土木工程材料沥青
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土木工程材料- 沥青及沥青混合料
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。
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
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。
• 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
• 2）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）
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
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、碱性及盐类等具有腐蚀性的液体和气体的腐蚀，因此可用于有防腐要求而对外观质量要求较低的表面防腐工程。
对于沥青材料的命名和分类，目前世界各国尚未取得统一的认识。
现就我国通用的命名和分类简述如下：沥青按其在自然界中获得的方式，可分为地沥青和焦油沥青两大类。
土木工程材料 第五章 沥青
沥青的针入度试验
规定的荷载、时间和温度下进行
P针入度
开始时 5秒后 它是沥青材料最为重要的性质。工程上，对于 半固体或固体的石油沥青用针入度指标表示。 针入度越大，表示沥青越软，粘度越小。
针入度仪
塑 性
概念
塑性指石油沥青在外力作用时产生变形而 不破坏，除去外力后，则仍保持变形后的形状的 性质。也反映了沥青的自愈合性能。
第 五 章
沥
青
概 述
沥青：
有机胶凝材料，是高分子碳氢化合物和非金属衍生物的 混合物。
沥青的特点
热塑性材料，加热就软化； 憎水性材料，耐水、不溶于水；
良好的粘结性和粘弹性；
较强的耐腐蚀性。
种类
地沥青：天然沥青，石油沥青
焦油沥青：煤沥青，页岩沥青
第一节
石油沥青
一、石油沥青
2. 树脂改性沥青 沥青中掺入树脂（聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、酚醛树脂等）。 性能改善：提高耐寒性、耐热性，改善粘结性和不透水性
3.橡胶和树脂改性沥青 沥青中同时掺入橡胶和树脂。 性能改善：可使同时具有橡胶与树脂的特性。
4. 矿物填充料改性沥青 沥青中掺入磨细矿物（滑石粉、石灰粉、云母粉、硅藻土 等）。
除上述性能要求外，还有溶解度，闪点和燃点。
老化后沥青的针入度
针入度比＝
老化前沥青的针入度
蒸发试验
烘箱外观
二 石油沥青的标准，选用及掺配
1、国家标准的分类 现行国家标准将石油沥青分为： 建筑石油沥青 道路石油沥青 防水防潮石油沥青 普通石油沥青
除防水防潮石油沥青，石油沥青均按针入度划分牌号。
如：建筑石油沥青分10号、30号两个牌号 道路石油沥青分7个牌号 普通石油沥青分3个牌号
土木工程材料5 沥青
石油沥青的老化与改性
土木工程中使用的沥青要求：
在低温下应有弹性和塑性； 在高温下要有足够的强度和稳定性； 在加工和使用中具有抗老化能力； 与矿物和结构表面有较强的粘附力； 以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。
沥青材料本身难以满足这些性能要求，需用其他 材料改性。
石油沥青的老化与改性
石油沥青的技术标准
道路石油沥青技术要求.doc
Superpave
Superior Performance Asphalt Pavements
传统的经验规范转变成性能规范
1987年美国公路战略研究计划（SHRP）进行 一项为期五年耗资5000万美元的沥青课题研究， 旨在制定一个新的沥青和沥青混合料规范、试 验和设计方法。SHRP沥青课题的最终研究成 果称为Superpave，而用Superpave方法设计 的沥青混合料也可以叫做Superpave混合料。
问题？
石油沥青的组成与结构
组分
将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性能有 一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分” 三组分分析法
油分、树脂、沥青质 饱和分、芳香分、胶质、沥青质
四组分分析法
石油沥青的组成与结构
石油沥青三组分分析法的各组分性状
性状 组分 外观特征 平均 分子量 碳氢比 含量 （％） 物化特征 几乎溶于大部分有机溶剂， 焦油光学活性，常发现有荧 光，比重约0.7~1.0 温度敏感性高，熔点低于 100℃，比重大于1.0~1.1 加热不熔化而碳化，比重 1.1～1.5
SHRP 沥青项目研究成果
沥青胶结料 混合料体积设计 混合料分析和性能预测
土木工程材料(沥青)
土木工程材料
第 十 章
沥 青 与沥青混合料
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、 硫）等衍生物组成的极其复杂的混合物。
沥青是一种有机胶凝材料，具有良好的粘性、塑 性、耐腐蚀性和憎水性，主要用做防潮、防水、防 腐蚀材料，用于屋面、地下防水工程及其它防水工 程和防腐工程，大量用于道路工程。
分类：
石油沥青胶体结构的类型示意图：
a. 溶胶型
b. 溶胶凝胶型
c. 凝胶型
10.1.2 石油沥青的技术性质
10.1.2.1 粘滞性（粘性）
划分沥青牌号的主要技术指标。 反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。反 映沥青软硬、稀稠程度。 液体石油沥青的粘滞性用粘滞度（标准粘度）指标 表示，表征液体沥青在流动时的内部阻力； 半固体或固体石油沥青的粘滞性用针入度指标表示， 反映石油沥青抵抗剪切变形能力。针入度越大，沥 青越软，粘度越小。 地沥青质含量高，有适量树脂和较少油分时粘滞性 大。温度升高，粘性降低。
10.1.5.4 聚合物改性 聚合物（橡胶和树脂）与石油沥青相溶可赋予石油 沥青某些橡胶特性，从而改善石油沥青的性能。 聚合物掺量达一定的限度形成聚合物网络结构，将 沥青胶团包裹。 （1）SBS改性沥青（丁苯橡胶的一种） 热塑性弹性体，具有橡胶和塑料的优点。主 要用作改性沥青防水卷材。 （2）APP改性沥青（聚丙烯的一种） 与石油沥青相比，软化点高，延度大，冷脆 点降低，粘度增大，具有优异的耐热性和抗 老化性。尤适用于气温较高的地区，主要用 于制造防水卷材。
防水防潮石油沥青温度稳定性较好，适用于 寒冷地区防水防潮工程。
普通石油沥青含蜡量较大，温度敏感性大， 粘度较小，塑性较差，不宜在建筑工程上直 接使用。可用于参配或在改性处理后使用。
第 十 章
沥 青 与沥青混合料
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属（氧、氮、 硫）等衍生物组成的极其复杂的混合物。
沥青是一种有机胶凝材料，具有良好的粘性、塑 性、耐腐蚀性和憎水性，主要用做防潮、防水、防 腐蚀材料，用于屋面、地下防水工程及其它防水工 程和防腐工程，大量用于道路工程。
分类：
石油沥青胶体结构的类型示意图：
a. 溶胶型
b. 溶胶凝胶型
c. 凝胶型
10.1.2 石油沥青的技术性质
10.1.2.1 粘滞性（粘性）
划分沥青牌号的主要技术指标。 反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。反 映沥青软硬、稀稠程度。 液体石油沥青的粘滞性用粘滞度（标准粘度）指标 表示，表征液体沥青在流动时的内部阻力； 半固体或固体石油沥青的粘滞性用针入度指标表示， 反映石油沥青抵抗剪切变形能力。针入度越大，沥 青越软，粘度越小。 地沥青质含量高，有适量树脂和较少油分时粘滞性 大。温度升高，粘性降低。
10.1.5.4 聚合物改性 聚合物（橡胶和树脂）与石油沥青相溶可赋予石油 沥青某些橡胶特性，从而改善石油沥青的性能。 聚合物掺量达一定的限度形成聚合物网络结构，将 沥青胶团包裹。 （1）SBS改性沥青（丁苯橡胶的一种） 热塑性弹性体，具有橡胶和塑料的优点。主 要用作改性沥青防水卷材。 （2）APP改性沥青（聚丙烯的一种） 与石油沥青相比，软化点高，延度大，冷脆 点降低，粘度增大，具有优异的耐热性和抗 老化性。尤适用于气温较高的地区，主要用 于制造防水卷材。
防水防潮石油沥青温度稳定性较好，适用于 寒冷地区防水防潮工程。
普通石油沥青含蜡量较大，温度敏感性大， 粘度较小，塑性较差，不宜在建筑工程上直 接使用。可用于参配或在改性处理后使用。
安徽建筑大学土木工程材料课件第8章沥青
根据蒸馏程度的不同，煤沥青可分为低 温煤沥青、中温煤沥青和高温煤沥青，建 筑上多用低温煤沥青。
共五十六页
与石油沥青相比，煤沥青具有如下特点：
煤沥青密度大，温度敏感性大、塑性及大气稳定性 较差，与矿物质材料粘结力强，有毒、有臭味，但防腐 能力强。
煤沥青一般用于地下(dìxià)防水工程、防腐工程及道路
工处理而得，其性质介于(jiè yú)石油沥 青和煤沥青之间。 目前工程中常用的是石油沥青和煤沥青，以及经 高分子材料改性的改性沥青。
共五十六页
一、石油(shíyóu)沥青
1.石油沥青(lìqīng)的组分 （1）油分 这是油状液体，是沥青中分子量
最小和密度最小的组分，密度介于0.7～ 1.0g/cm3之间。
（1）粘滞性（粘性）：
这是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的能力。
液态石油沥青的粘滞性用粘滞(zhān zhì)度表示；半固
体或固体沥青的粘性用针入度表示。 粘滞度和针入度是划分沥青牌号的主要指标。
共五十六页
粘滞(zhān zhì)度是液体沥青在规定温度 （20、25、30或60℃）、经规定直径（3、 5或10mm）的孔口流出50ml所需的秒数， 常用符号“C dtT”表示。d为流孔直径，t 为试样温度，T为流出50ml沥青的时间。粘 滞度大时，沥青的稠度大，粘性高。
❖ 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(róngjiě)，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。
共五十六页
与石油沥青相比，煤沥青具有如下特点：
煤沥青密度大，温度敏感性大、塑性及大气稳定性 较差，与矿物质材料粘结力强，有毒、有臭味，但防腐 能力强。
煤沥青一般用于地下(dìxià)防水工程、防腐工程及道路
工处理而得，其性质介于(jiè yú)石油沥 青和煤沥青之间。 目前工程中常用的是石油沥青和煤沥青，以及经 高分子材料改性的改性沥青。
共五十六页
一、石油(shíyóu)沥青
1.石油沥青(lìqīng)的组分 （1）油分 这是油状液体，是沥青中分子量
最小和密度最小的组分，密度介于0.7～ 1.0g/cm3之间。
（1）粘滞性（粘性）：
这是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的能力。
液态石油沥青的粘滞性用粘滞(zhān zhì)度表示；半固
体或固体沥青的粘性用针入度表示。 粘滞度和针入度是划分沥青牌号的主要指标。
共五十六页
粘滞(zhān zhì)度是液体沥青在规定温度 （20、25、30或60℃）、经规定直径（3、 5或10mm）的孔口流出50ml所需的秒数， 常用符号“C dtT”表示。d为流孔直径，t 为试样温度，T为流出50ml沥青的时间。粘 滞度大时，沥青的稠度大，粘性高。
❖ 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(róngjiě)，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。
土木工程材料第十章-沥青与沥青混合料
四、石油沥青的选用
➢选用：根据工程性质及当地气候条件，所处环境来选用不 同牌号的沥青（或两个牌号混合使用）。
道路石油沥青 ➢分类： 建筑石油沥青
普通石油沥青
屋面用沥青：软化点一般应比当地屋面可能达到的最高 温度高出20～25℃，亦即比当地最高温度高出50℃左右。
接缝用沥青：考虑针入度和延度，可选用60号、100号 沥青。地区气温越低，选用标号越大的沥青。
a 悬浮密实结构 b 骨架空隙结构 c 骨架密实结构
沥青混合料的类型和特点
类型
示意图
密实悬浮型
a
特点 VV中、Φ小
混合料 名称
连续型密级配
骨架空隙型
b C小、VV大、Φ中 间断型开级配
骨架密实型
c C大、VV小、Φ大 间断型密级配
注：VV－试件空隙率 Φ－内摩阻角 C-粘聚力
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2.沥青混合料的强度理论
b.矿料颗粒间的联结形式
矿粉对涂敷于周围的沥青 分子有吸附作用，使沥青 在矿粉表面产生化学组分 的重排，形成一层扩散结 构膜，
膜内—结构沥青 膜外—自由沥青 ☞结构沥青的粘聚力大于自 由沥青
c.矿料比面（单位质量矿料的表面积）影响: 沥青用量一定，矿料比面↑→结构沥青多→C↑
三、沥青混合料的技术性质
➢《建筑石油沥青》（GB/T 494-1998）：用于建筑屋面和地下 防水的胶结料，也可用于制造涂料、油毡和防腐材料。按针入 度分为10号、30号和40号三个牌号；
➢《防水防潮石油沥青》（SH/T 0002-1990）：用于油毡的涂覆 材料及建筑屋面和地下防水的胶结料。按针入度指数分为3号、 4号、5号和6号四个牌号；
T MS FL
动稳定度(车辙)试验
【土木建筑】第10章沥青材料
❖
粘稠石油沥青的针入度是在规定温度
（25℃）条件下，以规定质量（100ｇ）的
标准针，在规定时间（５s）内贯入试样中
的深度来表示，单位以1/10mm计。针入度反 映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度 值越小，表明粘度越大。
❖ 2．塑性
❖ 塑性指石油沥青在外力作用下产生变形 而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的 形状的性质。石油沥青的塑性用延度表示。
建筑材料
第十章 沥青材料
❖ 3．地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色 至黑色固态无定形物质（固体粉末），不溶于 酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳， 染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶 解。
❖ 另外，石油沥青中还含２～３％的沥青碳 和似碳物，是石油沥青中分子量最大的。它降 低石油沥青的粘结力。
❖ 采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂盖层的纸胎 防水卷材叫油纸，当再用高软化点沥青涂盖油纸的两 面，并撒布隔离材料后，则称为油毡。按原纸1m2的 质量克数，油毡分为200、350和500三种标号，油纸 分为200和350两种标号。
❖ (二） 新型有胎沥青防水卷材
❖ 新型有胎沥青防水卷材主要有麻布油毡、石棉 布油毡、玻璃纤维布油毡、合成纤维布油毡等。 SBS改性沥青柔性油毡是近年来生产的一种弹 性体沥青防水卷材，它的耐撕裂强度比玻璃纤 维胎油毡大15～17倍，耐刺穿性大15～19倍， 可用氯丁粘合剂进行冷粘贴施工，也可用汽油 喷灯进行热熔施工，是目前性能最佳的油毡之 一。
❖ 第二节 沥青基防水材料
❖ 一、 沥青防水卷材
❖ 凡用原纸或玻璃布、石棉布、棉麻织品等胎料浸渍石 油沥青（或焦油沥青）制成的卷状材料，称为浸渍卷 材（有胎卷材）。将石棉、橡胶粉等掺入沥青材料中， 经碾压制成的卷状材料称为辊压卷材（无胎卷材）。 这两种卷材通称沥青防水卷材。
土木工程材料——沥青
I. 屋面防土水木：工软程化选点用高石于油环沥境青气的温原2则5~30℃，并 1.包括考工虑程坡特度点；、使用部位; 2.环II.境不条受件高要温求作; 用部位选较大牌号沥青 3.满III足. 普主通要石性油能沥要青求不的宜前单提独下使，用尽量选用较大牌号 的石油沥青;
中南大学土木建筑学院
第一节 石油沥青与煤沥青
1. 石油沥青 ① 标准、选用与掺配 a. 掺配
I. 计算方法：插值法
P1=（T-T2）/（T1-T2）×100%； P2=100-P1
II. 根据计算结果上下波动5%~10%,通过试验绘 制曲线；
III. 根据曲线确定实际掺配比例
中南大学土木建筑学院
第一节 石油沥青与煤沥青
1. 煤沥青
① 性能特点
中南大学土木建筑学院
第二节 沥青混合料
1. 分类
我①国目按前最主大要粒按径矿分料类的公称最大粒径区分沥青混 合料a. 粗粒式沥青混合料 沥青b混. 凝中土粒混式合沥青料混：合A料C（方孔筛）/LH（圆孔筛） +公称c. 最细大粒粒式径沥青混合料
d. 砂粒式沥青混合料
沥青碎石混合料：AM（方孔筛）/LS（圆孔筛） +公称最大粒径
1. 分类
① 按矿质混合料级配类型
a. 连续级配沥青混合料 b. 间断级配沥青混合料
③ 按混合料密实度分类
a. 密级配沥青混凝土混合料
I. Ⅰ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率3％～6％； II. Ⅱ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率4％～10％；
b. 开级配沥青混凝土混合料 剩余空隙率大于15％ c. 半开级配沥青混合料：剩余空隙率10％～15％
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第二节 沥青混合料
1. 改性沥青
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第一节 石油沥青与煤沥青
1. 石油沥青 ① 标准、选用与掺配 a. 掺配
I. 计算方法：插值法
P1=（T-T2）/（T1-T2）×100%； P2=100-P1
II. 根据计算结果上下波动5%~10%,通过试验绘 制曲线；
III. 根据曲线确定实际掺配比例
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第一节 石油沥青与煤沥青
1. 煤沥青
① 性能特点
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第二节 沥青混合料
1. 分类
我①国目按前最主大要粒按径矿分料类的公称最大粒径区分沥青混 合料a. 粗粒式沥青混合料 沥青b混. 凝中土粒混式合沥青料混：合A料C（方孔筛）/LH（圆孔筛） +公称c. 最细大粒粒式径沥青混合料
d. 砂粒式沥青混合料
沥青碎石混合料：AM（方孔筛）/LS（圆孔筛） +公称最大粒径
1. 分类
① 按矿质混合料级配类型
a. 连续级配沥青混合料 b. 间断级配沥青混合料
③ 按混合料密实度分类
a. 密级配沥青混凝土混合料
I. Ⅰ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率3％～6％； II. Ⅱ型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率4％～10％；
b. 开级配沥青混凝土混合料 剩余空隙率大于15％ c. 半开级配沥青混合料：剩余空隙率10％～15％
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第二节 沥青混合料
1. 改性沥青
沥青—沥青分类及应用(土木工程材料)
沥青基本知识
地沥青 asphalt
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。
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品 。
焦油沥青 tar
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 (shale tar)
沥青基本知识
西印度群岛特应用
1.沥青基本知识
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。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。
沥青基本知识
特立尼达湖沥青是世界上最大的可作 为商业用途的天然沥青矿。据说该矿 最早是在1595年三月由沃尔特·罗利 爵士（Sir Walter Raleigh）发现的。 1617年他再次考察该湖时，在日记中 首次记录了对该湖的描述。他不叫其 为“湖”而称其为“平原”。他加以 解释说：“整个地区遍地都是沥青， 四处横溢，流向大海。”
土木工程材料沥青
Ｔ1、Ｔ2—— 较软、较硬石油沥青软化点，℃。
三、石油沥青的应用及其掺配方法
２、石油沥青的掺配
【具体方法】以估算的掺配比例和其邻近的比例(５％－10％)进行试配，测定掺配后沥青的软化点， 然后绘制“掺配比——软化点”关系曲线，即可从曲水，需用软化点为75℃的石油沥青，但该单位营房部门仅有软化点 为95℃和25℃的两种石油沥青，问应如何掺配使用？
见教材Ｐ９４表９－２
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
建筑石油沥青的选用 请比较下列A、B两种建筑石油沥青的针入度、延度及软化点测定值。若于南方夏季炎热地区屋面 选用何种沥青较合适。
编号
A B
针入度/0.01mm (25℃，100g，5s)
30 22
延度/cm (25℃，5cm/min)
5 2.5
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
４、大气稳定性
指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。 在大气因素的综合作用下，沥青中低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分→树脂→地 沥青质，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。这个过程称为石油沥青的“老 化”。 沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率和蒸发后针入度比来评定。
道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌 合料或沥青砂浆等使用。
建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青 胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应 注意防止过分软化。
深褐色至黑色无定形固体粉末。密度大于1g／cm3。含量为 10～30%。决定沥青温度敏感性、粘性。
土木工程材料 第九章 沥青材料
多环结构， 含S、O、N衍生物
缩合环结构， 含S、O、N衍生物
16
9.1.1.1石油沥青的结构
根据油份、树脂、地沥青质相对含量的多少划分为: 溶胶结构：油份、树脂含量较高，地沥青质含量 较少，胶团膜厚 溶凝结构： 介于两者之间 凝胶结构：油份、树脂含量较少，地沥青质含量 较多，胶团膜薄
17
9. 1. 2.石油沥青的技术性质
溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯） 不小于 /%
蒸发损失 试验 （163℃、 5h）
质量损失 不大于 /%
针入度比 不小于 /%
闪点（COC） 不小于 /℃
10～25 1.5 95
30号 26～35
2.5 75 99.5 1 65 230
40号 36～50
3.5 60
39
9.1.4. 石油沥青的选用
石油沥青类型
（按用途分）
36
• 石油沥青的牌号 • 主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。不同品种沥青的
技术标准列于表(9.2)。
• 牌号↗（即针入度↗），粘性↘ ； • 塑性越好(即延度↗)； • 温度敏感性越大(即软化点越低)。
•延度值愈大(塑性愈大)，软化点愈低(温度敏感性愈大)。 37
• 解：软化点为49℃的石油沥青掺配比例不大于
•
即30t石油沥青中应掺入不大于30×36.7％＝11.0t的
软化点为49℃的石油沥青
软化点为98℃的石油沥青掺入不少于30－11.0=19t。
50
9.1.5.2. 氧化改性
• 氧化也称吹制，是在250一300℃高温下向残留沥青或渣油吹入空气，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。
缩合环结构， 含S、O、N衍生物
16
9.1.1.1石油沥青的结构
根据油份、树脂、地沥青质相对含量的多少划分为: 溶胶结构：油份、树脂含量较高，地沥青质含量 较少，胶团膜厚 溶凝结构： 介于两者之间 凝胶结构：油份、树脂含量较少，地沥青质含量 较多，胶团膜薄
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9. 1. 2.石油沥青的技术性质
溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯） 不小于 /%
蒸发损失 试验 （163℃、 5h）
质量损失 不大于 /%
针入度比 不小于 /%
闪点（COC） 不小于 /℃
10～25 1.5 95
30号 26～35
2.5 75 99.5 1 65 230
40号 36～50
3.5 60
39
9.1.4. 石油沥青的选用
石油沥青类型
（按用途分）
36
• 石油沥青的牌号 • 主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。不同品种沥青的
技术标准列于表(9.2)。
• 牌号↗（即针入度↗），粘性↘ ； • 塑性越好(即延度↗)； • 温度敏感性越大(即软化点越低)。
•延度值愈大(塑性愈大)，软化点愈低(温度敏感性愈大)。 37
• 解：软化点为49℃的石油沥青掺配比例不大于
•
即30t石油沥青中应掺入不大于30×36.7％＝11.0t的
软化点为49℃的石油沥青
软化点为98℃的石油沥青掺入不少于30－11.0=19t。
50
9.1.5.2. 氧化改性
• 氧化也称吹制，是在250一300℃高温下向残留沥青或渣油吹入空气，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。
土木建筑建筑材料讲稿第7章沥青
针入度（25℃， 201~ 100ｇ）0.1mm 300
161~ 200
121~ 160
81~ 120
81~ 120
41~80 41~80
延度（25℃），
—
100
100
80
60
60
40
cm，不小于
软化点（环球 30~45
法 ）℃ ，不小 于
35~45
38~48
42~52
42~52
45~55
45~55
从表10-1、10-2、10-3可以看出，道路石油 沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青都是按 针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油 沥青材料中，牌号愈小，沥青愈硬；牌号愈 大，沥青愈软。同时随着牌号增加，沥青的 粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度 增大），而温度敏感性增大（软化点降低）
表 7-1 重交通道路石油沥青的技术要求（GB50092-1996）
（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。
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。
1.3 石油沥青的技术性质
（1）粘滞性
溶解度 （三氯 乙烯）%不小于
蒸发损失（163 ℃，5ｈ）%，
不大于
蒸发后针入度 比，%，不小于
99.0 1 50
99.0 1 60
99.0 1 60
99.0 1 65
99.0 1 65
99.0 1 70
99.0 1 70
表 7-3 建筑石油沥青与普通石油沥青的技术指标要求
牌号Leabharlann 建筑石油沥青普通石油沥青
土木工程材料PPT课件 第9章 沥青材料
土木工程系
26
第九章
沥青材料
（2）针入度指数（Penetration Index，简称PI）
1）意义 沥青针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要指标， 既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。 2）公式 PI是P.Ph.普费（Pfeifer）和F.M.范· 杜尔马尔（Van Doormaal）等提出的一种评价沥青感温性的指标。
温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，
此时的温度即为沥青的脆点。
土木工程系
31
第九章
沥青材料
前面述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。 表征这三项性质的三大指标为： 针入度、延度、软化点 是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。
土木工程系
32
第九章
沥青材料
5）抗老化性（耐久性）
沥青15℃密度与25℃相对密度之间的换算公式：
沥青与水的相对密度(25/25℃)= 沥青的密度(15℃)×0.996 沥青混合料配合比设计要求使用25℃的相对密度。
土木工.试验目：①供沥青贮存时体积与质量换算用； ②用以计算配合比。 2.主要试验仪具 比重瓶：玻璃制，瓶塞中间有一个垂直孔，
简称为粘性，以绝对粘度表示。
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。 针入度（适应粘稠石油沥青）▲ 条件粘度 粘度（适应液体石油沥青）
土木工程系
14
第九章
沥青材料
（1）针入度
1）针入度的定义
树脂
红褐色粘稠 半固体
800～3000
0.7 ～0.8
15 ～30
08沥青材料_土木工程材料
蒸发损失试验箱
8 沥青材料 – 8.1 沥青
石油沥青的技术性质
溶解度
溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。用以限制有害的不溶物 （如沥青碳或似碳物）的含量。不溶物会降低沥青的黏结性。
闪点
闪点是指加热沥青产生的气体和空气的混合物，在 规定的条件下与火焰接触，初次产生蓝色闪光时的 沥青温度。闪点的高低，关系到运输、贮存和加热 使用等方面的安全。
Q1=(T2-T)/(T2-T1)
Q2=100-Q1 式中 Q1为较软沥青用量，%；
Q2为较硬沥青用量，%； T1为较软沥青软化点，℃； T2为较硬沥青软化点，℃； T为要求配置沥青的软化点，℃。
8 沥青材料 – 8.1 沥青
石油沥青的改性
沥青改性
建筑上使用的沥青要求具有一定的性能，通常石油加工 厂的沥青不一定能够满足这些要求，因此利用矿物填料 、橡胶和树脂等来改善沥青的性能。
矿物填充料改性沥青 提高沥青的粘性和耐热性，主要用于生产沥青胶
树脂改性沥青 橡胶改性沥青
改善沥青的耐旱性、耐热性、粘结性，用于生产卷材、
密封材料、防水涂料
改性沥青设备
使沥青兼具有橡胶的优点
8 沥青材料 – 8.1 沥青
游离碳（自由碳）
增加沥青的粘滞性、提高热稳定性
树脂
硬树脂：粘滞性；软树脂：塑性
油分
自粘聚合物改性沥青防水卷材
将改性沥青防水卷材的下表面复合一定厚度的黏结料（如丁基橡胶）和防粘隔离层制成， 具有一定的自粘功能。
8 沥青材料 – 8.2 沥青防水材料 沥青基防水涂料
沥青防水涂料
沥青基防水涂料是指以沥青为成膜物质的防水涂料， 有溶剂型和水乳型两大类。 溶剂型沥青基防水涂料由沥青、 溶剂、 改性材料、 辅助材料所组成。（环境污染和火灾） 水乳型沥青基防水涂料是以石油沥青、 水、 乳化剂、 辅助材料等经乳化而制成的。 常用 品种有乳化沥青防水涂料、 石灰音乳化沥青防水涂料等。 （着力发展） 优点：价格低，生产工艺简单，使用方便
土木工程材料第7章沥青及沥青混合料
1. 沥青或冷底子油用作防水材料的不足
需要加热熔化及大量的汽油、煤油或其他 有机溶剂稀释，而这些有机溶剂是较为贵重的 材料，在沥青溶液中只起稀释作用，使用后全 部挥发掉，很不经济。
2. 乳化沥青及其作用
乳化沥青又称为沥青膏, 是以50～60%的低软 化点沥青为基本材料, 以40～50%的水为稀释剂, 在乳化剂（掺量约为1％～3％）的作用下, 以强烈 的机械搅拌将沥青以细颗粒状态均匀而稳定地分 散在水溶液中，形成乳胶型的稳定分散体系，即 为乳化沥青。乳化沥青用于涂刷基层表面，等水 分蒸发后，沥青颗粒即形成一层薄膜, 起到防水作 用。
(三)石油沥青的技术标准
我国石油沥青产品主要分为（三类） l 道路沥青类； l 建筑沥青类； l 普通沥青。 是土建及水利工程中应用的主要沥青产品。 三类石油沥青都是按针人度指标来划分标号的， 每个标号还应保证相应的延度和软化点。
针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥 青牌号的主要依据, 常被称为沥青的三大技术指标.
(a) 油分：赋予沥青以流动性，降低沥青粘度与软 化点，含量 适当还能增大沥青粘度。含量过大时温 度稳定性差。
(b) 树脂（沥青脂胶）：树脂使石油沥青具有良 好的塑性和 粘性。
(c) 沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和 粘性的重要组 成。其含量愈高，则软化点愈高，粘 性愈大，愈硬脆。
2. 石油沥青的胶体结构
煤沥青与石油沥青相比，其性质具有以下特点：
(1) 温度稳定性较差：温度敏感性较大，夏天易软化 流淌，冬 天易脆裂。
(2) 塑性较差：煤沥青由于含有较多的游离碳，塑性 降低，易 因变形而开裂。
(3) 大气稳定性差：在热、阳光、氧气等长期综合作 用下，其 组分容易变化，故易老化而硬脆。
需要加热熔化及大量的汽油、煤油或其他 有机溶剂稀释，而这些有机溶剂是较为贵重的 材料，在沥青溶液中只起稀释作用，使用后全 部挥发掉，很不经济。
2. 乳化沥青及其作用
乳化沥青又称为沥青膏, 是以50～60%的低软 化点沥青为基本材料, 以40～50%的水为稀释剂, 在乳化剂（掺量约为1％～3％）的作用下, 以强烈 的机械搅拌将沥青以细颗粒状态均匀而稳定地分 散在水溶液中，形成乳胶型的稳定分散体系，即 为乳化沥青。乳化沥青用于涂刷基层表面，等水 分蒸发后，沥青颗粒即形成一层薄膜, 起到防水作 用。
(三)石油沥青的技术标准
我国石油沥青产品主要分为（三类） l 道路沥青类； l 建筑沥青类； l 普通沥青。 是土建及水利工程中应用的主要沥青产品。 三类石油沥青都是按针人度指标来划分标号的， 每个标号还应保证相应的延度和软化点。
针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥 青牌号的主要依据, 常被称为沥青的三大技术指标.
(a) 油分：赋予沥青以流动性，降低沥青粘度与软 化点，含量 适当还能增大沥青粘度。含量过大时温 度稳定性差。
(b) 树脂（沥青脂胶）：树脂使石油沥青具有良 好的塑性和 粘性。
(c) 沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和 粘性的重要组 成。其含量愈高，则软化点愈高，粘 性愈大，愈硬脆。
2. 石油沥青的胶体结构
煤沥青与石油沥青相比，其性质具有以下特点：
(1) 温度稳定性较差：温度敏感性较大，夏天易软化 流淌，冬 天易脆裂。
(2) 塑性较差：煤沥青由于含有较多的游离碳，塑性 降低，易 因变形而开裂。
(3) 大气稳定性差：在热、阳光、氧气等长期综合作 用下，其 组分容易变化，故易老化而硬脆。
土木工程材料——11-沥青与沥青混合料-1
100%
Kp越大，热稳定性越好。
1蒸1.1发石试油验沥青
烘箱外观
11.1 石油沥青
4）耐久性
2.薄膜加热试验
50g沥青，盛于内径140mm，深9.5mm的不锈钢浅盘中， 沥青3.2mm厚的薄膜,163℃ 5h 冷却测质量损失，针入度 比、延度。
3.旋转薄膜加热实验
35g沥青，盛于内径64mm，深140mm的玻璃瓶中,至于 163℃ 旋转烘箱中（15转/min），以4000ml/min的速度 向瓶中吹入热空气；75min 冷却测质量损失，针入度比、 延度。
建筑石油沥青 GB/T494
➢ 10～25 －10号 ➢ 26～35 －30号 ➢ 36～50 －40号
11.1 石油沥青
道路石油沥青(JTGF 40-2004) ➢ P=20～40 －30号 ➢ P=40～60 －50号 ➢ P=60～80 －70号 ➢ P=80～100 －90号 ➢ P=100～120 －110号 ➢ P=120～140 －130号 ➢ P=140～200 －160号
第11章 沥青
分类：
形成机理不同：
地沥青
沥青
焦油沥青
天然沥青 石油沥青 煤焦油沥青
建筑石油沥青 道路石油沥青
木焦油沥青 页岩焦油沥青
§11.1 石油沥青
1、石油沥青的生产
原油
提炼
汽煤 油油
柴机 油油
沥青
§11.1 石油沥青
2、石油沥青的组成
沥青成分极为复杂。 三组分法
➢油分：淡黄色至红褐色的油状物。 作用--赋予沥青以流动性。
我国的现行标准采用四分法----SARA法
注：沥青中含有2－4%的腊。
11.1 石油沥青
土木工程材料课件10沥青
三、煤沥青的技术性质及其技术要求 1
煤沥青的技术性质
① 煤沥青的温度稳定性较低 ② 煤沥青与矿质集料的黏附性较好 ③ 煤沥青的气候稳定性较差 ④ 煤沥青含对人体有害的成分较多，臭味较重。
2
煤沥青的技术指标
① 黏度 ② 蒸馏试验馏出量及残渣性质 ③ 煤沥青焦油酸含量 ④ 含萘量 ⑤ 甲苯不溶物 ⑥ 水分
3
石油沥青的掺配
在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏，应选用表面张力 相近和化学性质相似的沥青。 两种沥青掺配的比例可用下式估算：
较软沥青用量 （%）
Q1 T2 T 100% T2 T1
掺配后的沥青 软化点（℃）
较硬沥青软化点（℃）
较软沥青软化点（℃）
Q2=100—Q1
较硬沥青用量 （%）
四、石油沥青技术标准及选用 1
道路石油沥青
分类：重交通道路石油沥青、中交通道路石油沥青、轻交通道路石油沥青 标号：重交通道路石油沥青： AH—50、AH—70、AH—90、AH—110、 AH—130 轻交通道路石油沥青：200、18、140、100、60
2
建筑石油沥青
建筑石油沥青主要用于屋面及地下防水、沟槽防水和防腐工程。其技术要 求应符ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国家标准《建筑石油沥青》（GB/T 494—2010）的规定。 应用： (1) 高温地区及受日晒部位：应选用牌号较高的沥青 (2) 对寒冷地区，宜选用中等牌号的沥青 (3) 对不受大气影响的部位，地下防水用沥青时,要求良好的塑性和 足够的黏性。
2
塑性
塑性是指沥青受到外力作用时，产生破坏而不破坏，当撤销外力时，仍 保持变形后形状的性质。 测定方法：沥青塑性的大小用延度表示，测定 方法如右图所示。 作用：沥青的塑性对冲击振动荷载有一定吸 收能力，并能减少摩擦时的噪声，故沥青除用于 制造防水材料外也是一种优良的路面材料。
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深褐色至黑色无定形固体粉末。密度 大于1g／cm3。含量为10～30%。决定 沥青温度敏感性、粘性。
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
溶胶结构
溶－凝胶结构
沥青的结构
凝胶结构
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
从图中可见，随黑色沥青质含量增加，沥青的胶体结 构从溶胶结构变为溶-凝胶结构，再变为凝胶结构。
性能对比： ①具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大，
温度稳定性较差。 ②具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，
沥青路面的裂缝
一、沥青的分类及组分、结构
沥青的结构与沥青路面开裂
该单位所用沥青属凝胶型结构， 其沥青质含量高，沥青质未能被胶质 很好地胶溶分散，胶团连结，形成三 维网状结构。此类沥青的特点是弹性 和粘性较好，温度敏感性小，但流动 性，塑性较差，开裂后自行愈合的能 力较差，低温变形能力差。故特别易 于冬天形成较多裂缝。
一、沥青的分类及组分、结构； 二、石油沥青的主要技术性质及测试方法； 三、石油沥青的应用及其掺配方法； 四、改性石油沥青及煤沥青； 五、沥青制品及其使用方法；
课程要求
一、了解沥青的分类、改性沥青及煤沥青； 二、熟悉沥青制品及其使用方法； 三、掌握沥青的主要技术性质及掺配方法。
授课方法
重点
一、沥青的分类及组分、结构
针入度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 针入度测定：
在规定温度25℃条件下，以规定质量100ｇ的标准针，在 规定时间５s内贯入试样中的深度来表示（ 以0.1mm为1度） 。
针入度测定动画演示
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ２、塑 性
指石油沥青在外力作用下，所能承受的塑性变形的总能力， 通常是用延度作为条件指标来表征。延度值愈大，表示沥青塑 性越好。
延度测定:
把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延 度仪内25℃水中，以 5cm／min的速度拉伸， 用拉断时的伸长度来表 示，单位为cm。
延度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ２、塑 性
指石油沥青在外力作用下，所能承受的塑性变形的总能力， 通常是用延度作为条件指标来表征。延度值愈大，表示沥青塑 性越好。
延度测定:
把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延 度仪内25℃水中，以 5cm／min的速度拉伸， 用拉断时的伸长度来表 示，单位为cm。
延度测定动画演示
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ３、温度敏感性
指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能，用 软化点衡量，是沥青的重要指标之一。
软化点是指沥青由固态转变为
从图中可见，随黑色沥青质含量增加，沥青的胶体结 构从溶胶结构变为溶-凝胶结构，再变为凝胶结构。
溶胶结构
地沥青质含量少，胶团间无引力，运动自由。 粘性小、流动性大、塑性好，稳定性较差。
溶－凝胶结构 介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂。
地沥青质含量多，胶团间有引力，成立体网状， 凝 胶 结 构 弹性和粘性较高，稳定性较好，塑性较差。
土木工程材料
第 十 章 沥 青
沥青---高分子碳氢化合物及其非金属 （氧、氮、碳等）衍生物组成的混合 物。常温下呈固态、半固态或液态。 颜色呈黑色或黑褐色。具有良好的粘 性、塑性、耐腐蚀性及憎水性。工程 上常用于防潮、防水和防腐。
本次课程主要内容
介绍沥青材料的分类、主要技术性质、选用 及其掺配方法；介绍沥青制品及其使用方法。
沥青路面的裂缝
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
石油沥青的主要技术性质包括粘滞性、塑性、 温度敏感性和大气稳定性等：
1、粘 滞 性
2、塑
性
青的主要技术性质及测定方法
1、粘滞性（粘性） 粘滞性——指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。 液体石油沥青的粘滞性用粘滞度表示；粘滞度表
”表示粘滞度，其中
ｄ为小孔直径（mm），通常
为３、５或10mm；ｔ为试
样温度，通常为20℃、25℃
、30℃或60℃；Ｔ为流出
50cm3沥青的时间，以秒表示
。
粘滞度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 针入度测定：
在规定温度25℃条件下，以规定质量100ｇ的标准针，在 规定时间５s内贯入试样中的深度来表示（ 以0.1mm为1度） 。
具有一定流动性膏体的温度，用环
球法测定。将沥青试样装入规定尺
寸(直径15.88mm，高6mm)铜环内，
温度稳定性较好，但塑性较差。 ③溶胶－凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝
胶型两者之间。
一、沥青的分类及组分、结构
沥青的结构与沥青路面开裂
华北某装甲旅新建一条沥青道路， 路面所采用沥青的沥青质含量高达33 ％，并有相当数量芳香度高的胶质形 成的胶团。使用两年后，路面出现较 多裂缝，且冬天裂缝产生越发明显。 请分析原因。
征液体沥青在流动时的内部阻力。 半固体或固体石油沥青粘滞性用针入度表示；针
入度反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。
粘滞度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要依据。
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
粘滞度测定：
在规定温度ｔ下，经规定
直径ｄ的小孔流出50cm3的液
体沥青所需的时间T。常用符
号“
C
d t
T
１、沥青的分类
地沥青
天然沥青 天然沥青湖提炼物
石油沥青 原油蒸馏残留物
沥
青
煤沥青 煤焦油蒸馏残留物
焦油沥青
木沥青 木材蒸馏残留物
页岩沥青 油页岩炼油残留物
一、沥青的分类及组分、结构
２、沥青的组分
行标JTJ052－2000《公路工程沥青 及沥青混合料试验规程》规定
石油沥青
沥 青
煤沥青
三组分 分析法
四组分 分析法
游离碳 油分 软树脂 硬树脂
油分 树脂 沥青质
石 沥青质 蜡 饱和分 芳香分 胶质
三组分 分析法
一、沥青的分类及组分、结构
２、沥青的组分
油分 树脂 沥青质
淡黄色至红褐色油状液体。密度 0.7～1.0ｇ／cm3。含量为40～60%。 使沥青具有流动性。
黄色至黑褐色粘稠状（半固体）。密 度1.0～1.1g／cm3。含量为15～30%。 具有良好的塑性和粘结性。
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
溶胶结构
溶－凝胶结构
沥青的结构
凝胶结构
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
一、沥青的分类及组分、结构
３、沥青的结构
请观察沥青的三种胶体结构，讨论其性能的差异及相应 沥青的性能
从图中可见，随黑色沥青质含量增加，沥青的胶体结 构从溶胶结构变为溶-凝胶结构，再变为凝胶结构。
性能对比： ①具有溶胶结构的石油沥青粘性小而流动性大，
温度稳定性较差。 ②具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，
沥青路面的裂缝
一、沥青的分类及组分、结构
沥青的结构与沥青路面开裂
该单位所用沥青属凝胶型结构， 其沥青质含量高，沥青质未能被胶质 很好地胶溶分散，胶团连结，形成三 维网状结构。此类沥青的特点是弹性 和粘性较好，温度敏感性小，但流动 性，塑性较差，开裂后自行愈合的能 力较差，低温变形能力差。故特别易 于冬天形成较多裂缝。
一、沥青的分类及组分、结构； 二、石油沥青的主要技术性质及测试方法； 三、石油沥青的应用及其掺配方法； 四、改性石油沥青及煤沥青； 五、沥青制品及其使用方法；
课程要求
一、了解沥青的分类、改性沥青及煤沥青； 二、熟悉沥青制品及其使用方法； 三、掌握沥青的主要技术性质及掺配方法。
授课方法
重点
一、沥青的分类及组分、结构
针入度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 针入度测定：
在规定温度25℃条件下，以规定质量100ｇ的标准针，在 规定时间５s内贯入试样中的深度来表示（ 以0.1mm为1度） 。
针入度测定动画演示
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ２、塑 性
指石油沥青在外力作用下，所能承受的塑性变形的总能力， 通常是用延度作为条件指标来表征。延度值愈大，表示沥青塑 性越好。
延度测定:
把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延 度仪内25℃水中，以 5cm／min的速度拉伸， 用拉断时的伸长度来表 示，单位为cm。
延度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ２、塑 性
指石油沥青在外力作用下，所能承受的塑性变形的总能力， 通常是用延度作为条件指标来表征。延度值愈大，表示沥青塑 性越好。
延度测定:
把沥青制成“８” 字形标准试件，置于延 度仪内25℃水中，以 5cm／min的速度拉伸， 用拉断时的伸长度来表 示，单位为cm。
延度测定动画演示
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 ３、温度敏感性
指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能，用 软化点衡量，是沥青的重要指标之一。
软化点是指沥青由固态转变为
从图中可见，随黑色沥青质含量增加，沥青的胶体结 构从溶胶结构变为溶-凝胶结构，再变为凝胶结构。
溶胶结构
地沥青质含量少，胶团间无引力，运动自由。 粘性小、流动性大、塑性好，稳定性较差。
溶－凝胶结构 介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂。
地沥青质含量多，胶团间有引力，成立体网状， 凝 胶 结 构 弹性和粘性较高，稳定性较好，塑性较差。
土木工程材料
第 十 章 沥 青
沥青---高分子碳氢化合物及其非金属 （氧、氮、碳等）衍生物组成的混合 物。常温下呈固态、半固态或液态。 颜色呈黑色或黑褐色。具有良好的粘 性、塑性、耐腐蚀性及憎水性。工程 上常用于防潮、防水和防腐。
本次课程主要内容
介绍沥青材料的分类、主要技术性质、选用 及其掺配方法；介绍沥青制品及其使用方法。
沥青路面的裂缝
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
石油沥青的主要技术性质包括粘滞性、塑性、 温度敏感性和大气稳定性等：
1、粘 滞 性
2、塑
性
青的主要技术性质及测定方法
1、粘滞性（粘性） 粘滞性——指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。 液体石油沥青的粘滞性用粘滞度表示；粘滞度表
”表示粘滞度，其中
ｄ为小孔直径（mm），通常
为３、５或10mm；ｔ为试
样温度，通常为20℃、25℃
、30℃或60℃；Ｔ为流出
50cm3沥青的时间，以秒表示
。
粘滞度测定示意图
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法 针入度测定：
在规定温度25℃条件下，以规定质量100ｇ的标准针，在 规定时间５s内贯入试样中的深度来表示（ 以0.1mm为1度） 。
具有一定流动性膏体的温度，用环
球法测定。将沥青试样装入规定尺
寸(直径15.88mm，高6mm)铜环内，
温度稳定性较好，但塑性较差。 ③溶胶－凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝
胶型两者之间。
一、沥青的分类及组分、结构
沥青的结构与沥青路面开裂
华北某装甲旅新建一条沥青道路， 路面所采用沥青的沥青质含量高达33 ％，并有相当数量芳香度高的胶质形 成的胶团。使用两年后，路面出现较 多裂缝，且冬天裂缝产生越发明显。 请分析原因。
征液体沥青在流动时的内部阻力。 半固体或固体石油沥青粘滞性用针入度表示；针
入度反映石油沥青抵抗剪切变形的能力。
粘滞度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要依据。
二、石油沥青的主要技术性质及测定方法
粘滞度测定：
在规定温度ｔ下，经规定
直径ｄ的小孔流出50cm3的液
体沥青所需的时间T。常用符
号“
C
d t
T
１、沥青的分类
地沥青
天然沥青 天然沥青湖提炼物
石油沥青 原油蒸馏残留物
沥
青
煤沥青 煤焦油蒸馏残留物
焦油沥青
木沥青 木材蒸馏残留物
页岩沥青 油页岩炼油残留物
一、沥青的分类及组分、结构
２、沥青的组分
行标JTJ052－2000《公路工程沥青 及沥青混合料试验规程》规定
石油沥青
沥 青
煤沥青
三组分 分析法
四组分 分析法
游离碳 油分 软树脂 硬树脂
油分 树脂 沥青质
石 沥青质 蜡 饱和分 芳香分 胶质
三组分 分析法
一、沥青的分类及组分、结构
２、沥青的组分
油分 树脂 沥青质
淡黄色至红褐色油状液体。密度 0.7～1.0ｇ／cm3。含量为40～60%。 使沥青具有流动性。
黄色至黑褐色粘稠状（半固体）。密 度1.0～1.1g／cm3。含量为15～30%。 具有良好的塑性和粘结性。