瀝青的性能指標(biāo)課件

探索與創(chuàng)新

道路瀝青的技術(shù)指標(biāo)與技術(shù)性質(zhì)探索與創(chuàng)新道路瀝青的技術(shù)指標(biāo)1講授內(nèi)容目錄

第一節(jié)瀝青的粘滯性第二節(jié)瀝青的低溫性能第三節(jié)瀝青的感溫性第四節(jié)瀝青的粘彈性第五節(jié)瀝青的黏附性第六節(jié)瀝青的耐久性第七節(jié)瀝青的安全性、溶解度、含蠟量講授內(nèi)容目錄第一節(jié)瀝青的粘滯性2第一節(jié)瀝青的粘彈性1.定義粘滯性是指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的抵抗剪切變形的能力。2.瀝青的粘度（1）牛頓液體→動力粘度和運(yùn)動粘度動力粘度：運(yùn)動粘度：

（2）非牛頓液體→瀝青的表觀粘度表觀粘度：C－復(fù)合流動系數(shù)第一節(jié)瀝青的粘彈性1.定義3應(yīng)力與剪應(yīng)變速率的關(guān)系示意圖C－復(fù)合流動系數(shù)應(yīng)力與剪應(yīng)變速率的關(guān)系示意圖C－復(fù)合流動系數(shù)4（3）動力粘度和運(yùn)動粘度當(dāng)瀝青受到簡單剪切變形時，瀝青在高溫時表現(xiàn)為牛頓流狀態(tài)，按牛頓粘度公式表征瀝青層抵抗移動的抗力得

η—粘滯系數(shù)（粘度）其中剪應(yīng)力：剪變率：

動力粘度：

運(yùn)動粘度為動力粘度除以密度所得之商，稱為“動比密粘度”公式為牛頓液體受力示意圖（3）動力粘度和運(yùn)動粘度53.瀝青粘度測定方法（1）絕對粘度測定方法a.真空減壓毛細(xì)管法條件：嚴(yán)密控制的真空裝置溫度60度b.毛細(xì)管法條件：嚴(yán)密控溫溫度135度

真空毛細(xì)管粘度儀試驗(yàn)示意圖

瀝青的性能指標(biāo)課件6（2）條件粘度測定方法a.針入度法定義：在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度，以0.1mm為單位。針入度法測定粘稠瀝青針入度示意圖瀝青的性能指標(biāo)課件7表示方式

PT,m,t

如：P25,100,5=60表示：試驗(yàn)溫度25℃荷載質(zhì)量100g歷時5s貫入瀝青深度6mm按上述方法測定的針入度值越大，表示瀝青越軟（粘度越?。?/p>

瀝青的性能指標(biāo)課件8b.軟化點(diǎn)法定義：人為選定的瀝青由固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度范圍中的一個條件溫度。測定方法

我國現(xiàn)行試驗(yàn)方法要求采用環(huán)與球法軟化點(diǎn)。該法是將瀝青試樣注于規(guī)定內(nèi)徑的銅環(huán)中，環(huán)上置一鋼球，在規(guī)定的加熱速度下，瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球荷重作用下滴落到下層金屬板時的溫度，稱為軟化點(diǎn)。單位：℃。表示：TR&B固態(tài)液態(tài)軟化點(diǎn)0.8721條件溫度b.軟化點(diǎn)法固態(tài)液態(tài)軟化點(diǎn)0.87219瀝青的性能指標(biāo)課件10軟化點(diǎn)的意義

?瀝青軟化點(diǎn)越高，瀝青的溫度穩(wěn)定性越好。

?針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度，軟化點(diǎn)則是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時的溫度。因此，軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料溫度穩(wěn)定性的一項(xiàng)指標(biāo)，又是瀝青粘度的一種量度。軟化點(diǎn)的意義11

標(biāo)準(zhǔn)粘度計測定液體瀝青示意圖C.標(biāo)準(zhǔn)粘度計法

定義：規(guī)定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出50mL體積所需時間，單位s，表示方式為CT,d。如：C25，5=100表示：試驗(yàn)溫度25℃，流孔直徑5mm，時間100s。按上述方法，在相同溫度和相同流孔條件下，流出時間越長表示瀝青粘度越大。

C.標(biāo)準(zhǔn)粘度計法12第二節(jié)瀝青的低溫性能1.延性a.定義：瀝青的延性是指當(dāng)其受到外力的拉伸作用時，所能承受的塑性變形的總能力，是瀝青的內(nèi)聚力的衡量，通常是用延度作為條件延性指標(biāo)來表征。b.延度試驗(yàn)方法將瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試樣（最小斷面1cm2），在規(guī)定拉伸速度和規(guī)定溫度下拉斷時的長度，以cm計，稱為延度。延度D——單位cm，反映瀝青的塑性。第二節(jié)瀝青的低溫性能1.延性13瀝青的性能指標(biāo)課件14C.測定延度的意義瀝青延度與其流變特性、膠體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分等有著密切的關(guān)系。研究表明：?

隨著瀝青膠體結(jié)構(gòu)發(fā)育成熟度的提高，含蠟量的增加，以及飽和蠟和芳香蠟的比例增大等，都會使瀝青的延度值相對降低。?

瀝青延度越大，其塑性變形越大，有利于低溫變形。采用延度大的瀝青筑路，使用壽命較長。C.測定延度的意義152.脆性脆點(diǎn)是測量瀝青在低溫不引起破壞時的溫度。脆點(diǎn)T

——單位℃，反映瀝青低溫變形能力。在規(guī)定的速率下降溫，等速彎曲11次/min，記錄瀝青薄膜的開裂溫度，單位℃瀝青脆點(diǎn)儀和彎曲器2.脆性瀝青脆點(diǎn)儀和彎曲器16第三節(jié)瀝青的感溫性1.定義瀝青的粘度等性能隨溫度的不同而產(chǎn)生明顯的變化的特性。2.針入度－溫度關(guān)系A(chǔ)－針入度－溫度感應(yīng)性系數(shù)溫度TlgPlgP=AT+K第三節(jié)瀝青的感溫性1.定義A－針入度－溫度感應(yīng)性系數(shù)溫度173.A值的確定方法由針入度—溫度關(guān)系曲線計算得到

瀝青在軟化點(diǎn)溫度時，針入度在600至1000之間，假定為800（0.1mm）

lgP25℃P25TR&BPR&B溫度T600~1000lgP=AT+KlgP25℃P25TR&BPR&B溫度T600~1000lg184.針入度指數(shù)PI的確定普費(fèi)等人在制定真入度指數(shù)時，令感溫性最大A=∞，PI值為-10，感溫性最小A=0，PI值為+20。由于A值很小，為使PI值在+20至-10之間，A值乘以50，得式：lgP=AT+KPI越大，表示對溫度越不敏感4.針入度指數(shù)PI的確定lgP=AT+KPI越大，表示對溫度195.當(dāng)量軟化點(diǎn)（T800）和當(dāng)量脆點(diǎn)值（T1.2）由lgP=AT+K：

P＝800

P＝1.26.針入度指數(shù)與膠體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

PI<-2→溶膠型瀝青PI>+2→凝膠型瀝青PI=-2至+2→溶凝膠型瀝青5.當(dāng)量軟化點(diǎn)（T800）和當(dāng)量脆點(diǎn)值（T1.2）20第四節(jié)瀝青的粘彈性蠕變—在應(yīng)力保持不變的情況下，應(yīng)變隨時間增加而增加。

應(yīng)力松弛—在保持應(yīng)變不變的情況下，應(yīng)力隨時間增加逐漸衰減。1.瀝青材料的粘-彈性現(xiàn)象第四節(jié)瀝青的粘彈性蠕變—在應(yīng)力保持不變的情況下，應(yīng)變212.技術(shù)指標(biāo)—勁度模量（1）定義：S=(

/

)t,T

T-溫度t-荷載作用時間（2）勁度模量的確定方法瀝青勁度模量諾模圖：

①荷載作用時間②路面溫度差:TR&B–

Tp③瀝青的膠體結(jié)構(gòu)類型（PI）時間t勁度模量S0℃25℃2.技術(shù)指標(biāo)—勁度模量時間t勁度模量S0℃25℃22瀝青勁度模量諾莫圖瀝青勁度模量諾莫圖23第五節(jié)瀝青的黏附性1.影響瀝青粘附性的主要因素（1）瀝青品種（表面活性物質(zhì)的含量，以酸值來表示）（2）碎石的巖性按照集料中SiO2的含量SiO2:0%52%65%

堿性集料中性集料酸性集料（3）碎石表面的紋理構(gòu)造（4）碎石表面的清潔程度（5）瀝青的溫度2.瀝青粘附性的評定方法（1）水煮法試驗(yàn)（13.2mm以上）（2）浸水法試驗(yàn)（9.5至13.2mm）（3）凈吸附法試驗(yàn)（4）示蹤鹽法和光電分光光度法試驗(yàn)第五節(jié)瀝青的黏附性24水煮法試樣水煮法試樣25瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞263.損壞機(jī)理分析4.瀝青粘附性的改善（1）在瀝青中添加抗脫落劑（2）在拌制瀝青混合料是添加消石灰或水泥（3）選用堿性石料（4）保證石料表面的清潔度

動水壓力導(dǎo)致雨水進(jìn)入路面，并積聚于層底，由于交通荷載的反復(fù)作用導(dǎo)致瀝青與集料發(fā)生剝離。3.損壞機(jī)理分析27第六節(jié)瀝青的耐久性1.影響耐久性的因素（1）溫度與氧化作用（2）光和水的作用（3）自然硬化（4）滲流硬化老化機(jī)理：輕質(zhì)組分揮發(fā)氧化、組分發(fā)生轉(zhuǎn)化。老化前老化后芳香分→膠質(zhì)膠質(zhì)→瀝青質(zhì)飽和分S芳香分A膠質(zhì)S瀝青質(zhì)At第六節(jié)瀝青的耐久性老化前老化后芳香分→膠質(zhì)飽和分S芳香分282.耐久性的評價方法（1）短期老化試驗(yàn)a.薄膜烘箱加熱試驗(yàn)b.旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)（2）長期老化試驗(yàn)PAV壓力老化試驗(yàn)評價指標(biāo)：質(zhì)量損失針入度比延度試件：50g瀝青試樣試驗(yàn)條件：163℃，5h，5.5r/min試驗(yàn)指標(biāo)：質(zhì)量損失針入度比延度

瀝青薄膜烘箱加熱示意圖瀝青的性能指標(biāo)課件29瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱烘箱示意圖試件：35g瀝青試樣，試驗(yàn)條件：163℃，75min

15r/min評價指標(biāo)：質(zhì)量損失針入度比粘度瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱烘箱示意圖試件：35g瀝青試樣，30PAV壓力老化試驗(yàn)儀試件：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)后的薄膜試樣試驗(yàn)條件：90～110℃，20h，2.07MPaPAV壓力老化試驗(yàn)儀試件：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)后的薄膜試樣31第七節(jié)瀝青的安全性、溶解度、含蠟量

1.安全性技術(shù)指標(biāo)—閃點(diǎn)和燃點(diǎn)瀝青使用時必須加熱，由于瀝青在加熱過程中揮發(fā)出的油會與周圍的空氣組成混合氣體，當(dāng)遇到火焰會發(fā)生閃火，此時的溫度稱為閃點(diǎn)。若繼續(xù)加熱，揮發(fā)的油分飽和度增加，與空氣組成的混合氣體遇火極易燃燒，燃燒時的溫度稱為燃點(diǎn)。閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是保證瀝青安全加熱和施工的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第七節(jié)瀝青的安全性、溶解度、含蠟量

1.安全性322.溶解度瀝青在溶劑中的溶解度表明瀝青的有效成分，通常采用的溶劑有三氯乙烯、二甲苯等，要求溶解度大于99%。3.含蠟量含蠟量對瀝青的熱穩(wěn)定性和粘附性等性質(zhì)有很大的影響，要