土木工程材料 瀝青

土木工程材料瀝青材料瀝青材料瀝青材料是由一些極其復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锖瓦@些碳?xì)浠衔锏姆墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）衍生物所組成的黑色或黑褐色的固體、半固體或液體的混合物。瀝青屬于有機膠凝材料瀝青的特點熱塑性材料，加熱就軟化；憎水性材料，耐水、不溶于水；良好的粘結(jié)性和粘彈性；較強的耐腐蝕性。瀝青的分類瀝青的分類按瀝青在自然界獲得的方式不同可將其分為地瀝青和焦油瀝青兩大類地瀝青是由天然產(chǎn)狀或石油精制加工得到的瀝青材料，按其產(chǎn)源又可分為天然瀝青和石油瀝青。焦油瀝青是各種有機物（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。瀝青的分類與生產(chǎn)瀝青的分類石油瀝青的分類按石油的基屬分類石蠟基、石蠟-中間基、中間-石蠟基、中間基、中間-環(huán)烷基、環(huán)烷-中間基、環(huán)烷基。石油瀝青的分類按生產(chǎn)方法分類直餾瀝青，即原油經(jīng)過常壓和減壓蒸餾后直接得到的瀝青。通常直餾瀝青具有較好的低溫變形能力，但溫度敏感性強。氧化瀝青，即在直餾瀝青基礎(chǔ)上，經(jīng)在氧化塔中加熱并氧化而得到的瀝青。與直餾瀝青相比，通常氧化瀝青具有較低的溫度敏感性，高溫時抗變形能力較好，但低溫變形能力較差。半氧化瀝青，與氧化瀝青沒有本質(zhì)差別，只是氧化條件比較緩和，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時間也短。半氧化瀝青的感溫性小，低溫脆性也得到改善。石油瀝青的分類溶劑脫瀝青，利用非極性的低分子烷烴溶劑對減壓渣油不同組分溶解度的差異，從渣油中除去對瀝青性質(zhì)不利的組分得到的瀝青產(chǎn)品。調(diào)配瀝青，采用兩種或兩種以上不同的瀝青，按選定的比例重新調(diào)和得到的產(chǎn)品。使用調(diào)配瀝青降低了瀝青生產(chǎn)中對油源選擇的依賴性，顯示出較大的靈活性和經(jīng)濟性。稀釋瀝青，以有機溶劑稀釋粘稠瀝青而得。乳化瀝青，是將粘稠瀝青加熱至流動態(tài)，經(jīng)高速離心、剪切等機械力作用，成為微粒并分散到含有乳化劑-穩(wěn)定劑的水中，形成的均勻穩(wěn)定的乳狀液。改性瀝青是采用各種措施使瀝青的流變性、粘附性、耐久性等性能得到改善的瀝青。瀝青的生產(chǎn)石油瀝青的生產(chǎn)瀝青的分類與生產(chǎn)煤瀝青（1）溫度穩(wěn)定性較低（2）與礦質(zhì)集料的粘附性較好（3）氣候穩(wěn)定性較差（4）耐腐蝕性強煤瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)比石油瀝青差，建筑工程上很少使用抗腐性能好，適用于地下防水層或作防腐材料等瀝青的分類與生產(chǎn)煤瀝青與石油瀝青的鑒別

鑒別方法石油瀝青煤瀝青密度1.0×103Kg/m3左右1.25～1.28×103Kg/m3燃燒煙少、無色、有松香味、無毒煙多、黃色、臭味大、有毒捶擊聲啞、有彈性、韌性好聲脆、韌性差顏色呈亮黑褐色呈膿黑色溶解易溶于煤油或汽油中，溶液呈棕黑色難溶于煤油或汽油中，溶液呈黃綠色石油瀝青的組組成與結(jié)構(gòu)組分將瀝青分離為為化學(xué)性質(zhì)相相近，而且與與其工程性能能有一定聯(lián)系系的幾個化學(xué)學(xué)成分組，這這些組就稱為為“組分”三組分分析法法油分、樹脂、、瀝青質(zhì)四組分分析法法飽和分、芳香香分、膠質(zhì)、、瀝青質(zhì)石油瀝青的組組成與結(jié)構(gòu)石油瀝青三組組分分析法的的各組分性狀狀性狀組分外觀特征平均分子量碳?xì)浔群浚ǎィ┪锘卣饔头值S色透明液體200～7000.5～0.745～60幾乎溶于大部分有機溶劑，焦油光學(xué)活性，常發(fā)現(xiàn)有熒光，比重約0.7~1.0樹脂紅褐色粘稠半固體800～30000.7～0.815～30溫度敏感性高，熔點低于100℃，比重大于1.0~1.1瀝青質(zhì)深褐色固體微粒1000～50000.8～1.05～30加熱不熔化而碳化，比重1.1～1.5石油瀝青的組組成與結(jié)構(gòu)石油瀝青四組組分分析法的的各組分性狀狀性狀組分外觀特征平均比重平均分子量主要化學(xué)結(jié)構(gòu)飽和分無色液體0.89625烷烴、環(huán)烷烴芳香分黃色至紅色液體0.99730芳香烴、含S衍生物膠質(zhì)棕色粘稠液體1.09970多環(huán)結(jié)構(gòu)、含S、O、N衍生物瀝青質(zhì)深棕色至黑色固體1.153400縮合環(huán)結(jié)構(gòu)、含S、O、N衍生物石油瀝青的組組成與結(jié)構(gòu)1．膠體結(jié)構(gòu)的的形成以固態(tài)超細(xì)微微粒的瀝青質(zhì)質(zhì)為分散相。。通常是若干干個瀝青質(zhì)聚聚集在一起，，它們吸附了了極性半固態(tài)態(tài)的膠質(zhì)，而而形成“膠團團”。由于膠膠溶劑——膠質(zhì)的膠溶作作用，而使膠膠團膠溶、分分散于液態(tài)的的芳香分和飽飽和分組成的的分散介質(zhì)中中。形成穩(wěn)定定的膠體。。石油瀝青的組組成與結(jié)構(gòu)2．膠體結(jié)構(gòu)分分類（1）溶膠型結(jié)構(gòu)構(gòu)瀝青質(zhì)分子量較較低，并且含量量很少（10%以下），有一定定數(shù)量的芳香度度較高的膠質(zhì)。。流動性和塑塑性較好，開裂裂后白行愈合能能力較強，溫度度穩(wěn)定性較差。。（2）溶－凝膠型結(jié)結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)含量適當(dāng)當(dāng)（15%~25%），有較多數(shù)數(shù)量芳香度較高高的膠質(zhì)。在高高溫時具有較低低的感溫性；低低溫時又具有較較好的形變能力力（3）凝膠型結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)含量很高高（>30%），并有相當(dāng)數(shù)數(shù)量芳香度高的的膠質(zhì)來形成膠膠團。具有較好好的溫度感應(yīng)性性，但低溫變形形能力較差。a－溶膠結(jié)構(gòu)b－溶凝膠結(jié)構(gòu)c－凝膠結(jié)構(gòu)石油瀝青的技術(shù)術(shù)性質(zhì)物理特性常數(shù)密度熱脹系數(shù)介電常數(shù)石油瀝青的技術(shù)術(shù)性質(zhì)針入度針入度——在規(guī)定溫度條件件下，以規(guī)定質(zhì)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)經(jīng)過規(guī)定的時間間貫入瀝青試樣樣的深度，單位：0.1mm。常用試驗條件：：規(guī)定溫度：25℃標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量：100g貫入時間：5s表示方法：P（25℃，100g，5s）。表征意義瀝青的針入度值值愈大，表示瀝瀝青的粘度愈小小。針入度是目目前我國粘稠石石油瀝青的分級指標(biāo)。標(biāo)號：一般取針針入度的平均值值。例如：90號瀝青，針入度度范圍為80～１００（０.１mm）110號瀝青，針入度范范圍為100～１2０（０.１mm）石油瀝青的技術(shù)性性質(zhì)60C25C1小時16小時石油瀝青的技術(shù)性性質(zhì)條件粘度測定法標(biāo)準(zhǔn)粘度CT,d石油瀝青的技術(shù)性性質(zhì)軟化點人為選定的瀝青由由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變溫度范圍中的的一個條件粘度內(nèi)徑為18.9mm的銅環(huán)環(huán)上置一重3.5g的鋼球規(guī)定的加熱速度（（5℃/min）瀝青下墜25.4mmTR&B石油瀝青的技術(shù)性性質(zhì)感溫性針入度指數(shù)評價瀝青技術(shù)性質(zhì)質(zhì)的一個重要指標(biāo)標(biāo)，既可以反映瀝瀝青的感溫性，又又可以劃分瀝青的的膠體結(jié)構(gòu)。瀝青針入度值的對對數(shù)（lgP）與溫度（T）具有線性關(guān)系修正的針入度指數(shù)數(shù)法石油瀝青的技術(shù)性性質(zhì)針入度指數(shù)的應(yīng)用用?針入度指數(shù)愈大，，表示瀝青對溫度度的敏感性愈低。。?劃分瀝青的膠體結(jié)結(jié)構(gòu)：PI＜-2者，屬溶膠型瀝青青PI=-2～+2之間者，屬溶-凝膠型瀝青PI＞+2者，屬凝凝膠型瀝瀝青石油瀝青青的技術(shù)術(shù)性質(zhì)延展性瀝青受到到外力作作用時，，所能承承受的塑塑性變形形的總能能力脆性弗拉斯脆點石油瀝青的技技術(shù)性質(zhì)粘附性瀝青與其它材材料（這里主主要是指集料料）的界面粘粘結(jié)性能和抗抗剝落性能水煮法、水浸浸法改善措施活化集料表面面摻加抗剝落劑劑石油瀝青的技技術(shù)性質(zhì)耐久性石油瀝青熱施施工時受高溫溫的作用，以以及在使用時時在熱、陽光光、氧氣和潮潮濕等因素的的長期綜合作作用下抵抗老老化的性能石油瀝青的技技術(shù)性質(zhì)施工安全性閃點、燃點石油瀝青的技技術(shù)性質(zhì)為綜合評價瀝瀝青的技術(shù)性性能，還應(yīng)全全面地了解瀝瀝青的其他性性質(zhì)，如溶解解度、含蠟量量、粘附性等等。（1）溶解度：指瀝青在有機機溶劑（三氯氯乙烯、四氯氯化碳、苯等等）中可溶物物的百分含量量?？梢苑从秤碁r青中起粘粘結(jié)作用的有有效成分的含含量。（2）蠟：性脆，易裂縫縫，對瀝青的的生產(chǎn)和使用用都有重要的的影響。對我我國采用石蠟蠟基原油煉制制的瀝青尤為為重要，含蠟蠟量將直接影影響瀝青產(chǎn)品品的質(zhì)量。石油瀝青的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青的選選用道路石油瀝青青建筑石油瀝青青普通石油瀝青青石油瀝青的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青青的適用范圍圍瀝青等級適用范圍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。石油瀝青的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)氣候區(qū)名最熱月平均最高氣溫(℃)年極端最低氣溫(℃)備注1-1夏炎熱冬嚴(yán)寒>30<-37.01-2夏炎熱冬寒-37.0～-21.51-3夏炎熱冬冷-21.5～-9.01-4夏炎熱冬溫>-9.02-1夏熱冬嚴(yán)寒20～30<-37.02-2夏熱冬寒-37.0～-21.52-3夏熱冬冷-21.5～-9.02-4夏熱冬溫>-9.03-1夏涼冬嚴(yán)寒<20<-37.0不存在3-2夏涼冬寒-37.0～-21.53-3夏涼冬冷-21.5～-9.0不存在3-4夏涼冬溫>-9.0不存在石油瀝青的技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青青技術(shù)要求.docSuperpaveSuperiorPerformanceAsphaltPavements傳統(tǒng)的經(jīng)驗規(guī)規(guī)范轉(zhuǎn)變成性性能規(guī)范1987年美國公路戰(zhàn)戰(zhàn)略研究計劃劃（SHRP）進(jìn)行一項為為期五年耗資資5000萬美元的瀝瀝青課題研研究，旨在在制定一個個新的瀝青青和瀝青混混合料規(guī)范范、試驗和和設(shè)計方法法。SHRP瀝青課題的最終終研究成果稱為為Superpave，而用Superpave方法設(shè)計的瀝青青混合料也可以以叫做Superpave混合料。SHRP瀝青項目研究成成果瀝青膠結(jié)料混合料體積設(shè)計計混合料分析和性性能預(yù)測2560135-15稠度(penorvis)hardsoftpenvisvisABC溫度,CPG(PerformanceGrade)PG64-22性能分級級最低路面設(shè)計溫度七天平均最高路面設(shè)計溫度性能分級SUPERPAVE瀝青膠結(jié)料高溫/中等溫度性質(zhì)動態(tài)剪切流變儀儀(DSR)旋轉(zhuǎn)粘度計(RV)低溫性質(zhì)彎曲梁流變儀(BBR)直接拉伸試驗機機(DTT)耐久性性質(zhì)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱(RTFO)壓力老化容器(PAV)石油瀝青的老化化與改性瀝青的老化瀝青所表現(xiàn)出的的膠體結(jié)構(gòu)、理理化性質(zhì)或機械械性能不可逆的的劣化針入度變小、延延度降低、軟化化點和脆點升高高，表現(xiàn)為瀝青青變硬、變脆、、延伸性降低，，導(dǎo)致瀝青產(chǎn)生生裂縫、松散等等破壞石油瀝青的老化化與改性老化瀝青青和再再生瀝青青的技術(shù)術(shù)性質(zhì)示示例瀝青名稱技術(shù)性質(zhì)針入度(1/10mm)延度(cm)軟化點(℃)脆點(℃)原始瀝青1067348-6老化瀝青392355-4再生瀝青807849-10石油瀝青青的老化化與改性性土木工程程中使用用的瀝青青要求：：在低溫下下應(yīng)有彈彈性和塑塑性；在高溫下下要有足足夠的強強度和穩(wěn)穩(wěn)定性；；在加工和和使用中中具有抗抗老化能能力；與礦物和結(jié)構(gòu)表面面有較強的粘附力力；以及對構(gòu)件變形的的適應(yīng)性和耐