5%的含水率用石灰漿或石灰水裹覆集料，效果很好，但要增加成本，降低生產(chǎn)率；用熱的生石灰，即正在消解發(fā)熱的石灰粉國外有學者認為，盡管抗剝落劑對瀝青與集料的早期粘附性能得到改善，但對其在長期性能方面能否得到改善尚有疑問。美國國家瀝青路面協(xié)會（NAPA）在對各種抗剝離措施進行研究后也認為，效果最好、最穩(wěn)定的是摻加石灰、消石灰和生石灰，其用量通常為集料總量的1%～1.5%，并提出在生產(chǎn)上可采用下述四種方法：目前五十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點

在日本規(guī)范《瀝青路面要綱》中關于抗剝落劑一條也有類似的規(guī)定?？箘兟鋭┦欠乐篂r青混合料產(chǎn)生剝離破壞為主要目的而添加的外加劑，一般采用消石灰，也可以使用以油脂為主要成分的胺類、酰胺類、第四銨鹽類等陽離子表面活性劑。消石灰粉及水泥的劑量為瀝青混合料總量的1%～3%，抗剝落劑的用量為瀝青用量的0.3%以上。在配合比設計時盡量采用水穩(wěn)性好的混合料，瀝青用量采用上限，水穩(wěn)定性的檢驗采用浸水車轍試驗等。目前五十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（四）瀝青感溫性：1、意義：2、指標：PI、PVN、VTS（粘溫指數(shù)）、BTDC試驗數(shù)據(jù)●PI——針入度指數(shù)瀝青品種

不同溫度時的針入度TR&B(℃)A回歸法PI用A40℃25℃15℃5℃0℃單—9037079269.85.848.80.0452-0.8歡—90312753213.98.349.50.03890.19克—90—843110—48.20.0462-0.94殼—90375883312.25.547.20.0448-0.74英—904181003414.1845.20.0428-0.45日—9042085287.55.1470.0489-1.29單—7032863228.15.250.50.0451-0.78克—70—69257—51.20.0497-1.39阿—7030061218.8552.50.0441-0.64不同瀝青的針入度指數(shù)目前五十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點●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溫度的瀝青感溫性，瀝青在道路使用中或在施工時，還需要了解高于軟化點溫度時的瀝青的感溫性。N?W?麥克里奧德（Mcleod）提出了“針入度—粘度指數(shù)”（PVN）法。該法是應用瀝青25℃時的針入度值和135℃（或60℃）時的粘度值與溫度的關系來計算瀝青感溫性的方法。針入度指數(shù)與膠體結構類型瀝青針入度指數(shù)（PI）PI＜－2PI=－2～

+2PI＞+2瀝青的膠體結構類型溶膠型結構溶－凝膠型結構凝膠型結構目前五十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點針入度—粘度指數(shù)愈大，表示瀝青的感溫性愈低。對PVN——路用性能（60℃時不易測）——缺陷

瀝青感溫性

針入度－粘度數(shù)PVN0～-0.5-0.5～-1.0-1.0～-1.5瀝青感溫性類型低感溫性瀝青中感溫性瀝青高感溫性瀝青①PVN1

已知25℃時的針入度值P（1/10mm）和135℃時運動粘度值v（mm2/s）時，按式計算針入度—粘度指數(shù)。目前五十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點②PVN2

已知25℃時針入度值P（0.1MM）和60℃絕對粘度（Pa?s）時，可按式計算針入度—粘度指數(shù)。針入度—粘度指數(shù)愈大，表示瀝青的感溫性愈低。●針入度—溫度指數(shù)（PTI）針入度—溫度指數(shù)是根據(jù)不同溫度條件下的針入度值的比率來評價瀝青的感溫性。針入度—溫度指數(shù)由式表達。目前五十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點式中：P——為不同溫度、不同荷重、不同針入時間的針入度值。計算得出的PTI值越小表明瀝青的感溫性越小，即溫度穩(wěn)定性越好。目前六十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（五）老化特性●粘溫指數(shù)VTSη—T1g1gη=AlgT（VTS為負值）+k（T有攝氏，K氏，華氏溫度之分）“條件”→真的溫度敏感性應對應不同溫度與試驗，要反應過程而非點指標。思考：石油瀝青工程性質評價方法（低溫、高溫）1、老化階段：拌和運輸，攤鋪中處于熱老化中（HMA）施工階段：——短期老化運營：——長期老化目前六十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點2、老化原因1）瀝青的氧化作用——高溫下，促進極性體與氧結合成大分子2）揮發(fā)作用——輕組分，使瀝青變硬3）聚合作用——結構片（+、-、中性）之間結合成大結構4）自然硬化——定位重組，從而蠟等物質產(chǎn)生結晶作用，但該（4）過程可逆，開溫后恢復；5）滲流硬化：3、老化試驗、模擬●蒸發(fā)損失：最早模擬試驗●薄膜烘箱：TFOT：模擬施工階段→缺點：①瀝青膜厚；②163℃比現(xiàn)場高，改進成為延遲老化試驗③揮發(fā)損失大●旋轉薄膜烘箱：RTFOT；● 進而→TFAAT4g、113℃薄膜加速老化試驗目前六十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點● 壓力老化試驗（PAV）思考溫度太高（X）不符合現(xiàn)場——加溫膜太薄（X）回收不易——減薄膜厚光線（紫外）？（強度控制）——光照催化劑（氧化劑等）（氧化鈦抗紫外線）？——加劑加壓——Lee：65.6℃，加氧加壓①穩(wěn)定性如何②時間長短？目前六十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點4、老化評價●耐老化指數(shù)、質量損失●老化機理分析：1）X射線試驗：對芳香基變化情況觀察（氧化情況）2）質譜分析：元素種類和含量變化3）紅外光譜：對特征峰值變化情況，哪些組分易到達4）核磁共振、元素分析，密度、分子量變化綜上目的：為“等效”方向努力，找到等效的一個最合適的方法●ISV零剪切粘度——新方法測粘度剪切速率為0時的剪切粘度值；目前六十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（六）低溫性能瀝青的低溫性質對瀝青混凝土的低溫抗裂性能有重要影響。瀝青的低溫性質包括瀝青的低溫脆性、溫度收縮系數(shù)和低溫延度。（1）延度瀝青的延性是指當其受到外力的拉伸作用時，所能承受的塑性變形的總能力，是瀝青的內聚力的衡量，通常是用延度作為條件延性指標來表征。指標特性：瀝青的延度與瀝青的流變特性、膠體結構和化學組分等有密切的關系。研究表明，當瀝青化學組分的不協(xié)調，膠體結構的不均勻，含蠟量的增加時，都會使瀝青的延度值相對降低。目前六十五頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點《1》 延度：低溫延度，測力延度《2》彎曲梁流變試驗（BBR）概念：一種能準確評價瀝青勁度和蠕變速率的方法，即彎曲梁流變試驗（BendingBeanRheome-ter簡稱BBR）。可采用瀝青模擬經(jīng)過施工的熱老化，先經(jīng)過旋轉薄膜烘箱RTFOT，再經(jīng)過壓力老化試驗（PAV）模擬瀝青路面經(jīng)過5年的使用期老化。試驗方法：在彎曲流變儀器（BBR）上進行。彎曲流變儀應用在工程上梁的理論來測量瀝青小梁試件在蠕變荷載作用下的勁度，用蠕變荷載模擬溫度下降時路面中可產(chǎn)生的應力。通過試驗獲得兩個評價指標：目前六十六頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（2）脆點

①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。而表征瀝青低溫勁度時間變化率的m值越大，則瀝青開裂的可能性會隨之減少，即m值越大越好。②蠕變曲線的斜率要求不小于0.3。概念：瀝青材料在低溫下受到瞬時荷載作用時，常表現(xiàn)為脆性破壞。①脆點：是測量瀝青在低溫不引起破壞時的溫度。瀝青脆性的測定極為復雜，通常采用A?弗拉斯脆點試驗方法可以求出瀝青達到臨界硬度發(fā)生開裂時的溫度作為條件脆性指標。目前六十七頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點指標特性：脆點實質上反映瀝青由粘彈性體轉變?yōu)閺棿囿w即玻璃態(tài)的溫度，即達到臨界硬度時發(fā)生脆裂的溫度，也意味著瀝青達到等勁度時的溫度，瀝青出現(xiàn)脆裂時的勁度約為2.1×109Pa。②瀝青的低溫脆性通常用弗拉斯脆點（Fr）表示，它實際上相當于一種一定荷載條件下的等勁度溫度。最近也有人提出用圓盤內瀝青收縮開裂的皿式脆點（Ｆp）來模擬瀝青脆裂的溫度。但脆點有時不能說明瀝青的低溫抗裂性能。脆點不能反映瀝青低溫抗裂性能優(yōu)劣的主要原因也可能是瀝青中蠟的影響。根據(jù)國外一些學者提出的試驗結果，即對于大多數(shù)含蠟量小的瀝青可以假定瀝青在弗拉斯脆點溫度時的針人度為1.2，建議對含蠟量高的瀝青計算針入度為1.2時的脆點，并稱其為當量脆點（Ｔ1.2）。目前六十八頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點幾種瀝青樣品的脆點

KLMYHXLLHELANLMMNSJSSLI25℃針入度899213882819796弗拉斯脆點Fr（℃）-15-19-16.8-16.8-13-14.8-16.8當量脆點（℃）-23-20-15.3-16.5-14.6-14.7-11T1.2-－Fr(℃)-8-11.50.3-1.60.15.8含蠟量（%）1.281.553.853.384.084.195.55表中的數(shù)據(jù)表明，用當量脆點評價瀝青的低溫抗裂性能較為合適。如與含蠟量相對應考慮，含蠟量小于3%的瀝青的當量脆點應低于－17℃。目前六十九頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（3）瀝青的溫縮系數(shù)瀝青混凝土的溫縮系數(shù)主要取決于瀝青的溫縮系數(shù)。瀝青、集料和瀝青混凝土的線溫縮系數(shù)的一般數(shù)值列在表中材料名稱溫縮系數(shù)(×10-6/℃)瀝青(0℃~－30℃，3~10℃/h)160～200集料石灰?guī)r花崗巖砂巖大理巖0.5～8.90.5～6.81.0～6.62.4～7.40.6～8.9瀝青混合料20～45思考：前蘇聯(lián)在粘稠道路石油瀝青技術標準中增加了0℃延度、目前七十頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點（4）直接拉伸試驗（DTT）概念：直接拉伸試驗是SHRP為測試瀝青的拉伸性能而開發(fā)的，用以測試瀝青在低溫時的極限拉伸應變。試驗方法：試驗溫度0~36℃，瀝青試件如啞鈴狀，試件重約2g，兩端粗，中間細，長40mm，有效標準長度為27mm，截面積為36mm2。一只試件僅需3g瀝青，試驗溫度為設計最低溫度以上10℃，拉伸速率為1mm/min，較延度試驗（5cm/min）慢得多，測得的結果是試件拉斷時的荷載和伸長變形，試件的應力和應變由式（2-7）和式（2-8）計算。（2-7）

（2-8）目前七十一頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點

相應于低溫狀態(tài)脆性破壞的試件的應變通常不大于1%，因此SHRP規(guī)范要求直接拉伸試驗的破壞應變不得大于1%。（七）瀝青的流變性瀝青材料是一種具有流變特性的典型材料，它的流動和變形不僅與應力有關，也與時間和溫度有關，因此瀝青的流變性質與其路用性能密切相關。而所謂瀝青的流變性質就是瀝青材料的應力和應變隨時間而變化的性質。目前七十二頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點1、瀝青的粘彈性瀝青在高溫（低粘度）及連續(xù)荷載作用下，瀝青以粘性形變?yōu)橹?；在低溫（高粘度）及瞬時荷載作用下，彈性形變占主要地位；而在通常使用情況下，瀝青的形變介于二者之間，屬于粘彈性形變目前七十三頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點如圖。范.德.波爾認為在道路的實際使用條件下，瀝青的流變形可以采用拉應力σ與總拉應變ε的比值，即“抗拉勁度模量”表示。由式可得：式中：——瞬時彈性模量；

——延遲彈性模量（時間和溫度的函數(shù)）；——粘度。若為剪切勁度模量，可采用換算公式＝3計算。若為剪切勁度模量，可采用換算公式＝3計算。目前七十四頁\總數(shù)八十六頁\編于十六點瀝青的粘性和彈性聯(lián)合效應指標采用勁度模量表