第七章

1. 第七章 沥青及沥青混合料

2. 沥青： • 能溶于汽油、二硫化碳等有机溶剂，但几乎不溶于水，属憎水材料。 • 与矿物材料有较强的粘结力，具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性。 • 沥青分类： • 天然沥青: 石油浸入岩石或流出地表后，经地球物理因素的长期作 用，轻质组分挥发和缩聚而成的沥青类物质。 • 石油沥青: 用石油炼制其它油品后的残渣加工而得到的产品 。 • 焦油沥青 ： 将各种有机物（煤、泥炭、木材等）干馏加工得到的焦 油，经再加工而得到的产品。

3. 第一节 沥　青　材　料 • 一、石油沥青 • （一）石油沥 青的组成 与结构

4. 2．石油沥青的胶体结构 • （1）溶胶型结构 • （2）凝胶型结构 • （3）溶—凝胶型结构

5. （二）石油沥青的技术性质 • 1．粘滞性 • 粘滞性是沥青材料抵抗外力作用下发生粘性变形的能力。 • （1）针入度 • （2）标准粘度 • 2．耐热性 • 耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能。 用软化点（t软）表示。软化点通常用环球法测定。 • 3．温度稳定性 • 温度稳定性是指沥青的粘度受温度变化影响的程度。

6. 4．塑性 • 塑性是指沥青材料在外力作用下，产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形状的性质。可用延伸度（简称延度）表示。 • 5．耐久性 • 沥青材料在施工过程中的长时间高温加热和在使用条件下受到空气、阳光、气温和风雨冰冻等气候因素的综合作用，以及与矿料相互作用等的影响下，内部产生复杂的物理化学变化，导致塑性降低、脆性增加，性能不断恶化，逐步丧失使用功能的过程称为沥青的老化。 • 沥青材料的耐久性常称为抗老化性，或大气稳定性、耐候性。 • 6．其他技术指标 • （1）脆点 • （2）溶解度 • （3）闪点和燃点

7. （三）石油沥青的技术标准 • 石油沥青产品有：道路沥青类、建筑沥青类、普通沥青及专用沥青等。 • 1．道路石油沥青 • 道路石油沥青有七个牌号，牌号越高，则粘性越小（即针入度越大），塑性越好（即延度越大），温度敏感性越大（即软化点越低）。 • 2．建筑石油沥青 • 建筑石油沥青针入度较小（粘性较大），软化点较高（耐热性较好），但延伸度较小（塑性较小）。 • 3．普通石油沥青 • 普通石油沥青中含蜡较多（有害成分），一般含量大于5%，有的高达20%以上，故又称多蜡石油沥青。

8. 二、煤沥青 • 煤沥青又称焦油沥青，在烟煤炼焦或制煤气时，从干馏所挥发的物质中冷凝出煤焦油，再将煤焦油继续蒸馏得轻油、中油、重油和蒽油所剩的残渣即为煤沥青。 • 根据煤焦油蒸馏深度的不同，又分为软煤沥青和硬煤沥青两类。

9. （一）煤沥青的组成 • 煤沥青的化学组成主要是芳香族碳氢化合物及其与氧、硫、氮的衍生物的混合物。按化学性质相似且与技术性质有关划分，其主要组分是： • （1）油分 • （2）树脂 • （3）游离碳

10. （二）煤沥青的性质特点 • 煤沥青与石油沥青相比，性质上表现出以下特点： • （1）温度稳定性较差。 • （2）塑性较差。 • （3）大气稳定性差。 • （4）防腐性较好。 • （5）粘结性较好。

11. （三）煤沥青的应用 • 煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。 • 可用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等。 • 将煤沥青和石油沥青按适当比例混合可形成一种稳定胶体，称为混合沥青。 • 混合沥青综合了两种沥青的优点，使得粘性、温度稳定性、塑性均有显著改善。

12. 三、改性沥青（改性石油沥青） • （一）沥青材料掺配 • 某一牌号的石油沥青往往不能满足工程技术要求，需用不同牌号沥青进行掺配。  • 两种沥青掺配时掺配量与软化点之间呈比例关系，通常按直线规律进行两种沥青掺配计算。 • （二）石油沥青与煤沥青的掺配（混合沥青） • 选择化学性质及密度均相近的石油沥青和煤沥青，按适当的比例掺合，可能得到稳定的混合沥青，石油沥青的掺量一般应小于20%或大于70%。 • （三）液体沥青和乳化沥青 • 液体沥青和乳化沥青在常温下便具有流动性，不需加热即可施工。 • 液体沥青是将沥青溶解于有机溶剂，也称为稀释沥青；

13. 1．液体沥青——冷底子油 • 冷底子油是将汽油、煤油、柴油、工业苯、煤焦油（回配煤沥青）等有机溶剂与沥青溶合制得的一种液体沥青。 • 2．乳化沥青 • 乳化沥青是将热熔沥青，经强力机械作用分散成为沥青微滴（1μm～6μm），分散在含有表面活性物质（乳化剂、 稳定剂）的水溶液中，所构成的稳定的乳状液。 • （1）乳化及成膜原理 • （2）乳化剂的分类 • （3）乳化沥青的特点及应用

14. （四）其它改性沥青 • 1．矿物填充料改性沥青 • （1）矿物填充料常用的有以下几种： • １）滑石粉 • 2）石灰石粉 • 3）云母粉 • 4）石棉粉

15. 2．橡胶沥青 • （1）氯丁橡胶沥青。 • （2）丁基橡胶沥青。 • （3）再生橡胶沥青。 • 3．合成树脂类改性材料 • 4．植物油类改性材料

16. 四、沥青材料使用的注意事项 • 1、不同品种和牌号的沥青，应分别堆放，避免 相互混杂。 • 2、堆放应避开热源，勿使阳光直接照射，以免 沥青软化流淌。 • 3、防止砂、土等杂质和水分的混入。 • 4、沥青材料加热温度应控制在软化点以上100℃ 左右。 • 5、防烫伤及火灾事故发生。 • 6、防止中毒事故。

17. 第二节 沥青混合料 • 矿物质材料包括粗集料、细集料和填料，统称为矿料。 • 粗集料系指粒径大于2.5mm的矿料； • 细集料系指粒径2.5mm～0.075mm（或0.08mm）的矿料； • 填料系指粒径小于0.075mm的矿料。 • 沥青混凝土按所用矿料的最大粒径分为：粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式。 • 粗粒式的矿料最大粒径为35mm或30mm； • 中粒式为25mm或20mm； • 细粒式为15mm或10mm；砂粒式为5mm。

18. 沥青混凝土按密实程度分为：密级配、开级配和沥青碎石。沥青混凝土按密实程度分为：密级配、开级配和沥青碎石。 • 密级配沥青混凝土的孔隙率小于5%，主要用作防渗层材料； • 开级配沥青混凝土的孔隙率大于5%，主要用作整平胶结层材料； • 沥青碎石的孔隙率大于15%，渗透性强，主要用作排水层材料。 • 沥青混凝土按施工铺筑方法分为：碾压式和浇注式。 • 碾压式沥青混凝土须用碾压机械压实， • 浇注式沥青混凝土具有大的流动性，混合料在自重作用下可自行密实。 • 沥青混凝土按施工温度不同可分为热铺和冷铺。 • 热铺沥青混凝土是将材料加热后，在高温下进行拌和和铺筑。 • 冷铺沥青混凝土采用稀释沥青或乳化沥青配制，可在常温下施工。

19. 一、沥青胶 • 沥青胶也称沥青玛王帝 脂，是用沥青、粉状或纤维状填充料以及改性添加材料等配制而成。 • （一）沥青胶的技术性质 • 沥青胶的技术性质有耐热性、柔韧性和粘结性等。根据国家标准GB50345－2004《屋面工程技术规范》将沥青胶按耐热度划分为不同标号。 • （二）影响沥青胶性质的因素 • 沥青胶性质取决于沥青、矿物填充料的性质及两者之配合比。 • 1、沥青软化点 • 2、耐热度 • 3、沥青延度 • 4、矿物填充料 • （三）沥青胶的配制及应用

20. 二、水工沥青混凝土 • （一）水工沥青混凝土的组成材料 • 1．石油沥青 • 2．矿料（粗、细集料） • （1）粗集料的粘附力 • （2）细集料的水稳定性等级 • （3）填料的亲水系数 • 3．掺料

21. （二）水工沥青混凝土的技术要求 • 1．抗掺性：沥青混凝土抗渗性用渗透系数来评定。 • 2．稳定性：沥青混凝土的稳定性可用高温抗压强 度、热稳定性系数或斜坡流淌值及马歇尔试验 来评定。 • （1）沥青混凝土高温抗压强度及热稳定性系数 • （2）斜坡流淌值 • （3）马歇尔试验 • 3．柔性：柔性是指沥青混凝土（以及沥青砂浆）在自重 或外力作用下，能适应变形而不产生裂缝的性能。 • 4．耐久性：评定沥青混凝土耐久性的指标有：水稳定性 系数和残留稳定度等。 • 5．施工和易性：沥青混合料的和易性是指它在拌和、运输、摊铺及 压实过程中具有与施工条件相适应，既保证质量又便于施工的性 能。

22. （三）水工沥青混凝土配合比设计 • 沥青混凝土配合比两个参数：矿料级配和沥青用量。 • 配合比设计方法及基本步骤： • 1．矿料级配的确定 • （1）矿料设计级配的选定 • （2）矿料合成级配的确定 • 2．配合比初选试验 • （1）沥青用量的初步选择。 • （2）马歇尔试验。 • 3．配合比验证试验 • 4．配合比现场铺筑试验

23. （四）浇筑式沥青混凝土及沥青砂浆配合比 • 浇注式沥青混凝土参考配合比

24. 复 习 思 考 题 • 1．试述石油沥青的主要组分及其特点。组分、结构、性质三者之间怎样互相关联? • 2．石油沥青的老化与组分有何关系?沥青性质在老化过程中发生哪些变化? 对工程有何影响? • 3．石油沥青的主要技术性质是什么？影响这些性质的主要因素各是什么? 进行沥青试验时为什么特别强调温度？作软化点试验时，如果加热升温速度过快或过慢对试验结果的影响如何？ • 4．划分与确定石油沥青牌号的依据是什么? 牌号大小与主要性质间关系有何规律？

25. 6．已知屋面工程需使用软化点为75℃的石油沥青，现有10#、60#两种石油沥青，试计算这两种沥青的掺配比例。6．已知屋面工程需使用软化点为75℃的石油沥青，现有10#、60#两种石油沥青，试计算这两种沥青的掺配比例。 • 7．某沥青胶用软化点为50℃和100℃两种沥青和占沥青总重25%的滑石粉配制，沥青胶的沥青软化点为80℃，试计算每吨沥青胶所需材料用量。 • 8．与石油沥青比较，煤沥青在组成、结构、性质上有何不同？其主要用途是什么？ • 9．为什么要对沥青进行改性？改性沥青的种类及其特点有哪些？ • 10．何谓乳化沥青？乳化原理、成膜过程是怎样的？ • 11．什么是沥青胶？它的标号以什么指标划分？沥青胶的性能取决于哪几方面因素？