《建筑材料》瀝青及瀝青混合料

第七章瀝青及瀝青混合料瀝青橋面攤鋪瀝青瀝青防水卷材防水卷材施工§1石油瀝青1概述2組分3膠體構造4技術性質5規(guī)范及選用Back石油瀝青是石油原油經蒸餾等提煉出各種輕質油及光滑油以后的殘留物或再加工而得的產品。建筑上主要運用石油瀝青制成各種防水資料或鋪路資料。概述石油瀝青Back石油瀝青是由許多高分子碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的復雜混合物，其化學成分非常復雜，因此在進展分析時，將瀝青中化學成分和性質極為相近，并且與物理力學性質有一定關系的成分，劃分為假設干個組，稱為組分。表1石油瀝青的組分與性能關系組成名稱物理性質對主要技術性質的影響顏色狀態(tài)密度（g/m3）分子量

油分

淡黃

液體0.7～1300～500紅褐

賦予瀝青流動性樹脂（瀝青脂膠）黃色

半固體1.0～1.1600～1000黑褐色（粘稠狀）賦予瀝青良好的粘結性、塑性和可流動性地瀝青質深褐

固體大于11000以上黑色

粉末

決定溫度敏感性和粘性石油瀝青的組分石油瀝青的組成與性能關系如表1所示2～3%的瀝青碳和似碳物，是在高溫裂化等過程中生成的，是石油瀝青中分子量最大的，它能降低石油瀝青的粘結力。石蠟：它會降低石油瀝青的粘結性、塑性和溫度穩(wěn)定性。所以石蠟是石油瀝青的有害成分。多臘石油瀝青的質量低，需進展脫蠟處置，使之到達運用要求。其它組分Back在石油瀝青中，油分、樹脂、地瀝青質是石油瀝青的三大主要組分。油分和樹脂可以相互溶解，樹脂能浸潤地瀝青質，而在地瀝青質的超細顆粒外表構成樹脂薄膜。所以石油瀝青的構造是以地瀝青質為中心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而構成膠體構造。瀝青的膠體構造圖1膠體構造表示圖溶膠型溶凝膠型凝膠型膠體構造表示圖如圖1所示,膠體構造的類型和性質如表2所示。結構類型

組成及結構特點

特性

溶膠型

油分和樹脂較多，膠團外膜較厚，膠團之間運動較自由流動性和塑性較好，溫度敏感性強

溶凝膠型地瀝青質不如凝膠型多，膠團靠的較近，相互之間有一定吸引力介于溶膠型和凝膠型之間

凝膠型

油分和樹脂含量較少，膠團外膜膠薄，膠團間移動較困難

彈性和粘性較高，溫度敏感性較小，流動性和塑性較低表2瀝青膠體構造類型及特點Back防水性粘性塑性溫度敏感性大氣穩(wěn)定性〔耐久性〕技術性質Back防水性石油瀝青有以下性質：憎水性，構造致密，附著力強和好的塑性，所以它有很好的防潮和防水性能。Back石油瀝青性質憎水性構造致密附著力強好的塑性好的防潮和防水資料粘性反映瀝青資料內部妨礙其相對流動的一種性質，指瀝青在外力作用下抵抗變形的才干。是石油瀝青性質的重要目的之一。絕對粘度粘性用絕對粘度來表示，但其測試方法較復雜，故工程上常用相對粘度來表示。相對粘度針入度：粘稠瀝青，即固體或半固體瀝青規(guī)范粘度：液體或較稀的石油瀝青目的及測試方法定義針入度表示粘稠石油瀝青的相對粘度定義實驗儀器針入度儀如圖2所示圖2針入度儀實驗條件及方法如圖3所示25℃，分量為100g規(guī)范針，5s深化試樣中的深度，單位為1/10mm。讀出針入度值圖3針入度實驗表示圖目的與性質間的關系越硬針入度越小粘度越大針入度與粘度之間的關系是：針入度越小,粘度越大,石油瀝青越硬。表示液體石油瀝青的相對粘度。標準粘度規(guī)范粘度計實驗條件及方法：50cm3的瀝青在規(guī)定溫度〔20、25、30、60℃〕流過規(guī)定直徑〔3、5、10mm〕的所需時間〔s〕定義實驗圖4規(guī)范粘度計Back塑性目的概念石油瀝青在外力作用下產生變形，除去外力后，仍堅持變形后的外形的性質。延度實驗在25℃，把瀝青試樣制成∞字型規(guī)范試?！仓虚g最小截面積為1cm2〕以5cm/min的速度，進展拉伸實驗，拉斷時的長度即為延度，單位為cm延度大塑性好石油瀝青的粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能。用軟化點表示瀝青溫度敏感性定義指標溫度敏感性實驗儀器設備環(huán)球法軟化點儀圖5環(huán)球法軟化點儀軟化點溫度敏感性關系實驗條件和方法圖6軟化點實驗表示圖將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸(D=16mm,h=6mm)的銅環(huán)內，試樣上放置一規(guī)范鋼球(5mm,W=3.5g)，浸入水或甘油中，以規(guī)定的速度〔5℃/min〕加熱，使瀝青下垂，當下垂到規(guī)定間隔時的溫度〔℃〕即為軟化點。溫度敏感性Back石油瀝青長期在熱、陽光、氧氣和潮濕等綜合要素的作用下抵抗老化的性能。目的大氣穩(wěn)定性定義用蒸發(fā)損失和蒸發(fā)后的針入度比來評定。實驗:瀝青試樣，先測分量和針入度，于160℃烘箱中蒸發(fā)5h，冷卻后再測分量和針入度。蒸發(fā)損失越低，穩(wěn)定性越好。蒸發(fā)后的針入度比越大，穩(wěn)定性越好Back大氣穩(wěn)定性規(guī)范與選用關于石油瀝青的規(guī)范：JTGF40-2004道路石油瀝青<公路瀝青路面施工技術規(guī)范>GB/T494-1998<建筑石油瀝青>牌號劃分方法石油瀝青都是按針入度目的來劃分牌號。每個牌號還應保證相應的延度和軟化點，以及溶解度、蒸發(fā)損失、蒸發(fā)后針入度比、閃點等。建筑石油瀝青分為40號、30號和10號三個牌號道路石油瀝青分七個牌號(160號、130號、110號、90號、70號、50號、30號等)，并根據瀝青的性能目的，再將其分為A、B、C三個等級。常用牌號牌號與性能的關系1概述2瀝青混合料的組成構造及強度實際3瀝青混合料的技術性質4瀝青混合料的組成資料5瀝青混合料的技術規(guī)范6瀝青混合料的配合比設計§2瀝青混合料1概述瀝青混合料定義瀝青混合料的分類瀝青混合料的特點BackBack瀝青混凝土填料礦質集料瀝青混合料壓實攤鋪瀝青混合料是由礦質混合料和瀝青結合料組成的混合體系。礦料(即礦質混合料)+瀝青→瀝青混合料→攤鋪，壓實→瀝青混凝土或瀝青碎石1〕按瀝青種類分為：石油瀝青混合料和煤瀝青混合料。瀝青混合料的分類2〕按施工溫度分為：熱拌熱鋪、熱拌冷鋪和冷拌冷鋪瀝青混合料。3〕按集料最大粒徑分為：特粗式瀝青碎石混合料〔≥31.5mm〕及粗粒式(26.5mm)、中粒式(19或16mm)、細粒式〔13.2或9.5mm)和砂粒式(≤4.75mm)瀝青混合料。4〕按礦料級配分為:密級配(孔隙率Ｐ＜10%〕、半開級配(Ｐ＞10%〕、開級配(Ｐ＞15%〕、延續(xù)級配瀝青混合料等。瀝青混合料的特點粘-彈-塑性好，力學性質優(yōu)良，有高溫穩(wěn)定性和低溫順性。平安性好施工方便經濟耐久可再生利用熱拌熱鋪瀝青混合料它是瀝青混合料中運用最廣泛、最典型的資料工程運用廣泛Back組成構造強度實際Back2瀝青混合料的組成構造及強度實際瀝青混合料的組成構造圖1瀝青混合料的組成構造a-懸浮密實構造b-骨架空隙構造c-骨架密實構造組成構造類型如以下圖1所示。瀝青混合料在路面構造中有二種破壞方式：

1.庫侖實際：在常溫或較高溫度下，粘結力缺乏引起變形，抗剪強度缺乏引起的破壞。

2.在低溫下，抗拉強度缺乏導致破壞。強度實際方法:三軸剪切實驗τ—抗剪強度C—粘聚力σ—剪切法向壓應力φ—內摩擦角結論：瀝青混合料抗剪強度τ取決于粘聚力C和內摩擦阻角φ強度實際Back高溫穩(wěn)定性低溫抗裂性耐久性抗滑性施工和易性Back3瀝青混合料的技術性質定義：瀝青混合料在高溫條件下，接受多次反復荷載不產生過大的累積塑性變形的性質。經長期荷載作用不產生車轍、波浪等景象的性質。影響要素：瀝青粘度、瀝青與石料相互作用特征、礦料性質。高溫穩(wěn)定性實驗方法車轍實驗馬歇爾實驗馬歇爾實驗儀馬歇爾穩(wěn)定度實驗設備：馬歇爾實驗機方法：稱取一定的礦料和瀝青，按規(guī)定條件加熱拌合，夯實成型，制成D=101.6mm，h=63.5mm的圓柱體，在馬歇爾實驗機上進展測試穩(wěn)定度及流值。穩(wěn)定度：評價高溫穩(wěn)定性的目的。定義：60℃保溫30min以上，以50±5mm/min的速度加荷，試件破壞時的最大荷載〔N〕即為穩(wěn)定度。流值：表示抵抗塑性變形的才干。測試Sm的同時測定試件流動變形，到達最大荷載瞬間的緊縮變形值〔0.1ｍｍ〕。技術目的低溫抗裂性定義：溫度較低時瀝青混合料抵抗收縮變形，不產生開裂的性質。瀝青路面裂紋緣由：①反復荷載→疲勞開裂②低溫脆化→變形才干↓→開裂③低溫收縮影響要素：瀝青質量及用量，礦料級配等實驗：純拉實驗:測圓柱形試件的應力、應變、抗拉強度和極限變形→求出勁度模量及溫度收縮系數→估計瀝青混合料的斷裂溫度低溫抗裂性Back耐久性定義:瀝青混合料抵抗長時間的大氣要素的反復作用和行車荷載作用的才干。影響要素:瀝青的化學性質礦料成分瀝青混合料的組成構造瀝青用量耐久性改善耐久性的措施:采用鞏固礦料提高混合料的密實度選用細粒密級配瀝青混合料添加瀝青用量等實驗：加速老化實驗、馬歇爾實驗目的：耐久性可由以下目的來評價：孔隙率飽和度〔瀝青填隙率〕殘留穩(wěn)定度抗滑性影響要素：礦料