瀝青基礎(chǔ)知識

1、瀝青是黑色固體、半固體或粘稠狀物，主要為高分子烴類所組成，完全溶解于二硫化碳?？捎刑烊缓腿斯煞N制備方法。一、天然瀝青。地下原油從巖石裂縫滲透到地表，并長期暴露于大氣中，其中所含輕質(zhì)部分蒸發(fā)后殘留物經(jīng)氧化成為天然瀝青，可存在于巖石裂縫、地面或形成湖泊，如著名的特立尼達(dá)湖瀝青（湖瀝青硬度很大，不能拌和瀝青混合料，且資源有限，現(xiàn)僅把將其用作粘稠瀝青材料性能改善的添加料）。二、人工瀝青，即石油瀝青。（1）直餾瀝青。原油經(jīng)常減壓蒸餾法常溫粘稠或半固體的產(chǎn)品。（2）溶劑脫瀝青。減壓渣油經(jīng)溶劑沉淀法常溫固體或半固體的脫油產(chǎn)品。（3）氧化瀝青。減壓渣油經(jīng)吹風(fēng)氧化常溫固體的產(chǎn)品。（4）調(diào)和瀝青。兩種以上不同稠

2、度的瀝青按比例調(diào)配一定稠度的產(chǎn)品。（5）乳化瀝青。將粘稠瀝青加熱至熱熔狀態(tài)，經(jīng)機(jī)械強(qiáng)力攪拌作用，使瀝青以細(xì)微液滴狀態(tài)分布在含有乳化劑的水溶液中，成為水包油狀的瀝青乳液。（6）改性瀝青。將基質(zhì)瀝青與一種或數(shù)種改性劑經(jīng)適宜的加工工藝混合物。三、各種石油瀝青的路用性能（1）常壓渣油：通常稠度較低，一般僅能用作透層油，不宜直接用于修筑表面處治和其它更高級的瀝青路面。（2）減壓渣油：稠度較常壓渣油為高，可作為表面處治或貫入式路面用油。（3）直餾瀝青：溫度感應(yīng)性大，高溫穩(wěn)定性差；直餾瀝青的優(yōu)點(diǎn)是低溫性能較好。（4）氧化瀝青：氧化瀝青稠度較高、溫度感應(yīng)性較低，即高溫時(shí)抗變形能力較好，但同時(shí)低溫時(shí)變形能力也較

3、差，但氧化瀝青含蠟量卻變化很少。（5）溶劑脫瀝青：潤滑油原料在煉制高級潤滑油時(shí)，用溶劑脫瀝青裝置萃取脫瀝青油后，剩下的瀝青稱為溶劑瀝青。目前溶劑為丙烷、丙-丁烷、丁烷等。如丙烷為溶劑時(shí)，得到的瀝青含蠟量大大降低，從而使瀝青路用性能得到改善。（6）改性瀝青：國內(nèi)外普遍使用的道路改性瀝青主要是SBS彈性體改性瀝青、SBR丁苯橡膠改性瀝青以及PE、EVA塑料類改性瀝青，其中SBS具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、抗疲勞、抗老化和抗水損壞性能，路用性能明顯優(yōu)于其它聚合物改性瀝青，因而在新建的高速公路工程中的基本上均是SBS改性瀝青。（7）乳化瀝青：冷施工，節(jié)約能源，延乳化瀝青的應(yīng)用范圍從路面新建工程

4、到維修工程，使用類型包括表面處治、稀漿封層、貫入式，以及瀝青碎石混合料等所有的瀝青路面類型；還應(yīng)用于瀝青路面封層、透層、粘層，以及瀝青路面的冷再生工藝。優(yōu)點(diǎn)：長施工季節(jié)；流動(dòng)性好，提高質(zhì)量；節(jié)省瀝青用量，擴(kuò)大骨料來源，擴(kuò)展瀝青路面類型；改善施工條件，減少環(huán)境污染。四、石油瀝青的組成（1）元素組成：碳含量83% 87%，氫含量10%左右，H/C原子比約在1.4 1.6之間。（2）化學(xué)組分：四組分分析法膠質(zhì)極性很強(qiáng)，使得膠質(zhì)具有很好的粘附力，影響瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型。瀝青質(zhì)影響瀝青流變特性，含量增加硬度變大、針入度變小、軟化點(diǎn)變高。飽和分非極性，與芳香族一起使膠質(zhì)瀝青質(zhì)軟（塑）化，穩(wěn)定膠體體系。芳香族

5、非極性，具有強(qiáng)溶解能力。蠟分高溫熔化粘度降低溫度敏感性增大；低溫析出降低分子間聯(lián)系，低溫延展力降低；減小瀝青與石料親和力與粘附性。五、瀝青膠體結(jié)構(gòu)（1）溶膠型瀝青：瀝青質(zhì)含量不高（10%），分散度高，有牛頓流特性。PI +2粘彈性和溫度穩(wěn)定性好，溫度升高瀝青質(zhì)膠團(tuán)可逐漸解締恢復(fù)至牛頓流態(tài)。（3）溶凝膠型瀝青：介于溶、凝膠型瀝青之間的瀝青膠體結(jié)構(gòu)。2 PI +2六、瀝青的技術(shù)性質(zhì)（1）物理性質(zhì)密度：規(guī)定溫度下（15C）單位體積的質(zhì)量，用D表示。相對密度：規(guī)定溫度下瀝青質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量的比值。體膨脹系數(shù)：瀝青儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、填縫密封等，其值越大，夏季易泛油，冬季易開裂。A=(DT1DT2)/ DT1

6、(T1T2) 介電常數(shù)：與瀝青對氧、雨、紫外線等的耐老化性有關(guān)。瀝青的介電常數(shù)定義為瀝青作為介質(zhì)時(shí)平行板電容器的電容與真空作為介質(zhì)時(shí)相同平行板電容器的電容。（2）路用性能粘滯性：瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時(shí)抵抗剪切變形的能力。反映瀝青的膠結(jié)性能。高溫牛頓粘度公式F=*A*（dv/dy）， =/，= dv/dy，=F/A，動(dòng)力粘度（Pa*s）、運(yùn)動(dòng)粘度=/。由于實(shí)際路面瀝青呈粘彈塑性，而非牛頓液體，剪應(yīng)力與剪變率非線性關(guān)系，故引進(jìn)表觀粘度*表示，*=/c，c為瀝青材料的復(fù)合流動(dòng)系數(shù)。瀝青粘度測定方法：A毛細(xì)管法：135運(yùn)動(dòng)粘度T=粘度計(jì)標(biāo)定常數(shù)c *瀝青流經(jīng)規(guī)定體積的時(shí)間tB真空減

7、壓毛細(xì)管法：60動(dòng)力粘度T=粘度計(jì)常數(shù)k*瀝青流經(jīng)規(guī)定體積時(shí)間t直接關(guān)聯(lián)瀝青路面抗車轍能力。CBrookfield法：45以上表觀粘度*=轉(zhuǎn)子在試樣中的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩T*儀器參數(shù)D標(biāo)注粘度法：液狀瀝青在標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中，經(jīng)規(guī)溫T規(guī)孔徑d流出50ml的用時(shí)E針入度法：測定粘稠瀝青稠度，劃分瀝青標(biāo)號。P25，100g，5s愈大，瀝青愈軟。F軟化點(diǎn)法：以條件硬化點(diǎn)和滴落點(diǎn)取代固化點(diǎn)和液化點(diǎn)，R3.5g,18.9mm,5/min、25.4mm多種瀝青軟化點(diǎn)時(shí)的粘度約為1200Pas，或相當(dāng)于針入度為800；當(dāng)量軟化點(diǎn)T800：針入度為800（0.1mm）時(shí)的溫度，反映瀝青高溫性能；當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2：針入度為1.2（0.1mm）時(shí)的溫度，反映瀝青低溫性能。瀝青的低溫性能：低溫抗裂性低溫延性和低溫脆性延度和脆點(diǎn)A.延性：瀝青受外力拉伸時(shí)承受塑性變形的能力。化學(xué)組分不協(xié)調(diào)，膠體結(jié)構(gòu)不均勻，含蠟量增加，會(huì)導(dǎo)致延性降低。B.脆性：A.弗拉斯脆點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到臨界硬度發(fā)生開裂時(shí)的溫度為條件脆性指標(biāo)。脆點(diǎn)反映瀝青由粘彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺棿嘈泽w即玻璃態(tài)的溫度，約