五瀝青、瀝青混合料和防水材料-5.1普通石油瀝青（建筑材料）

《建筑材料》四瀝青及瀝青混合料工程造價(jià)目錄/CONTENT02標(biāo)題文字03標(biāo)題文字04標(biāo)題文字01石油瀝青04瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)0306熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)例05普通熱拌瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)03其他瀝青02改性瀝青07瀝青防水材料石油瀝青PART

01瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)12普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3普通石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)01石油瀝青的分類02石油瀝青的組分一、瀝青的分類

瀝青材料(Bituminousmaterial)：極其復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）的衍生物組成的混合物。特點(diǎn)：黑色(黑褐色);固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài)；性質(zhì):黏結(jié)性(有機(jī)膠凝材料)、憎水性、塑性、耐腐蝕；用途:路面、屋面、防水、耐腐蝕等工程材料。分類：①

地瀝青天然瀝青：湖瀝青、巖石瀝青、海底瀝青石油瀝青：用石油經(jīng)開(kāi)采、精煉加工而得到的②焦油瀝青煤瀝青木瀝青天然瀝青：是石油在自然條件下，經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的時(shí)間，在溫度、壓力、氣體、無(wú)機(jī)物催化劑、微生物以及水分等綜合作用下氧化聚合而成的瀝青類物質(zhì)。由于它常年與自然環(huán)境共存，故其性質(zhì)特別穩(wěn)定。由瀝青、礦物質(zhì)、水分構(gòu)成。根據(jù)天然瀝青生成礦床的不同，可以分為：

湖瀝青巖瀝青海底瀝青

湖瀝青的形成是石油不斷從地殼中冒出，存在于天然湖中，經(jīng)長(zhǎng)年沉降、變化、硬化而形成的天然瀝青，代表性產(chǎn)品：特立尼達(dá)湖瀝青，TrinidaLakeAsphalt(簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)LA)

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特立尼達(dá)湖瀝青（TriniadaLakeAsphalt）是世界上最為著名的天然瀝青之一，它產(chǎn)于南美洲加勒比海島國(guó)－風(fēng)景秀麗的特立尼達(dá)和多巴哥境內(nèi)的瀝青湖。該瀝青湖又叫彼奇湖，面積44萬(wàn)平方米，深約82米，湖中瀝青儲(chǔ)量達(dá)1200萬(wàn)噸，是世界上最大的天然瀝青產(chǎn)地。

巖瀝青生成于巖石的夾縫中，縫寬很窄，僅數(shù)十厘米，深可達(dá)幾百米。天然巖瀝青是一種純天然的碳?xì)浠衔?，熔點(diǎn)在150℃以上，我國(guó)青海及克拉瑪依地區(qū)有所開(kāi)采，但很少用于道路。美國(guó)北部猶他州的Uintah盆地的UNTAITE巖瀝青是世界上最為著名的巖瀝青。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值軟化點(diǎn)，℃160～175針入度，250比重1.04～1.06閃點(diǎn)，25℃315＋石油瀝青的分類原油開(kāi)采石油煉制成品瀝青

原油→常壓渣油→減壓渣油→粘稠瀝青直餾瀝青：較好的變形能力，溫度敏感性較大氧化瀝青：較好的溫度穩(wěn)定性溶劑瀝青：丙烷脫液體瀝青：在粘稠瀝青中摻加煤油、汽油、柴油調(diào)配瀝青：調(diào)和瀝青、混合瀝青乳化瀝青：水＋乳化劑＋瀝青二、石油瀝青的組成1、組成元素主要化學(xué)元素：碳C氫H硫S氧O氮N82~88%；8~11%；0~6%；0~1.5%；0~1%微量金屬元素：釩、鎳、鐵、鎂和鈣是多種碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）衍生物組成的混合物。分子式：CnH2n+aObScNd2、石油瀝青的化學(xué)組分將瀝青分離為物理化學(xué)性質(zhì)相近，而且與瀝青性質(zhì)又有一定聯(lián)系的幾個(gè)組，這些組稱為組分。三組分：油分、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)四組分：飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)性狀外觀特性分子量碳?xì)浠?作用油分淡黃色透明液體100~5000.5~0.745~60賦予瀝青流動(dòng)性，含量多瀝青溫度穩(wěn)定性變差樹(shù)脂紅褐色粘稠半固體650~10000.7~0.815~30使瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性地瀝青質(zhì)深褐色固體微粒1000~60000.8~1.05~30決定溫度敏感性，粘性。量多，則軟化點(diǎn)高，粘性大，即愈硬脆。石油瀝青三組分分析法膠質(zhì)第一芳香分飽和分第二芳香分瀝青質(zhì)石蠟對(duì)瀝青性能的影響：

高溫穩(wěn)定性

低溫抗裂性

水穩(wěn)定性（集料與瀝青的粘附性）

路面抗滑性。嚴(yán)格控制含蠟量＜3%三、石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠型凝膠型1444331221-飽和分；2-芳香分；3-膠質(zhì)；4-瀝青質(zhì)溶膠型瀝青質(zhì)含量<10%15%～25%＞30%(1)溶膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)少，膠團(tuán)完全膠溶而分散在芳香分和飽和分介質(zhì)中，可自由運(yùn)動(dòng)，液體瀝青。特點(diǎn)：粘性小、流動(dòng)性大，較好的自愈性和低溫時(shí)變形能力。溫度穩(wěn)定性差。(2)凝膠結(jié)構(gòu)：瀝青質(zhì)多，膠團(tuán)間有引力形成立體網(wǎng)狀，地瀝青質(zhì)分散在網(wǎng)格之間。氧化瀝青。特點(diǎn)：當(dāng)施加荷載很小或時(shí)間很短時(shí)，具有明顯彈性變形，高溫穩(wěn)定性好，低溫變形能力較差。

(3)溶—凝膠結(jié)構(gòu)：介于溶膠與凝膠之間，膠團(tuán)間有一定吸引力，常溫下呈現(xiàn)明顯的彈性效應(yīng)，當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?dòng)。特點(diǎn)：彈性瀝青，低溫時(shí)具較好的形變能力，用于高等級(jí)路面。直餾瀝青或半氧化瀝青、溶劑瀝青。膠體結(jié)構(gòu)類型如何判斷？

膠體結(jié)構(gòu)類型與瀝青路用性能之間有密切的關(guān)系，一般工程中用針入度指數(shù)PI劃分瀝青的膠體結(jié)構(gòu)：①當(dāng)PI<-2溶膠型②當(dāng)PI>+2凝膠型③當(dāng)-2<PI<+2溶凝膠型《建筑材料》四瀝青及瀝青混合料工程造價(jià)目錄/CONTENT02標(biāo)題文字03標(biāo)題文字04標(biāo)題文字01石油瀝青04瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)0306熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)例05普通熱拌瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)03其他瀝青02改性瀝青07瀝青防水材料石油瀝青PART

01瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)12普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3普通石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)01物理性質(zhì)02路用性質(zhì)物理性質(zhì)密度體積膨脹系數(shù)介電常數(shù)黏滯性黏度稠度低溫性質(zhì)延性脆性感溫性質(zhì)黏附性耐久性其他性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)

一、物理性質(zhì)

密度：規(guī)定溫度下單位體積所具有的質(zhì)量，以。（15℃、25℃）

相對(duì)密度：在同一溫度下，瀝青質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值，無(wú)量綱。

用途：計(jì)量（計(jì)價(jià)）、瀝青混合料組成設(shè)計(jì)。瀝青品種新疆克拉瑪依90號(hào)歡喜嶺90號(hào)新加坡殼牌伊朗相對(duì)密度0.97311.0041.0341.03二、路用性質(zhì)（1）粘滯性定義：瀝青在外力作用下抵抗變形的能力，反映瀝青內(nèi)部材料阻礙其相對(duì)流動(dòng)的特性，一般采用剪切變形模型描述影響因素：粘滯性的大小與組分、溫度有關(guān)。瀝青質(zhì)高，含適量樹(shù)脂、少量油分時(shí)，粘滯性較大。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度升高時(shí)，粘滯性隨之降低表達(dá)方式：絕對(duì)粘度、相對(duì)粘度相對(duì)粘度（液體瀝青）標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)（液體瀝青）相對(duì)粘度（粘稠瀝青）針入度Penetration——針入度儀，0.1mm軟化點(diǎn)Softeningpoint——軟化點(diǎn)儀，oC★針入度是等溫粘度。★軟化點(diǎn)是等粘溫度標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)（液體瀝青）適用于液體瀝青、乳化瀝青、煤瀝青等材料在流動(dòng)狀態(tài)下的黏度。規(guī)定溫度條件下，通過(guò)規(guī)定流孔直徑，流出50mL體積，所需的時(shí)間[CT,d]，以s計(jì)。T為試樣溫度，通常為25℃或60℃。其中ｄ為小孔直徑（mm），常用流孔直徑３mm、4mm、５mm、10mm；例如：C60,5，即試驗(yàn)溫度為60℃，試驗(yàn)孔徑為5mm。在相同溫度與相同流孔條件下，流出的時(shí)間越長(zhǎng)，表示瀝青粘度越大。例：

A：C60,5=100SB：C605=50S，表明A粘結(jié)力B粘結(jié)力。>針入度Penetration（粘稠瀝青）

是指在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間貫入瀝青試樣的深度（以0.1mm計(jì))。蓋上盛樣皿蓋，在15℃~30℃室溫中冷卻；置于試驗(yàn)溫度±0.1℃恒溫水浴中；小盛樣皿不少于1.5h。針入度（三大指標(biāo)之一）作用：劃分瀝青標(biāo)號(hào)試驗(yàn)方法：JTGE20-2011表示方法：PT，m，t表示例如：P25℃，100g，5s=65(0.1mm)表示：試驗(yàn)溫度25℃

荷載質(zhì)量100g

歷時(shí)5s

貫入瀝青深度6.5mm

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度：T=25oC針入度大，則粘度小。針入度是我國(guó)選擇瀝青標(biāo)號(hào)的最主要依據(jù)，

定義：瀝青試樣在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi)上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的金屬鋼球，放于水或甘油中，以規(guī)定的速度加熱，至鋼球下沉達(dá)規(guī)定距離時(shí)的溫度，以℃表示。

軟化點(diǎn)（三大指標(biāo)之二）達(dá)到規(guī)定條件黏度的溫度自動(dòng)軟化點(diǎn)儀鋼球?qū)⒃嚇幼⑷胧用笾袦y(cè)試方法：JTGE20-2011

將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置標(biāo)準(zhǔn)鋼球（重3.5g）

在水或甘油中，以5℃/min加熱瀝青軟化下垂至25.4mm時(shí)的溫度表示方法：TR&B影響因素：瀝青質(zhì)含量：含量多，溫度敏感性↓蠟含量：含量多，溫度敏感性↑3.5g25.4mm意義：軟化點(diǎn)越高，表明瀝青的耐熱性越好，即溫度穩(wěn)定性越好。

不同瀝青有不同的軟化點(diǎn)。工程用瀝青軟化點(diǎn)不能太低或太高，否則夏季融化，冬季脆裂且不易施工。反映瀝青黏度和高溫穩(wěn)定性及感溫性。（2）延性和脆性①延性(塑性)定義：延性是瀝青在外力作用下發(fā)生拉伸變形而不破壞的能力，用延度表示。延度：表征瀝青的延展能力、變形能力。延度（三大指標(biāo)之二）①測(cè)試方法：JTGE20-2011

瀝青試樣制成∞字型，在規(guī)定速度和溫度下拉伸至斷時(shí)的長(zhǎng)度以cm表示 溫度：25℃、15℃、10℃、5℃ 拉伸速率：（5±0.25）cm/min。

表示方法：

D（cm）延度試模3.置于試驗(yàn)溫度的水浴中保溫1.5h；2.在室溫冷卻不少于1.5h,然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，與試模齊平；4.取下試模底板，將兩端孔套入延度儀的金屬柱，取下側(cè)模；5.試件拉斷時(shí)讀取讀數(shù)，以厘米表示；影響因素：組分：樹(shù)脂↑——→塑性↑溫度：t↑塑性↑膜層厚度：厚度↑塑性↑意義：瀝青的延度越大，塑性越好，柔性和抗斷裂性越好，可減少摩擦?xí)r的噪聲。

表征石油瀝青的粘滯性、塑性和溫度敏感性這三項(xiàng)性質(zhì)的指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點(diǎn)是評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)最常用的指標(biāo)，被稱為石油瀝青的三大指標(biāo)。石油瀝青的三大指標(biāo)②脆性——低溫抗裂性定義：瀝青在低溫下抵抗開(kāi)裂的能力，用脆點(diǎn)表示。脆點(diǎn)：瀝青材料由粘塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)達(dá)到條件脆裂時(shí)的溫度。一般采用弗拉斯脆點(diǎn)儀測(cè)定。測(cè)試方法：JTGE20-2011將0.4g瀝青試樣均勻涂在金屬片上，置于有冷卻設(shè)備的脆點(diǎn)儀內(nèi)，使涂有瀝青的金屬片重復(fù)彎曲，降溫速率1℃/min,

瀝青薄膜產(chǎn)生斷裂時(shí)的溫度為脆點(diǎn)。弗拉斯脆點(diǎn)儀勁度約為2.1×109Pa定義：

瀝青的粘度隨溫度的不同而產(chǎn)生明顯的變化的特性。感溫性評(píng)價(jià)指標(biāo)：針入度指數(shù)（PI）針入度粘度指數(shù)PVN

粘度溫度數(shù)VTN（3）感溫性質(zhì)現(xiàn)象：瀝青性質(zhì)隨著時(shí)間推移而發(fā)生變化→變脆變硬→老化針入度下降、粘度增加、軟化點(diǎn)增加誘因：熱、氧氣、光（紫外線）、水（4）耐久性——老化（1）熱的影響：加速分子運(yùn)動(dòng)，蒸發(fā)瀝青，加速瀝青化學(xué)反應(yīng)。尤其在氧參與下。（2）氧的影響：氧在加熱作用下，脫氫作用，組分發(fā)生移行：方向分轉(zhuǎn)為膠質(zhì)，膠質(zhì)轉(zhuǎn)為瀝青質(zhì)。（3）光的影響：光化學(xué)反應(yīng)，加速氧化，增加瀝青中羥基和碳氧基。（4）水的影響：在光、氧、熱共同作用時(shí)，起催化劑作用。老化機(jī)理：輕質(zhì)組分揮發(fā)氧化、組分轉(zhuǎn)化老化前老化后飽和分S芳香分A膠質(zhì)S膠質(zhì)→瀝青質(zhì)芳香分→膠質(zhì)老化性能評(píng)價(jià)方法：①蒸發(fā)損失試驗(yàn)②薄膜加熱試驗(yàn)TFOT③旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)RTFOT④PAV壓力老化試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)：質(zhì)量損失、針入度比、延度瀝青薄膜加熱試驗(yàn)（TFOT）

盛樣皿內(nèi)徑：140mm，深9.5～10mm

試樣質(zhì)量：50g加熱溫度：163℃±1℃

加熱時(shí)間：5h測(cè)試指標(biāo)：質(zhì)量損失，殘留物的針入度、軟化點(diǎn)、延度。旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)（RTFOT）

瀝青試樣：35g

瓶：高140mm，直徑64mm加熱溫度：163℃

旋轉(zhuǎn)速率：15r/min

老化時(shí)間：75min壓力老化試驗(yàn)（PAV）

老化溫度：90～110℃老化時(shí)間：2