土木工程材料- 沥青及沥青混合料
沥青及沥青混合料复习知识点
沥青及沥青混合料复习知识点
沥青是一种由石油或沥青矿石经过加工制得的胶状物质，广泛应用于道路建设、防水材料、屋顶覆盖等领域。而沥青混合料（ACM）则是将沥青与骨料、添加剂等混合制成的一种复合材料，常用于道路基层、面层和修补层的施工。
1.沥青的性质和特点：
-黑色、胶状的物质，可软化、溶解于温度较高的条件下。
-耐水、耐酸碱，不易受化学腐蚀。
-具有良好的黏附性和可塑性，能与骨料等材料紧密结合。
-具有较高的抗变形和耐磨损性能。
-高温时有一定的流动性，可通过压实和冷却形成坚实的结构。
2.沥青混合料的组成：
-骨料：常用的骨料有沥青砂、石粉、碎石等，用于提供沥青混合料的强度和稳定性。
-沥青：作为胶结剂，用于粘合骨料并形成坚固的结构。
-添加剂：如胶粘剂、改性剂、增粘剂等，用于改善沥青混合料的性能和工艺特性。
-矿质填料：如石粉、轻骨料等，用于填充骨料之间的空隙，提高沥青混合料的致密性和抗开裂性能。
3.沥青混合料的分类：
-按骨料粒径分类：粗骨料、中骨料、细骨料。
-按沥青用量分类：富沥青混合料、贫沥青混合料。
-按沥青稠度分类：厚层沥青混合料、薄层沥青混合料。
4.沥青混合料的制备工艺：
-骨料干燥：将骨料经过筛分、清洗后，通过加热和干燥去除水分，
确保沥青能够与骨料粘结。
-沥青加热：将固态的沥青加热至液态，以便与骨料充分混合。
-混合配比：根据设计要求，确定沥青、骨料和添加剂的配比，以保
证沥青混合料的性能。
-混合搅拌：将沥青和骨料加入搅拌设备中，通过搅拌使其均匀混合，形成沥青混合料。
-施工铺设：将混合料铺设在路面上，通过压实和冷却使其形成坚实
第5章 土木工程材料_沥青材料
第5章沥青材料
本章导学
学习目的:
沥青是一种典型的有机胶结材料，也是现代高速公路及城市道路的主要路面胶结材料和常用的防水材料；通过本章的学习，重点掌握沥青的主要性能特点，深刻认识沥青性能于环境的关系，为沥青混合料的学习打下基础。
教学要求:
结合现代路面工程和屋面防水工程，讲解沥青材料的主要技术性能，重点使学生掌握，沥青性能与组成及环境的关系，并了解沥青防水材料的基本性能。
学习重点：
1．通过学习沥青的分类和石油沥青的生产，了解不同生产工艺和基属的沥青的性能特点。
2．重点掌握石油沥青的组成和结构，包括组分组成和胶体结构组成，及其对路用性能的影响。
3．学习掌握石油沥青的重要技术性质的含义、测试方法及所表征的路用性能。有条件的学员应亲自动手进行三大指标试验，并通过
阅读参考文献了解美国SHRP沥青指标体系中对沥青性能的要求。4．通过阅读参考文献，了解有关沥青老化和改性的知识。
5．结构工程专业的学员还应掌握常用的沥青基防水卷材的基本性能。
提示：
沥青材料是目前我国高速公路面层的主要胶结材料，同时也是重要的屋面防水材料，由于沥青属于有机胶凝材料，因此具有与无机胶凝材料明显不同的性能特点和使用注意事项，学习中应注意对比掌握。
5.1沥青的分类与生产
5.1.1沥青的分类
沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物。
沥青属于有机胶凝材料，与矿质混合料有非常好的粘结能力，是道路工程重要的筑路材料；沥青属于憎水性材料，结构致密，几乎完全不溶于水和不吸水，因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗；同时沥青还具有较好的抗腐蚀能力，能抵抗一般酸性、碱性
土木工程材料-第7章-沥青及沥青混合料
沥青在建筑、公路、桥梁等工程中 有着广泛的应用，主要用于生产防 水材料和铺筑沥青路面、机场道面。
土木工程材料
第7章 沥青及沥青混合料
§ 7.1 沥青材料
7.1.1 石油沥青 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质 油及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。 它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体 或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。采用不同产地 的原油及不同的提炼加工方式，可以得到组成、性
用拉断时的伸长度来表示，单位用cm计。延度也是 石油沥青的重要技术指标之一。
土木工程材料
第7章 沥青及沥青混合料
（4）温度敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温
度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶
态热塑性物质，故没有一定的熔点。当温度升高时， 沥青由固态或半固态逐渐软化，产生粘性流动，称 为粘流态。与此相反，随温度降低又逐渐由粘流态 凝固为固态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。建筑工
土木工程材料
第7章 沥青及沥青混合料
这种结构的沥青混合料的内摩阻力起重要作用，因此， 沥青混合料受沥青材料的变化影响较小，稳定性较好。
当沥青路面采用这种形式的沥青混合料时，沥青面层
下必须做下封层。 （3）骨架密实结构 间断密级配的沥青混合料，是上面两种结构形式 的有机组合。它既有一定数量的粗集料形成骨架结构，
沥青与沥青混合料
沥青与沥青混合料
沥青是一种黑色的沥青质物质，它通常以天然沥青或石油沥青的形式存在。它具有优异的隔水、隔气和耐腐蚀性能，常被用作路面材料和防水材料。沥青混合料是由沥青和骨料混合而成的一种复合材料。沥青和沥青混合料在道路、空地和建筑行业中广泛应用，下面我们来详细了解一下这两种材料。
一、沥青
1.1 沥青的分类
沥青可以分为天然沥青和石油沥青。天然沥青是一种由深层热力学变化的有机质形成的质地坚硬、富含沥青的矿物质。石油沥青是从石油中提取的一种黏性液体，它是一种复杂的有机化合物混合物，可以分为原沥青和改性沥青两种。
1.2 沥青的性质
沥青的主要物性参数包括黏度、密度、软化点、延伸性和抗拉强度等。在光照、温度变化和空气湿度等环境因素的作用下，沥青会出现变化，例如退火、氧化、老化和龟裂等。针对这些问题，研究人员进行了许多改性沥青的研究和开发，以提高其性能。
1.3 沥青的应用
沥青被广泛用作路面材料和防水材料。它的使用可以改善路面
的稳定性和使用寿命，并且可以防止水的渗透和损坏建筑物的结构。此外，它还可以用于生产航空器防冰材料、涂层材料、护板材料和柔性密封材料等。
二、沥青混合料
2.1 沥青混合料的分类
沥青混合料分为沥青混合料和沥青混凝土两种。沥青混合料通常是由骨料和沥青混合而成的，它可以进一步分为石料骨料、干浆骨料和沥青混合骨料三种类型。沥青混凝土是由矿渣、沙子、水泥和沥青等成分混合而成的一种复合材料。
2.2 沥青混合料的性质
沥青混合料的性质包括摩擦系数、粘度、弯曲强度、压缩强度和抗剪强度等。它的性能指标对于道路的使用寿命和耐用性具有至关重要的作用。
沥青与沥青混合料
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一、分类 1)按胶结材料种类分
石油沥青混合料(A) 煤沥青混合料(T)
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2)按施工温度分
◦ ①热拌热铺混合料，即沥青与矿质 骨料(简称矿料)在热态下拌和，热 态下铺筑。 ◦ ②常温沥青混合料，即采用乳化沥 青或稀释沥青与矿料在常温下拌和、 铺筑。
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7.2.1 防水涂料
施工方法：热施工、冷施工（常温）
一、沥青基防水涂料 1)冷底子油 用石油沥青直接溶于汽油、煤油、柴 油等有机溶剂中成为溶剂型沥青涂料 2)沥青胶
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二、改性沥青防水涂料
再生橡胶改性沥青防水涂料 氯丁橡胶改性沥青防水涂料 SBS改性沥青防水涂料 聚氨酯防水涂料 硅橡胶防水涂料 丙烯酸酯防水涂料
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◦7.3 沥青混合料
沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路，如地方道路、 高速公路、城市道路等。其原因在于：
1．沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能， 铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。
2．路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有 利于行车安全
3．施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。 4．维修简单，旧沥青混合料可再生利用。 但沥青路面亦有其缺点： 1．沥青路面容易老化：在长期的大气因素作用下，因沥青
土木工程材料 沥青和沥青混合料
第七章 沥青及沥青混合料
2．液体石油沥青
液体石油沥青是指在常温下呈液体状态的沥青。它 可以是油分含量较高的直馏沥青，也可以是稀释剂稀释 后的粘稠沥青。稀释剂挥发速度不同，沥青的凝结速度 也不一样。
液体石油沥青可以为快凝AL(R)、中凝AL(M)和慢凝 AL(S)三个等级。快凝液体沥青按粘度分为AL(R)-1和 AL(R)-2 两 个 标 号 ， 中 凝 和 慢 凝 液 体 沥 青 按 粘 度 分 为 AL(M)-1～AL(M)-6和AL(S)-1～AL(S)-6等各6个标号。
一、沥青混合料的定义和分类
（一）沥青混合料的定义
根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F402004）的有关定义，沥青混合料是指由矿料与沥青结合 料拌合而成的混合料总称。其中沥青结合料是指在沥青 混合料中起胶结作用的沥青类材料（含添加的外掺剂、 改性剂等）的总称。
第七章 沥青及沥青混合料
（二）沥青混合料的分类
氧化改性是在250℃～300℃高温下，向残留沥青或渣油 中吹入空气，通过氧化作用和聚合作用，使沥青分子变大， 提高沥青的粘度和软化点，从而改善沥青的性能。
2.橡胶改性沥青
橡胶是沥青常用的橡胶改性材料有氯丁橡胶、再生橡胶、 热塑性丁苯橡胶（SBS）等。橡胶和沥青有很好的共混性， 并能使石油沥青兼具橡胶的很多优点。橡胶改性沥青克服了 传统沥青材料热淌冷脆的缺点，提高了沥青材料的强度和耐 老化性。
《土木工程材料》课件 第十二章 沥青混合料
第三节 沥青混合料的组成材料
一、沥青
对沥青混合料用沥青应符合规范对沥青的要求。煤沥青不宜用于热拌沥 青混合料的表面层。沥青面层所用的沥青标号，宜根据各地区气候条件、施 工季节气温、路面类型、施工方法等选用。
二、粗集料的质量要求
定义：粗集料是经加工（轧碎、筛分）而成的粒径大于2.36 mm的碎石、 破碎砾石、筛选砾石、矿渣等集料。
用于沥青混凝土的石料（碎石）其形状应近似立方体、表面粗糙、并带 棱角，要求清洁、干燥、无风化、不含杂质，沥青面层用粗集料质量要求按 GB 50092—1996执行。
4 特殊路面对粗集料的要求
对于有抗滑性要求的路面的粗集料（石料）应选用坚硬、耐磨、抗冲击 性能好的碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料，具体要求 参照教材表12-3。
试验方法：测定沥青混合料的低温劲度和温度收缩系数，计算低温收缩 时在路面中所出现的温度应力与沥青混合料的抗拉强度之比，来预估沥青路 面的开裂温度。
四、水稳定性
定义：指沥青与矿料形成黏附层后，遇水时水对沥青的置换作用而引起 沥青剥落的抵抗程度。
评价方法：（1）第一阶段是评价沥青与矿料的黏附性 （2）第二阶段是评价沥青混合料的水稳定性，
1 粗集料应具有足够的强度和耐磨性能
按强度和磨耗率将粗集料（石料）分为四级，参照教材表12-1所示。 根据沥青面层类型及使用条件，选择石料的等级应不低于教材表12-2的 规定。
[工学]道路工程材料-第3章沥青混合料.ppt
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2.1 高温稳定性 定义：
沥青混合料在高温条件下，承受多次重复荷载不产生过 大的累积塑性变形的性质。经长期荷载作用不产生车辙、 波浪等现象的性质。 影响因素：
沥青粘度、沥青与石料相互作用特征、矿料性质。
高温稳定性的意义：高温条件下或长时间承受荷载作用混 合料会产生显著的变形，其中不能恢复的部分成为永久变 形，这种特性是导致沥青路面产生车辙、波浪及拥包等病 害的主要原因。在交通量大，重车比例高和经常变速路段 的沥青路面上，车辙是最严重、最有危害的破坏形式之一。
粗、细骨料及填料 较稀沥青分布其间
密实级配的矿质骨架 沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
胶浆理论：(现代理论) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆－微分散体系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆－细分散体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料－粗分散体系
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
1、悬浮—密实结构 是指矿质集料由大到小组成连续型密级配的混合料结构
（典型的AC型）。 2、骨架—空隙结构 是指矿质集料属于连续型开级配的混合料结构（典型的
AM型和OGFC型）。 3、骨架—密实结构 是指矿质集料具有较多数量的粗集料形成空间骨架，同
沥青混合料—沥青混合料概述(土木工程材料)
蒋经理
王经理
沥青混合料的结构
密实-骨架结构
间断密级配的沥青混合料，既有一定数量的 粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填 充到粗集料之间的空隙中去。特点：密实度、 强度和稳定性都比较好，是较理想的结构类 型。
蒋经理
王经理
1）良好的力学性能： 2）噪声小 3）良好的抗滑性 4）施工效率高，维护方便
沥青混合料的特点
沥青混合料路面存在的缺点：沥青材料易老化，导致沥青混合料路面变脆，产 生裂缝，强度降低，温度稳定性差，产生车辙、波浪、推移等现象。
沥青混合料的分类
公称最大粒径 1.特粗式沥青混合料 2.粗粒式沥青混合料 3.中粒式沥青混合料 4.细粒式沥青混合料 5.砂粒式沥青混合料
学习情境：沥青混合料
沥青混合料概述
沥青混合料的定义
沥青混合料(asphalt mixtures)是以沥青材料为胶结料，级配合格的矿质混合料为 骨架，按设计配合比，在一定温度下经拌和而成的高级路面材料。沥青混合料 经摊铺、碾压成型。即成为各种类型的沥青路面。
沥青混合料的特点
沥青混合料是现代高等级路面的主要材料，之所以能发展成为高等级路面最主 要的材料是由于它具有以下优点：
沥青混合料的分类
3、按照矿质混合料的级配类型进行划分 1）连续密级配沥青混凝土混合料：该类沥青混合料的主要特点是级配采用连续密 级配，空隙率比较低。①密级配沥青混凝土混合料（Dense Asphalt Coarse-Graded Mixes, AC)，可适用于任何面层结构；②密级配沥青稳定碎石混合料（Asphalttreated Permeable Base, ATB)与前者的区别是公称最大粒径较大，通常＞26.5mm， 主要适用于基层；③当公称最大粒径≥37.5mm时，也称为大粒径沥青混合料 （Large-Stone Asphalt Mixes，LSAM）。
土木工程材料分类
土木工程材料分类
土木工程是一门涉及土地开发、建筑结构、道路、桥梁等领域的工程学科，而
土木工程材料则是构建这些工程的重要组成部分。土木工程材料广泛应用于建筑、道路、桥梁、隧道等各个领域，其分类和特性对工程的质量和性能起着至关重要的作用。
一、水泥类材料。
水泥是土木工程中常用的建筑材料之一，主要用于混凝土、砌体和砂浆的制备。根据材料的成分和用途，水泥可以分为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。水泥的品种多样，适用于不同的工程项目，具有良好的抗压强度和耐久性。
二、钢材。
钢材是土木工程中常用的结构材料，主要用于建筑结构、桥梁、管道等领域。
根据不同的成分和性能，钢材可以分为碳素钢、合金钢、不锈钢等。钢材具有高强度、耐腐蚀、可塑性好等特点，是土木工程中不可或缺的材料之一。
三、混凝土。
混凝土是土木工程中常用的建筑材料，主要用于建筑结构、路面、桥梁等领域。根据不同的配合比和用途，混凝土可以分为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土等。混凝土具有良好的抗压强度、耐久性和可塑性，是土木工程中使用最广泛的材料之一。
四、砂、石料。
砂、石料是土木工程中常用的骨料材料，主要用于混凝土、路基、路面等领域。根据颗粒大小和用途，砂、石料可以分为粗骨料、细骨料、中粗砂、中细砂等。砂、石料具有良好的力学性能和稳定性，是土木工程中不可或缺的材料之一。
五、沥青。
沥青是土木工程中常用的道路材料，主要用于路面、停车场、机场跑道等领域。根据不同的粘度和用途，沥青可以分为石油沥青、沥青混合料等。沥青具有良好的粘结性和耐久性，能够有效保护路面结构，提高路面的使用寿命。
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第七章 沥青及沥青混合
第七章 沥青及沥青混合料
7.1 复习笔记
【知识框架】
【重点难点归纳】
沥青是指一种褐色或黑褐色有机胶凝材料，是土木工程建设中不可缺少的材料。主要用于生产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面。
沥青按产源可分为地沥青（如天然沥青、石油沥青）和焦油沥青（如煤沥青、页岩沥青）。常用的主要是石油沥青，也使用少量煤沥青。
它具有良好的力学性能，用作路面具有抗滑性好、噪音小、行车平稳等优点。
石油沥青的组成与结构
石油沥青 石油沥青的技术性质
石油沥青的技术标准及选用 沥青材料 煤焦油简介 橡胶改性沥青
树脂改性沥青
改性石油沥青 橡胶和树脂改性沥青
矿物填充料改性沥青
悬浮密实结构 组成结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 沥青混合料的组成与性质 高温稳定性 低温抗裂性 技术性质 耐久性
抗滑性
施工和易性 沥青材料 粗集料 组成材料的技术要求 细集料
沥青混合料的配合比设计 矿粉
配合比设计 选择矿质混合料配合比例 确定沥青最佳用量
沥青及沥青混合料
一、沥青材料
1．石油沥青
石油沥青是指石油原油经蒸馏等提炼各种轻质油（如汽油、柴油）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。是一种有机胶凝材料，常温下呈固体、半固体或黏性液体，颜色为褐色或黑褐色。
（1）石油沥青组成与结构
①石油沥青的组分
石油沥青是指由高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。一般只从使用角度将沥青划分为若干个组分。其各组分主要特性简述见表7-1。
表7-1 石油沥青的组分
②石油沥青的胶体结构
油分、树脂和地沥青质是石油沥青中三大主要组分。石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。分散相是吸附部分树脂地沥青质，分散介质是溶有树脂油分。石油沥青性质随各组分数量比例不同变化，分述见表7-2。
沥青混合料—沥青混合料技术标准(土木工程材料)
3～5
4～6
2～4
3～5
3～6
2～4
3～6
8
2～4
1.5～4 2～4.5
2～4
相应于以下公称粒径(mm)的最小VMA及VFA
26.5
19.0
16.0
13.2
9.5
矿料间隙率
2
VMA(%)≥
3
4
5
6
10
11
11.5
12
13
11
12
12.5
13
14
12
13
13.5
14
15
13
14
14.5
15
16
14
15
15.5
16
17
其他 等级 道路
来自百度文库行人 道路
50
3～6 3～6
5 2～4.5
2～4 — 3 2～5
4.75
15 16 17 18 19
密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准
注：① 对空隙率大于5%的夏炎热区重载交通路段，施工时应至 少提高压实度1个百分点。 ② 当设计的空隙率不是整数时，由内插确定要求的VMA最小值。 ③ 对改性沥青混合料，马歇尔试验的流值可适当放宽。
学习情境：沥青混合料
学习任务：技术标准
依据规范
JTG F40-2004 《公路沥青路面施工
沥青混合料-土木工程材料【ppt课件】
分散介质－沥青胶结物 分散相－填料
（微分散系）
分散介质－沥青
13:06:00
7.1 沥青混合料的结构
二、沥青混合料组成结构 （1）悬浮－密实结构 C大，φ小。 （2）骨架－空隙结构 C小，φ大 （3）密实－骨架结构 C大，φ大 （图7.1，图7.2）
13:06:00
7.2 沥青混合料的强度及其影响因素
择级配组成的矿质混合料与沥青经拌和而成的均匀混合 料。 目前主要使用的沥青混合料如下： （1）密级配沥青混合料 按密实级配原理设计组成的 各种粒径颗粒的矿料，与沥青结合料拌和而成，设计空 隙率较小（对不同交通及气候情况、层位可作适当调整 ）的密实式沥青混凝土混合料（以AC表示）和密实式沥 青稳定碎石混合料(以ATB表示)。按关键性筛孔通过率的 不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料 嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。
（4）间断级配沥青混合料 矿料级配组成中缺 少1个或几个档次(或用量很少)而形成的沥青混 合料。
13:06:00
第7章 沥青混合料
（5）沥青稳定碎石混合料(简称沥青碎石) 由 矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料。 按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多 少，分为密级配沥青碎石(ATB)，开级配沥青碎 石(OGFC表面层及ATPB基层)、半开级配沥青碎 石(AM) 。
（6）沥青玛蹄脂碎石混合料 由沥青结合料与 少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料( 矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗 集料骨架的间隙，组成一体形成的沥青混合料 ，简称SMA。
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• 单位：0.1mm。 • 常用试验条件：
规定温度：25℃ 标准针质量：100g
贯入时间：5s
• 2Hale Waihona Puke Baidu表示方法：P（25℃，100g，5s）。 • 3）表征意义
沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针 入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。
标号：一般取针入度的平均值。 例如：90号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）
沥青 质
深褐色固体 微粒
1000 ～5000
0.8 ～1.O
5～30
加热不熔化，分解为硬焦炭， 使沥青呈黑色，相对密度 1.100～1.500
（2）四组分分析法
石油沥青的四组分分析法是将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶 质和沥青质。石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如下表：
组分 性状
外观特征
沥青延度测定示意图
• （2）延度的表示方法： D（T，v） 其中，T为试验温度，v为拉伸速度。
• （3）测定延度的意义 沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切
的关系。 研究表明：
• 随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加，
以及饱和蜡和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的延度值相 对降低。
沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。 沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不 适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条件粘度反映沥 青的粘性。
条件粘度
针入度（适应粘稠石油沥青）∆ 液体沥青的粘度（适应液体石油沥青）
（1）针入度
• 1）针入度的定义
• 针入度——在规定温度条 件下，以规定质量的标准 针经过规定的时间贯入沥 青试样的深度，
（1）溶胶结构。地沥青质含量较少，胶团间完全没有 引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形 特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结 构。
（2） 凝胶结构。凝胶结构地沥青质含量很多，胶团间 有引力形成立体网状，地沥青质分散在网格之间， 在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶 结构。
（3）溶一凝胶结构介于溶胶与凝胶之间，并有较多的 树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的 最初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一 定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品
煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经 再加工后得到煤沥青
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品
3.应用: 广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。
土木工程建筑主要应用石油沥青。
6.2 石油沥青
6.2.1 石油沥青的生产工艺概述
6.2.2 石油沥青的组成和结构
• 沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。
4.温度敏感性
（1）软化点 （2）针入度指数
——高温性能指标
（3）脆点
——低温性能指标
（1）软化点
沥青材料是一种非晶质高分子的混合材 料，没有固定的熔点。沥青材料在由固态转变 为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，在工 程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高 而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥 青的温度敏感性。
（1）密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。 单位：kg/m3或 g/cm3。 我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。
（2）相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量 之比。
我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。
2.粘滞性
——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力， 简称为粘性，以绝对粘度表示。
第六章 沥青及沥青混合料
2020年4月2日
1.定义
6.1 概 述
沥青材料——是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和
这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生物所组成的 混合物。
在常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态或液态。
2.分类:
沥青
地沥青
焦油沥青
天然沥青：石油在自然条件下，长时 间经受地球物理因素作用形成的产物
1.化学组分 化学组分分析方法:将沥青分离为化学性质相近，而且与
其工程性质有一定联系的几个组，这些组就称为组分。 我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
（JTJ052-2000）规定有三组分和四组分两种分析法。 （1）三组分分析法
按三组分分析法所得各组分的性状列如下表。
石油沥青三组分分析法的各组分性状
2．石油沥青的胶体结构
油分、树脂和地沥青质是石油沥青的三大组 分，其中油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润 地沥青质，并在地沥青质的超细颗粒表面形成树 脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核 心，周围吸附部分树脂和油分的互溶物而构成胶 团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。根 据沥青中各组分的相对比例不同，胶体结构可分 为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。
性状 组分
外观特征
油分 淡黄透明液体
树脂
红褐色粘稠 半固体
平均 分子量
碳氢比 /原子比
200～700
0.5 ～0.7
800～3000
0.7 ～0.8
含量 /%
45 ～60
15 ～30
物化特征
几乎可溶于大部分有机溶剂， 具有光学活性，常发现有荧 光 ， 相 对 密 度 约 0.910 ～ 0.925
温度敏感性高，溶点低于 100℃，相对密度大于1.000
3.延性
是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变 形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。 • （1）延度的定义 延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规 定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
规定条件为：试验温度有0℃、15℃、25℃三种； 拉伸速度有1 cm/min、5cm/min两种。
平均相对密度 平均分子量
主要化学结构
饱和分
无色液体
0.89
625
烷烃、环烷烃
芳香分 黄色至红色液体
胶质
棕色粘稠液体
沥青质 深棕色至黑色固态
O.99 1.09 1.15
730 970 3400
芳香烃、含S衍生物
多环结构，含S、O、N 衍生物
缩合环结构，含S、O、N 衍生物
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
大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构，具 有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。
石油沥青的胶体结构
胶体结构类型（三种）
a、溶胶型结构
b、溶－凝胶型结构
c、凝胶型结构
6.2.3 石油沥青的技术性质
1.物理常数
√ 2.粘滞性 √ 3.延性 √ 4.温度敏感性
√ 5.耐久性
6.安全性 7.其他性质
1.物理常数