chapter瀝青及瀝青混合料

1、第七章 瀝青及瀝青混合料 1瀝青：能溶于汽油、二硫化碳等有機(jī)溶劑，但幾乎不溶于水，屬憎水材料。與礦物材料有較強(qiáng)的粘結(jié)力，具有良好的防水、抗?jié)B、耐化學(xué)侵蝕性。瀝青分類： 天然瀝青: 石油浸入巖石或流出地表后，經(jīng)地球物理因素的長(zhǎng)期作 用，輕質(zhì)組分揮發(fā)和縮聚而成的瀝青類物質(zhì)。石油瀝青: 用石油煉制其它油品后的殘?jiān)庸ざ玫降漠a(chǎn)品 。焦油瀝青 ： 將各種有機(jī)物（煤、泥炭、木材等）干餾加工得到的焦 油，經(jīng)再加工而得到的產(chǎn)品。2第一節(jié) 瀝青材料一、石油瀝青（一）石油瀝 青的組成 與結(jié)構(gòu) 組分名稱 顏色 狀態(tài)密度g/cm3 分子量 含量（%） 特 點(diǎn) 作 用 油分 淡黃至紅褐色 透明液體 0.71.0 30

2、0500 4560 溶于苯等有機(jī)溶劑,不溶于酒精 賦予瀝青以流動(dòng)性,但含量多時(shí),瀝青的溫度穩(wěn)定性差 樹脂 黃色至黑褐色 粘性半固體 1.01.16001000 1530 溶于汽油等有機(jī)溶劑,難溶于酒精和丙酮 賦予瀝青以塑性，樹脂組分含量高，不但瀝青塑性好，粘性也好。 瀝青質(zhì) 深褐色至黑色脆性固體微粒 1.11.510006000 530 溶于三氯甲烷,二硫化碳,不溶于酒精 賦予瀝青溫度穩(wěn)定性和粘性，瀝青質(zhì)含量高，溫度穩(wěn)定性好，但其塑性降低，瀝青的硬脆性增加。32石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)（1）溶膠型結(jié)構(gòu)（2）凝膠型結(jié)構(gòu)（3）溶凝膠型結(jié)構(gòu)4（二）石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 1粘滯性粘滯性是瀝青材料抵抗外力作用下

3、發(fā)生粘性變形的能力。（1）針入度（2）標(biāo)準(zhǔn)粘度2耐熱性耐熱性是指粘稠瀝青在高溫下不軟化、不流淌的性能。 用軟化點(diǎn)（t軟）表示。軟化點(diǎn)通常用環(huán)球法測(cè)定。3溫度穩(wěn)定性溫度穩(wěn)定性是指瀝青的粘度受溫度變化影響的程度。54塑性塑性是指瀝青材料在外力作用下，產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍能保持變形后形狀的性質(zhì)。可用延伸度（簡(jiǎn)稱延度）表示。5耐久性瀝青材料在施工過程中的長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱和在使用條件下受到空氣、陽光、氣溫和風(fēng)雨冰凍等氣候因素的綜合作用，以及與礦料相互作用等的影響下，內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，導(dǎo)致塑性降低、脆性增加，性能不斷惡化，逐步喪失使用功能的過程稱為瀝青的老化。瀝青材料的耐久性常稱為抗老

4、化性，或大氣穩(wěn)定性、耐候性。6其他技術(shù)指標(biāo)（1）脆點(diǎn)（2）溶解度（3）閃點(diǎn)和燃點(diǎn)6（三）石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青產(chǎn)品有：道路瀝青類、建筑瀝青類、普通瀝青及專用瀝青等。1道路石油瀝青道路石油瀝青有七個(gè)牌號(hào)，牌號(hào)越高，則粘性越?。瘁樔攵仍酱螅?，塑性越好（即延度越大），溫度敏感性越大（即軟化點(diǎn)越低）。2建筑石油瀝青建筑石油瀝青針入度較?。ㄕ承暂^大），軟化點(diǎn)較高（耐熱性較好），但延伸度較?。ㄋ苄暂^小）。3普通石油瀝青普通石油瀝青中含蠟較多（有害成分），一般含量大于5%，有的高達(dá)20%以上，故又稱多蠟石油瀝青。7二、煤瀝青煤瀝青又稱焦油瀝青，在煙煤煉焦或制煤氣時(shí)，從干餾所揮發(fā)的物質(zhì)中冷凝出煤焦油，再

5、將煤焦油繼續(xù)蒸餾得輕油、中油、重油和蒽油所剩的殘?jiān)礊槊簽r青。根據(jù)煤焦油蒸餾深度的不同，又分為軟煤瀝青和硬煤瀝青兩類。8（一）煤瀝青的組成煤瀝青的化學(xué)組成主要是芳香族碳?xì)浠衔锛捌渑c氧、硫、氮的衍生物的混合物。按化學(xué)性質(zhì)相似且與技術(shù)性質(zhì)有關(guān)劃分，其主要組分是：（1）油分（2）樹脂（3）游離碳9（二）煤瀝青的性質(zhì)特點(diǎn)煤瀝青與石油瀝青相比，性質(zhì)上表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：（1）溫度穩(wěn)定性較差。（2）塑性較差。（3）大氣穩(wěn)定性差。（4）防腐性較好。（5）粘結(jié)性較好。10（三）煤瀝青的應(yīng)用煤瀝青具有很好的防腐能力、良好的粘結(jié)能力?？捎糜谂渲品栏苛稀⒛z粘劑、防水涂料、油膏以及制作油氈等。將煤瀝青和石油瀝青按適當(dāng)

6、比例混合可形成一種穩(wěn)定膠體，稱為混合瀝青。混合瀝青綜合了兩種瀝青的優(yōu)點(diǎn)，使得粘性、溫度穩(wěn)定性、塑性均有顯著改善。11三、改性瀝青（改性石油瀝青）（一）瀝青材料摻配某一牌號(hào)的石油瀝青往往不能滿足工程技術(shù)要求，需用不同牌號(hào)瀝青進(jìn)行摻配。 兩種瀝青摻配時(shí)摻配量與軟化點(diǎn)之間呈比例關(guān)系，通常按直線規(guī)律進(jìn)行兩種瀝青摻配計(jì)算。（二）石油瀝青與煤瀝青的摻配（混合瀝青）選擇化學(xué)性質(zhì)及密度均相近的石油瀝青和煤瀝青，按適當(dāng)?shù)谋壤龘胶?，可能得到穩(wěn)定的混合瀝青，石油瀝青的摻量一般應(yīng)小于20%或大于70%。（三）液體瀝青和乳化瀝青液體瀝青和乳化瀝青在常溫下便具有流動(dòng)性，不需加熱即可施工。液體瀝青是將瀝青溶解于有機(jī)溶劑，也

7、稱為稀釋瀝青；121液體瀝青冷底子油冷底子油是將汽油、煤油、柴油、工業(yè)苯、煤焦油（回配煤瀝青）等有機(jī)溶劑與瀝青溶合制得的一種液體瀝青。2乳化瀝青乳化瀝青是將熱熔瀝青，經(jīng)強(qiáng)力機(jī)械作用分散成為瀝青微滴（1m6m），分散在含有表面活性物質(zhì)（乳化劑、 穩(wěn)定劑）的水溶液中，所構(gòu)成的穩(wěn)定的乳狀液。（1）乳化及成膜原理（2）乳化劑的分類（3）乳化瀝青的特點(diǎn)及應(yīng)用13（四）其它改性瀝青1礦物填充料改性瀝青（1）礦物填充料常用的有以下幾種： ）滑石粉 2）石灰石粉 3）云母粉 4）石棉粉142橡膠瀝青（1）氯丁橡膠瀝青。（2）丁基橡膠瀝青。（3）再生橡膠瀝青。3合成樹脂類改性材料4植物油類改性材料15四、瀝青材

8、料使用的注意事項(xiàng)1、不同品種和牌號(hào)的瀝青，應(yīng)分別堆放，避免 相互混雜。2、堆放應(yīng)避開熱源，勿使陽光直接照射，以免 瀝青軟化流淌。3、防止砂、土等雜質(zhì)和水分的混入。4、瀝青材料加熱溫度應(yīng)控制在軟化點(diǎn)以上100 左右。5、防燙傷及火災(zāi)事故發(fā)生。6、防止中毒事故。16第二節(jié) 瀝青混合料礦物質(zhì)材料包括粗集料、細(xì)集料和填料，統(tǒng)稱為礦料。粗集料系指粒徑大于2.5mm的礦料；細(xì)集料系指粒徑2.5mm0.075mm（或0.08mm）的礦料；填料系指粒徑小于0.075mm的礦料。瀝青混凝土按所用礦料的最大粒徑分為：粗粒式、中粒式、細(xì)粒式和砂粒式。粗粒式的礦料最大粒徑為35mm或30mm；中粒式為25mm或20m

9、m；細(xì)粒式為15mm或10mm；砂粒式為5mm。17瀝青混凝土按密實(shí)程度分為：密級(jí)配、開級(jí)配和瀝青碎石。密級(jí)配瀝青混凝土的孔隙率小于5%，主要用作防滲層材料；開級(jí)配瀝青混凝土的孔隙率大于5%，主要用作整平膠結(jié)層材料；瀝青碎石的孔隙率大于15%，滲透性強(qiáng)，主要用作排水層材料。瀝青混凝土按施工鋪筑方法分為：碾壓式和澆注式。碾壓式瀝青混凝土須用碾壓機(jī)械壓實(shí)，澆注式瀝青混凝土具有大的流動(dòng)性，混合料在自重作用下可自行密實(shí)。瀝青混凝土按施工溫度不同可分為熱鋪和冷鋪。熱鋪瀝青混凝土是將材料加熱后，在高溫下進(jìn)行拌和和鋪筑。冷鋪瀝青混凝土采用稀釋瀝青或乳化瀝青配制，可在常溫下施工。18一、瀝青膠瀝青膠也稱瀝青瑪

10、王帝 脂，是用瀝青、粉狀或纖維狀填充料以及改性添加材料等配制而成。（一）瀝青膠的技術(shù)性質(zhì)瀝青膠的技術(shù)性質(zhì)有耐熱性、柔韌性和粘結(jié)性等。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB503452004屋面工程技術(shù)規(guī)范將瀝青膠按耐熱度劃分為不同標(biāo)號(hào)。（二）影響瀝青膠性質(zhì)的因素瀝青膠性質(zhì)取決于瀝青、礦物填充料的性質(zhì)及兩者之配合比。1、瀝青軟化點(diǎn)2、耐熱度3、瀝青延度4、礦物填充料（三）瀝青膠的配制及應(yīng)用19二、水工瀝青混凝土（一）水工瀝青混凝土的組成材料1石油瀝青2礦料（粗、細(xì)集料） （1）粗集料的粘附力 （2）細(xì)集料的水穩(wěn)定性等級(jí) （3）填料的親水系數(shù)3摻料20（二）水工瀝青混凝土的技術(shù)要求1抗摻性：瀝青混凝土抗?jié)B性用滲透系數(shù)來

11、評(píng)定。 2穩(wěn)定性：瀝青混凝土的穩(wěn)定性可用高溫抗壓強(qiáng) 度、熱穩(wěn)定性系數(shù)或斜坡流淌值及馬歇爾試驗(yàn) 來評(píng)定。 （1）瀝青混凝土高溫抗壓強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性系數(shù) （2）斜坡流淌值 （3）馬歇爾試驗(yàn)3柔性：柔性是指瀝青混凝土（以及瀝青砂漿）在自重 或外力作用下，能適應(yīng)變形而不產(chǎn)生裂縫的性能。4耐久性：評(píng)定瀝青混凝土耐久性的指標(biāo)有：水穩(wěn)定性 系數(shù)和殘留穩(wěn)定度等。5施工和易性：瀝青混合料的和易性是指它在拌和、運(yùn)輸、攤鋪及 壓實(shí)過程中具有與施工條件相適應(yīng)，既保證質(zhì)量又便于施工的性 能。21（三）水工瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)瀝青混凝土配合比兩個(gè)參數(shù)：礦料級(jí)配和瀝青用量。配合比設(shè)計(jì)方法及基本步驟：1礦料級(jí)配的確定 （1）礦

12、料設(shè)計(jì)級(jí)配的選定 （2）礦料合成級(jí)配的確定2配合比初選試驗(yàn) （1）瀝青用量的初步選擇。 （2）馬歇爾試驗(yàn)。3配合比驗(yàn)證試驗(yàn)4配合比現(xiàn)場(chǎng)鋪筑試驗(yàn)22（四）澆筑式瀝青混凝土及瀝青砂漿配合比 澆注式瀝青混凝土參考配合比材料名稱 瀝青（%） 碎石（%） 砂（%） 填料（%）瀝青砂漿 1420 5068 1630 瀝青混凝土 1016 3845 3041 1424 23復(fù) 習(xí) 思 考 題1試述石油瀝青的主要組分及其特點(diǎn)。組分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者之間怎樣互相關(guān)聯(lián)?2石油瀝青的老化與組分有何關(guān)系?瀝青性質(zhì)在老化過程中發(fā)生哪些變化? 對(duì)工程有何影響?3石油瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)是什么？影響這些性質(zhì)的主要因素各是什么? 進(jìn)行瀝青試驗(yàn)時(shí)為什么特別強(qiáng)調(diào)溫度？作軟化點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)，如果加熱升溫速度過快或過慢對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響如何？4劃分與確定石油瀝青牌號(hào)的依據(jù)是什么? 牌號(hào)大小與主要性質(zhì)間關(guān)系有何規(guī)律？246已知屋面工程需使用軟化點(diǎn)為75的石油瀝青，現(xiàn)有10#、60#兩種石油瀝青，試計(jì)算這兩種瀝青