第三章有機結(jié)合料

長安大學公路學院主講人：汪海年長安大學公路學院8/ec/C24/index.asp

第三章有機結(jié)合料2內(nèi)容簡介與學習要求內(nèi)容簡介瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)（了解）普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)及評價指標（掌握）普通石油瀝青常規(guī)試驗方法（掌握）我國道路石油瀝青的技術(shù)標準（熟悉）改性瀝青、其他瀝青的技術(shù)性質(zhì)美國SHRP瀝青PG分級標準（了解）學習難點針入度、軟化點、延度及其測試方法參考資料《瀝青與瀝青混合料》，黃曉明主編，人民交通出版社公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTGE20-2011)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40—2004)本章主要內(nèi)容普通石油瀝青3.1改性瀝青3.2其它瀝青3.334 3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)

3.1.2普通石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

3.1.3普通石油瀝青的技術(shù)標準

3.1.4美國SHRP瀝青PG分級與標準第一節(jié)普通石油瀝青第一節(jié)普通石油瀝青3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)石油瀝青的工藝概述石油瀝青的化學組分石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)（1）瀝青的分類瀝青材料(Bituminousmaterial)：

極其復雜的高分子碳氫化合物及其非金屬（氧、硫、氮）的衍生物組成的混合物。3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)油氣在地下分布油氣在地下的生成空間-----生油層油氣在地下的存貯與流動空間－儲集層油氣在地下的保護層----蓋層3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)天然瀝青天然瀝青是石油在自然界長期受地殼擠壓并與空氣、水接觸逐漸變化而形成的，以天然形態(tài)存在的石油瀝青，其中?；煊幸欢ū壤牡V物質(zhì)。按形成的環(huán)境可分為湖瀝青、巖瀝青、海底瀝青等湖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)長年沉降、變化、硬化而形成的天然瀝青，代表性產(chǎn)品有位于西印度群島的特立尼達島的特立尼達湖瀝青，TrinidaLakeAsphalt(簡寫為TLA)

/question/31750414.html巖瀝青巖瀝青是石油不斷地從地殼中冒出，存在于山體、巖石裂隙中長期蒸發(fā)凝固而形成的天然瀝青。代表性產(chǎn)品：布敦巖瀝青(BRA)和北美巖瀝青。我國新疆、青海及四川一帶也有儲量豐富的天然巖瀝青/view/2418885.htm11（2）石油瀝青的生產(chǎn)原油開采石油煉制成品瀝青3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)12（3）石油瀝青的元素組成多種碳氫化合物及其非金屬（氧、硫、氮）衍生物組成的混合物分子式：CnH2n+aObScNd元素組成：碳（80%～87%），氫（10%～15%），非烴元素（氧、硫、氮等，＜３％），此外還含有一些微量的金屬元素

部分石油瀝青渣油的元素組成渣油名稱C（%）H（%）H/CS（%）N（%）大慶渣油86.4312.271.700.170.29勝利渣油85.5011.601.621.260.85沙中渣油84.009.951.425.300.58科威特渣油83.9710.121.455.050.31伊朗重質(zhì)渣油85.0410.241.443.600.703.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)13（4）石油瀝青的化學組分三組分：油分、樹脂和瀝青質(zhì)四組分：飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)瀝青飽和分正庚烷沉淀瀝青質(zhì)不可溶解軟瀝青質(zhì)可溶解膠質(zhì)正庚烷沖洗甲苯?jīng)_洗甲苯/乙醇沖洗芳香分膠質(zhì)第一芳香分飽和分第二芳香分瀝青質(zhì)3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)蠟的影響？？石蠟對瀝青性能的影響：

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）

3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)嚴格控制含蠟量＜3%16溶凝膠型凝膠型1444331221-飽和分；2-芳香分；3-膠質(zhì)；4-瀝青質(zhì)溶膠型膠體結(jié)構(gòu)類型如何判斷??（5）膠體結(jié)構(gòu)：溶膠型、凝膠型、溶凝膠型3.1.1瀝青分類、組分及膠體結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)含量<10%15%～25%＞30%3.1.2道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)路用性質(zhì)第一節(jié)普通石油瀝青18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)粘彈性3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)

191、物理性質(zhì)（1）密度、相對密度密度：規(guī)定溫度下單位體積所具有的質(zhì)量

公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTGE20-2011)規(guī)定的溫度為15℃相對密度：在規(guī)定溫度下，瀝青質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之比值用途：計量（計價）、瀝青混合料組成設(shè)計3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)20試驗方法：

采用密度瓶，測試m瓶、m瓶+滿水、m瓶+瀝青、m瓶+瀝青+水密度瓶規(guī)范中唯一沒有測試結(jié)果范圍的指標3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)221、物理性質(zhì)（2）體膨脹系數(shù)（3）介電常數(shù)

測試不同溫度下的密度，依據(jù)下式計算：

式中：A——瀝青的體膨脹系數(shù)；

T1，T2——測試溫度（℃）；

Dr1，Dr2——分別為溫度T1和T2時的密度(g/cm3)。英國道路研究所（TRRL）研究認為：瀝青對氧、雨、紫外線等的耐氣候老化能力、瀝青路面抗滑性能與介電常數(shù)有關(guān)。3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)232、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)部材料阻礙其相對流動的特性，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，含適量樹脂、少量油分時，粘滯性較大。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度升高時，粘滯性隨之降低表達方式：絕對粘度、相對粘度式中： 為反映粘滯性的系數(shù)； 為剪切應力； 為剪切變形速率。3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)242、路用性質(zhì)（1）粘滯性絕對粘度動力粘度Dynamicviscosity——真空減壓毛細管法,Pa·s3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)式中：

—在溫度T測定的動力粘度（Pa·s）

k—粘度計常數(shù)(Pa·s/s）

t—流經(jīng)規(guī)定體積的時間(s）T=60oC252、路用性質(zhì)（1）粘滯性絕對粘度動力粘度Dynamicviscosity——真空減壓毛細管法,Pa·s運動粘度Kinematicviscosity——毛細管法,mm2/s3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)式中：VT—在溫度T測定的運動粘度（mm2/s）

C——粘度計標定常數(shù)(mm2/s2）

t——流經(jīng)規(guī)定體積的時間(s）。

T=135oC262、路用性質(zhì)（1）粘滯性絕對粘度動力粘度Dynamicviscosity——真空減壓毛細管法,Pa·s運動粘度Kinematicviscosity——毛細管法,mm2/s表觀粘度Apparentviscosity——布洛克菲爾德粘度計Pa·s3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)272、路用性質(zhì)（1）粘滯性相對粘度（液體瀝青）標準粘度試驗3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 規(guī)定溫度條件下，通過規(guī)定流孔直徑，流出50mL體積，所需的時間[CT,d]，以s計。 Ex.C60,5=50s

T=25、60oCd=3、4、5、10mm282、路用性質(zhì)（1）粘滯性相對粘度（粘稠瀝青）針入度Penetration——針入度儀，0.1mm軟化點Softeningpoint——軟化點儀，oC針入度儀軟化點儀3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)針入度（三大指標之一）作用：分級指標試驗方法：JTGE20-2011在規(guī)定的溫度和時間內(nèi)，記錄一定質(zhì)量的標準針垂直貫入試樣的深度表示方法：PT，m，t表示規(guī)定溫度下的條件黏度Ex.P25℃，100g，5s=65(0.1mm)293.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)針入度儀T=5、15、25、35oC軟化點（三大指標之二）定義：瀝青條件固化點到滴落點的溫度間隔的87.21%為軟化點。測試方法：JTGE20-2011將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi)試樣上放置標準鋼球（重3.5g）

在水或甘油中，以5℃/min加熱

瀝青軟化下垂至25.4mm時的溫度表示方法：TR&B達到規(guī)定條件黏度的溫度303.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)軟化點儀（2）低溫性質(zhì)313.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)弗拉斯脆點儀勁度約為2.1×109Pa定義：瀝青在低溫下抵抗開裂的能力測試方法：JTGE20-2011將0.4g瀝青試樣均勻涂在金屬片上，置于有冷卻設(shè)備的脆點儀內(nèi)，使涂有瀝青的金屬片重復彎曲，降溫速率1℃/min,

瀝青薄膜產(chǎn)生斷裂時的溫度為脆點。表達方式：脆性、延性延度（三大指標之三）定義：指瀝青受到外力的拉伸作用時，所能承受的塑性變形的總能力。測試方法：JTGE20-2011

瀝青試樣制成∞字型

在規(guī)定速度和溫度下

拉伸至斷時的長度

以cm表示

溫度：25℃、15℃、10℃、5℃

拉伸速率：5±0.25cm/min。表示方法：D323.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)延度儀彎曲梁流變試驗（BBR）將瀝青先RTFOT短期老化，再PAV壓力老化。彎曲試驗在彎曲流變儀器（BBR）上進行，測試瀝青小梁試件在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。

3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)彎曲流變試驗模式示意圖彎曲梁流變試驗（BBR）3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)S≤300MPamvalue≥0.3瀝青的低溫性能制冷裝置計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)液浴直接拉伸試驗是SHRP為測試瀝青拉伸性能而開發(fā)的，用以測試瀝青在低溫時的極限拉伸應變。測得的結(jié)果是試件拉斷時的荷載和伸長變形，計算試件的應力和應變算。形狀：啞鈴試件重：約3g總長：40mm

有效標準長度：27mm面積：36mm2直接拉伸實驗（DTT）3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

圖3-17給出了不同溫度下直接拉伸試驗的破壞應變及試驗應力關(guān)系圖，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%。圖3-17直接拉伸試驗的破壞應變與應力關(guān)系示意圖1）針入度－溫度感應性系數(shù)ＡlgP

T25℃P

T25℃（3）感溫性質(zhì)針入度指數(shù)（PI）383.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)2）針入度指數(shù)（PI）的確定PI＜-2溶膠型瀝青＞+2凝膠型瀝青＝-2～+2溶凝膠型瀝青普費假定:感溫性最小PI=20、感溫性最大PI=-10由于A值很小，為使PI值在+20～-10之間，A值乘以50，（3）感溫性質(zhì)針入度指數(shù)（PI）393.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)

當量軟化點T800與當量脆點T1.2

與瀝青針入度800與1.2所對應的溫度

3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)影響因素（1）熱的影響：加速分子運動，蒸發(fā)瀝青，加速瀝青化學反應。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：光化學反應，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，起催化劑作用3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)（3）耐久性瀝青薄膜加熱試驗（TFOT）

盛樣皿內(nèi)徑：140mm，深9.5～10mm

試樣質(zhì)量：50g

加熱溫度：163℃±1℃

加熱時間：5h

測試指標：質(zhì)量損失，殘留物的針入度、軟化點、延度。3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗（RTFOT）

瀝青試樣：35g

瓶：高140mm，直徑64mm

加熱溫度：163℃

旋轉(zhuǎn)速率：15r/min

老化時間：75min3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)壓力老化試驗（PAV）

老化溫度：90～110℃

老化時間：20h

壓力：2.1MPa三、石油瀝青路用技術(shù)性質(zhì)測試指標：質(zhì)量損失（如何變化？）殘留物的針入度、軟化點、延度（如何變化？？）（4）耐久性瀝青薄膜加熱試驗（TFOT）旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗（RTFOT）壓力老化試驗（PAV）短期老化長期老化TFOTRTFOTPAV463.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)瀝青是一種典型的粘彈性物體，具有蠕變和應力松弛行為，還具有瞬時彈性回復和彈性滯后現(xiàn)象（簡稱彈性后效）。響瀝青性能的因素：溫度、荷載作用方式和荷載作用時間可采用勁度模量來反應蠕變曲線應力松弛曲線（5）粘彈性質(zhì)3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)復數(shù)剪切模量G*和相位角

G*是材料重復剪切變形時總阻力的度量，包括彈性（可恢復）部分和粘性（不可恢復）部分。相位角是可恢復與不可恢復變形的相對指標。f－擺動板頻率；△t－應變滯后時間，s。3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)（6）黏附性評價方法：水煮法（13.2～19mm）、水浸法（9.5～13.2mm）主觀性較強有待進一步改進水煮法測試：JTGE20-2011 取13.2~19mm的規(guī)則集料5顆，洗凈、烘干 細線系牢集料中部，浸入加熱好的瀝青，充分裹覆、提起、冷卻 置入微沸的水中3分鐘，觀測瀝青膜剝落程度表示方法：

粘附等級（共5級）3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)（7）閃點和燃點

主要是反映施工安全性能。（8）溶解度

瀝青在三氯乙烯中溶解的百分率－有效物質(zhì)含量。（9）含水率

加熱過程中，瀝青如果含水量過多，易產(chǎn)生溢鍋現(xiàn)象，使材料損失，甚至引起火災3.1.2

道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、路用性質(zhì)513.1.3普通石油瀝青的技術(shù)標準道路石油瀝青的分級方法我國粘稠道路石油瀝青的技術(shù)要求我國液體瀝青的技術(shù)要求針入度分級－P

按所測得的瀝青25℃針入度所處水平劃分瀝青牌號粘度分級－A

按真空毛細管法測得瀝青60℃粘度所處水平劃分瀝青牌號

☆按原樣瀝青60℃粘度分級(AC)；

☆按薄膜烘箱(TFOT)或旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱(RTFOT)試驗后殘余物60℃粘度分級(AR)兩種分級體系性能分級PG

按瀝青所能夠適應的最高和最低環(huán)境溫度來劃分瀝青牌號（1）道路石油瀝青的分級方法523.1.3

普通石油瀝青的技術(shù)標準按照25oC針入度指標進行瀝青分級——7個標號

技術(shù)標準：瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTGF30-2004）分級16013011090705030針入度范圍140~200120~140100~12080~10060~8040~6020~40按照技術(shù)性能進行瀝青分類：A、B、C

①針入度指數(shù)PI ②軟化點、60℃粘度、延度（10℃、15℃） ③TFOT或RTFOT ④蠟含量、閃點、溶解度53（2）我國粘稠道路石油瀝青的技術(shù)要求3.1.3

普通石油瀝青的技術(shù)標準瀝青等級適用范圍A級瀝青各個等級的公路，適用于任何場合和層次。B級瀝青①高速公路、一級公路瀝青下面層及以下的層次，二級及二級以下公路的各個層次；②用作改性瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、稀釋瀝青的基質(zhì)瀝青。C級瀝青三級及三級以下公路的各個層次。瀝青等級、標號一般以70#、90#居多54（2）我國粘稠道路石油瀝青的技術(shù)要求3.1.3

普通石油瀝青的技術(shù)標準55（3）我國液體瀝青的技術(shù)要求3.1.3

普通石油瀝青的技術(shù)標準按凝固速度可分為快凝AL（R）、中凝AL（M）、慢凝AL（S）三個等級快凝，按粘度劃分為兩個標號中凝和慢凝液體瀝青各劃分為六個標號粘度測試方法：標準粘度計測定蒸餾餾分含量及殘餾物的性質(zhì)閃點和含水量563.1.4美國SHRP瀝青PG分級與標準瀝青PG分級PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)PG瀝青的技術(shù)標準PG分級PG64-22PerformanceGrade（性能等級）平均7天最高路面溫度最低路面溫度SHRP標準是唯一的一個基于道路所在地區(qū)的氣候特點的性能標準，其物理特性要求相同，但是其試驗溫度隨特定條件的改變而改變。針入度分級

（1）針入度

（2）軟化點

（3）延度我國瀝青指標體系就是以三大指標等經(jīng)驗性指標為核心的指標體系。573.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準性能施工流動性高溫穩(wěn)定性抗疲勞性能低溫抗裂要求施旋轉(zhuǎn)粘度<3Pas工流動性高溫動態(tài)剪切G*/sinδ>2.2kPa動態(tài)剪切G*/sinδ<5000kPa蠕變勁度S<300MPa,m>0.3直接拉伸破壞應變>1.0%試驗溫度135℃最高溫度中間溫度最低溫度583.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)SHRP提出了對用于各種環(huán)境的瀝青膠結(jié)料應采用統(tǒng)一的指標標準，即雖然在不同的使用環(huán)境條件下，但對其高溫性能、低溫性能、疲勞等性能的要求是相同的；所不同的是此性能的檢測條件應用其實際使用條件相同。高溫等級低溫等級PG46-34，40，46PG52-10，16，22，28，34，40，46PG58-10，22，28，34，40PG64-10，16，22，28，34，40PG70-10，16，22，28，34，40PG76-10，16，22，28，34PG82-10，16，22，28，34593.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)動態(tài)剪切流變儀DSR彎曲梁流變儀BBR旋轉(zhuǎn)粘度計RTV直接拉伸儀DTT603.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)性質(zhì)

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC

(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa

<5000kPa

>2.20kPa

S<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC613.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC5864TestTemperatureChangesSpecRequirementRemainsConstant>1.00kPa623.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準3.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL<5000kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC>1.00kPa>2.20kPaUnagedRTFOAged4.2PG瀝青的技術(shù)標準633.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa>2.20kPaS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

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3

Pa.s

@

135oC>230oCCEC<5000kPaPAVAged643.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa<5000kPa>2.20kPa20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

<

3

Pa.s

@

135oC>230oCCECS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%PAVAged653.1.4

美國SHRP瀝青PG分級與標準PG瀝青的技術(shù)標準

PG46 PG52PG58 PG64 PG70 PG76 PG82(RotationalViscosity)RV

90 90 100 100 100(110) 100(110) 110(110)(FlashPoint)FP

46 52 58 64 7076 82

46 52 58 64 7076 82(ROLLINGTHINFILMOVEN)RTFOMassLoss<1.00%(DirectTension)DT(BendingBeamRheometer)BBRPhysicalHardening28-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34Avg7-dayMax,oC1-dayMin,oC(PRESSUREAGINGVESSEL)PAVORIGINAL>1.00kPa<5000kPa>2.20kPa20Hours,2.07MPa

107425221916131072522191613312825221916343128

252219373431282540373431(DynamicShearRheometer)DSRG*sin

(BendingBeamRheometer)BBR“S”Stiffness&“m”-value-24-30-360-6

-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24-24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

(DynamicShearRheometer)DSRG*/sin

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Pa.s

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135oC>230oCCECS<300MPam>0.300ReportValue>1.00%PAVAged6667 3.2.1概況 3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青 3.2.3改性瀝青技術(shù)標準

第二節(jié)改性瀝青渣油硫化改性廢橡膠粉和SBR為主引進PE改性瀝青20世紀60年代20世紀80年代20世紀90年代以SBS改性瀝青為主近年來化學網(wǎng)構(gòu)改性瀝青SBS改性瀝青硅藻土此外，高聚物復合改性瀝青硅藻土改性瀝青化學改性瀝青3.2.1改性瀝青概況表面層表面層、中面層高速公路高速公路、一級、二級路改性瀝青使用量持續(xù)攀升改性瀝青應用范圍越來越廣公路等級：結(jié)構(gòu)層：3.2.1改性瀝青概況由“瀝青的改性”發(fā)展為“混合料的改性”，改性方式由“內(nèi)摻式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴鈸绞健薄?.2.1改性瀝青概況改性技術(shù)瀝青的改性（內(nèi)摻式）混合料的改性（外摻式）工藝類別物理改性化學改性單一改性復合改性常用改性劑SBS、SBR、PE、炭黑等，以膠體磨工藝為主。以SBS、EVA、EMA等為主，加化學穩(wěn)定劑。各類纖維、廢舊橡膠粉和塑料粉、硅藻土等。國外PRI和Duroflex等添加劑，國產(chǎn)ExM外摻改性劑等。3.2.1改性瀝青概況（1）瀝青改性技術(shù)橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑，或使瀝青輕度氧化3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青改性瀝青品種的選擇①提高抗永久變形能力 熱塑性橡膠類、熱塑性樹脂類②提高抗低溫開裂能力 熱塑性橡膠類、橡膠類③提高抗疲勞開裂能力 熱塑性橡膠類、橡膠類、熱塑性樹脂類④提高抗水損害能力 各類抗剝落劑外摻劑（1）瀝青改性技術(shù)3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青1.丁苯橡膠（SBR）改性瀝青－CH2－CH＝CH－CH2－CH2－CH－SBR摻量％0123466726℃針入度101908377787670706℃延度cm0.26117126>16060℃粘度Pas88.2122.7128.6168.4192.6246.4302.1429.2136℃粘度mm2/s420.6604.7669.4669.4777.9878.010491429SBR對瀝青的常溫性能影響不大，高溫性能有一定的提高，較為突出的是瀝青的低溫變形能力大幅度提高（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青1.丁苯橡膠（SBR）改性瀝青SBR對瀝青的常溫性能影響不大，高溫性能有一定的提高，較為突出的是瀝青的低溫變形能力大幅度提高（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青－CH2－CH＝CH－CH2－CH2－CH－2.PE改性瀝青包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)

提高瀝青結(jié)合料的常溫粘度，改善高溫穩(wěn)定性，有利于提高瀝青的強度和勁度低溫性能改善效果不顯著易離析（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青3.苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物（SBS）改性瀝青－[CH2－CH＝CH－CH2]n1－[CH－CH2]m－[CH2－CH＝CH－CH2]n2－

SBS的加入可以非常明顯的改善瀝青的高溫和低溫性能SBS摻量％02346678PI-1.19-0.60-0.410.040.991.381.902.30TR&B℃46.6496670769397996℃延度cm9.618.826.338.140.239.842.348.626℃彈性恢復％1964.664.38690.798.399.310060℃粘度Pas143.7/417.31787460012700//（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青4.環(huán)氧樹脂改性瀝青從嚴格意義上講，環(huán)氧瀝青不屬于一般的改性瀝青南京長江二橋的橋面鋪裝在國內(nèi)首次采用這項技術(shù)。（2）常用聚合物改性瀝青3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青CH2-CH-CH2-[-O-C6H6-C(C2H6)-C6H6-O-CH2-CHOH-CH2-]n-O-C6H6-C(C2H6)-C6H6-O-CH2-CH-CH2OO蕪湖長江大橋武漢長江二橋南京長江二橋宜昌大橋抗車轍改性劑抗車轍劑專門用于提高瀝青混合料抗車轍性能，它大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，并對混合料的水穩(wěn)定性也有改善。70℃動穩(wěn)定度試驗結(jié)果（3）外摻式改性劑3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青高模量改性劑1、模量高、減薄路面厚度約1/42、具有良好的抗高溫變形能力和抗疲勞能力，既可作為長壽命路面的抗車轍層，也可作為抗疲勞層，延長路面的使用壽命，綜合效益更好。（3）外摻式改性劑3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青高模量改性劑2、具有良好的抗高溫變形能力和抗疲勞能力，既可作為長壽命路面的抗車轍層，也可作為抗疲勞層，延長路面的使用壽命。抗車轍能力抗疲勞性能（3）外摻式改性劑3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青橡膠瀝青改性技術(shù)瀝青、回收輪胎橡膠和某些添加劑混合而成的膠結(jié)料，橡膠成分最少占到總量的16%，并且與熱瀝青、橡膠顆粒產(chǎn)生融脹，具有高的彈性性能和低的彈性模量。瀝青儲存罐快速升溫熱交換器廢舊輪胎橡膠粉快速預拌攪拌反應

橡膠瀝青生產(chǎn)基本工藝流程（3）外摻式改性劑3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青抗老化性能抗裂能力強利于環(huán)境保護，節(jié)約資源可用于路面結(jié)構(gòu)層結(jié)合料、罩面層、應力吸收層、橋面防水粘接層等纖維增強技術(shù)1、摻加纖維后，瀝青混合料具有良好的抗疲勞性能，疲勞壽命顯著增加。2、摻加纖維后，瀝青混合料具有良好的沖擊韌性，特別適合在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層使用。3、摻加纖維后，瀝青混合料耐磨性能提高，特別適用于橋面、坡道、彎道等防滑路面、履帶車通行路面等對路面性能要求較高的特殊場所。（3）外摻式改性劑3.2.2瀝青改性技術(shù)與常用改性瀝青1、改性瀝青的評價指標

除：針入度、軟化點、延度、粘度等指標外專門針對改性瀝青的試驗指標有：①聚合物改性瀝青的離析試驗②瀝青彈性恢復試驗③瀝青粘韌性試驗④測力延度試驗3.2.3改性瀝青的技術(shù)要求2、改性瀝青的技術(shù)要求3.2.3改性瀝青的技術(shù)要求根據(jù)聚合物類型分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類按照軟化點，Ⅰ、Ⅲ類分為A、B、C和D四級按照軟化點，Ⅱ類分A、B和C三級A、B、C、D反映基質(zhì)瀝青標號及改性劑含量的不同由A至D：針入度減小，粘度增加，即高溫性能提高，但低溫性能下降。87 3.3.1煤瀝青 3.3.2天然瀝青 3.3.3乳化瀝青

3.3.4泡沫瀝青第三節(jié)其他瀝青

煤瀝青（俗稱柏油）是用煤在隔絕空氣的條件下干餾，制取焦炭和煤氣的副產(chǎn)品煤焦油煉制而成。3.3.1煤瀝青煤瀝青②煤瀝青的結(jié)構(gòu)與石油瀝青相類似，也是復雜的膠體分散系。 分散相：游離碳和硬樹脂組成的膠體微粒 分散介質(zhì)：油分 穩(wěn)定介質(zhì)：軟樹脂，吸附于固態(tài)分散膠粒，逐漸向外擴散，并溶解于油分中，穩(wěn)定分散系3.3.1煤瀝青（1）煤瀝青的化學組成和結(jié)構(gòu)特點①煤瀝青的化學組成

主要是芳香族碳氫化合物及其氧、硫和氮衍生物，元素組成為C、H、O、S和N?？煞蛛x為：油分、軟樹脂、硬樹脂和游離碳⑵煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標準3.3.1煤瀝青a、煤瀝青的溫度穩(wěn)定性差b、煤瀝青的大氣穩(wěn)定性差c、煤瀝青塑性較差d、煤瀝青與礦質(zhì)材料表面粘附性能好e、煤瀝青防腐性能好f、煤瀝青含有對人體有害成分較多，臭味較重

3.3.1煤瀝青（3）煤瀝青與石油瀝青的差異道路用煤瀝青適用：各種等級公路的透層，宜采用T-1或T-2級；三級及以下的公路表處或貫入式路面，宜采用T-5、T-6或T-7級；與道路石油瀝青、乳化瀝青混合使用，以改善滲透性。嚴禁用于熱拌熱鋪的瀝青混合料，作其他用途時的貯存溫度宜為70～90℃，且不得長時間貯存。

天然瀝青是石油經(jīng)過歷史上沉積、變化，在熱、壓力、氧化、融煤、細菌的綜合作用下衍變成瀝青類物質(zhì)。天然瀝青瀝青粘度大，抗氧化性強，特別是與集料有很好的粘附性及抗剝落性按照形成的環(huán)境可分為：湖瀝青、巖瀝青和海底瀝青等通過將天然瀝青于石油瀝青混融，可以調(diào)和出具有良好高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及耐久性的瀝青膠結(jié)料（江陰長江大橋橋面鋪裝、澆筑式瀝青混凝土）3.3.2天然瀝青⑴湖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)長年沉降、變化、硬化而形成的天然瀝青，代表性產(chǎn)品有位于南美洲特立尼達島的特立尼達湖瀝青，TrinidaLakeAsphalt(簡寫為TLA)。3.3.2天然瀝青布滿瀝青的地面特立尼達多巴哥克拉瑪依黑油泉口1與瀝青有良好的相容性2生產(chǎn)、存儲、運輸和使用簡便。3路用性能優(yōu)良湖瀝青改性瀝青的優(yōu)點湖瀝青改性瀝青的應用狀況湖瀝青改性瀝青在國外應用已有悠久歷史。早在1880年，美國華盛頓特區(qū)在幾個城市街道的路面工程中已應用了TLA。后來應用在重交通路段，包括飛機場、橋面鋪裝、高速公路等地方。TLA在我國的使用源于江陰長江大橋在橋面鋪裝時使用了TLA。此后，重慶嘉陵江大橋、浙江錢塘江大橋等橋面鋪裝也采用了TLA改性瀝青。隨著改性技術(shù)的成熟，國內(nèi)近年來應用TLA改性瀝青鋪路的工程日益增多。例如北京的二環(huán)和三環(huán)、首都國際機場、上海虹橋機