沥青混合料低温抗裂性要求的指标,目前尚处于研究阶段,尚未列入技术

树脂
800～3 000
0.7～0.8
15～30
沥青质
1 000～5 000 0.8～1.0
5～30
油分赋予沥青以流动性，油分含量的多少直接影响沥青的柔软性、 抗裂性及施工难度。树脂又分为中性树脂和酸性树脂，中性树脂使沥青 具有一定塑性、可流动性和粘结性；酸性树脂，增加了沥青的可乳化性。 沥青质决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软 化点等。
由页岩焦油蒸馏后的残留物制取的沥 青
焦油沥青
页岩 沥青
一 、沥青材料简介
• 定义 –沥青是一种有机胶凝材料，它是复杂的高分子碳氢化 合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在 常温下呈固体、半固体或液体状态。 • 特点 –颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中。 –具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，耐酸、 耐碱、耐腐蚀等性能。
一 、沥青材料简介
• 分类
沥青
焦油沥青 天然沥青
地沥青
石油沥青 煤沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青
页岩（Shale），页岩是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄 片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混 杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。
7.1 石油沥青
一、化学组成
溶胶型
溶凝型
凝胶型
1- 胶束 2-粒子3- 油组分 4- 外部薄膜 5- 沥青质 6- 凝胶颗粒 7- 结合的油组分
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。
具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。 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。
分类
按施工温度 按矿质集料级配类型 按矿料的最大粒径 按沥青类型
一、基本性质
优点
1. 沥青混合料不需设置施工缝和伸缩缝，路面平整且有弹性， 行车比较舒适。 2. 沥青混合料路面有一定的粗糙度，雨天具有良好的抗滑性。 3. 施工方便，速度快，不需要较长的养护期，能及时开放交 通。 4. 沥青混合料路面可分期改造和再生利用。
缺点
温度敏感性和老化现象。
沥青老化
裂缝的形状来看，沥青老化低温引起的裂缝大多为横向， 且裂缝几乎为等距离间距。这与该路面破损情况吻合。该路已 修筑多年，沥青老化后变硬、变脆，延伸性下降，低温稳定性 变差，容易产生裂缝、松散。在冬天，气温下降，沥青混合料 受基层的约束而不能收缩，产生了应力，应力超过沥青混合料 的极限抗拉强度，路面便产生开裂。因冬天裂缝尤为明显。
石油沥青四组分分析法的各组分性状
性状 饱和分 芳香分 胶质 外观特性 无色液体 黄色至红色液体 棕色粘稠液体 平均相对密度 0.89 0.99 1.09 1.15 平均分子量 625 730 970 3400 主要化学结构 烷烃、环烷烃 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
沥青路面泛油
观察：其沥青上泛至表面，形成路面局部泛油、光面。
危害：路面泛油及光面均恶化路面的摩阻，降低其抗滑能力， 容易引发交通事故。 原因：沥青混合料的沥青用量过大；或仅面层沥青量较大； 或矿料过细，且不耐磨耗。 措施：可在 高温季节撒铺适当粒径的矿料。先粗后细，少撒、 勤撒，然后用重碾强行将矿料压入光面。
煤沥青 煤沥青是由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的 沥青。煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异： 温度稳定性较低，与矿质集料的粘附性较好，气候稳定性 较差，以及含对人体有害成分较多、臭味较重。 乳化沥青 乳化沥青是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作 用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。 乳化沥青施工不需加热，可冷态施工,避免了劳动操作人员 受沥青挥发物的毒害。
四、技术要求
石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青、防水防 潮石油沥青和普通石油沥青。 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。
同一品种的石油沥青材料，牌号越高，则粘性越小，针入度 越大，塑性越好，延度越大，温度敏感性越大，软化点越低。
五、其他沥青的主要性质
4. 抗滑性 随着现代高速公路的发展，对沥青混合料路面的抗滑 性提出更高的要求。我国现行标准对抗滑层集料提出了磨 光值、道路磨耗值和冲击值等三项指标。 5. 施工和易性 就沥青混合料性质而言，影响沥青混合料施工和易性 的主要因素是矿料级配。粗细集料的颗粒大小相距过大， 缺乏中间粒径，混合料容易离析；细料太少，沥青层不易 均匀地分布在粗颗粒表面；细料过多，则拌和困难。此外， 还有沥青用量以及施工温度的影响。
2. 低温抗裂性
沥青混合料不仅应具备高温的稳定性，同时还要具 有低温的抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝。 沥青混合料低温抗裂性要求的指标，目前尚处于研究阶 段，尚未列入技术标准 。 3. 耐久性 沥青混合料的耐久性是指其抵抗长时间自然因素 （风、日光、温度、水分等）和行车荷载反复作用的能 力。目前评价沥青混合料耐久性的方法有马歇尔稳定度 试验、浸水劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验等 。
(3) 沥青制品 冷底子油 冷底子油是用稀释剂（汽油、柴油、煤油、苯等） 对沥青进行稀释的产物。它多在常温下用于防水工程 的底层，故称冷底子油。 沥青胶 沥青胶属于矿物填充料改性沥青，是在沥青中掺 入适量的粉状或纤维状矿物填充料经均匀混合而制成， 又称沥青玛蹄脂。 。
7.2 沥青混合料
定义
沥青混合料是矿 料（包括碎石、石屑、 砂）和填料与沥青经 混合拌制而成的混合 料的总称。
沥青质 深棕色至黑色固体
饱和分含量增加，可使沥青稠度降低（针入度增大）；树脂 含量增大，可使沥青的延性增加；在有饱和分存在的条件下，沥 青质含量增加，可使沥青获得低的感温性；树脂和沥青质的含量 增加，可使沥青的粘度提高。
二、胶体结构
根据石油沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同，可以 形成溶胶型、凝胶型、溶胶－凝胶型三种不同的胶体结构。
第七章 沥青材料
沥青材料是由高分子碳氢化合物及其衍生物组成的、黑 色或深褐色、不溶于水而几乎全溶于二硫化碳的非晶态 有机材料。
分类
天然 沥青 地沥青 沥 青 石油 沥青 煤沥 青 由地表或岩石中直接采集、提炼加工 后 得到的沥青 由提炼石油的残留物制得的沥青，其 中 包含石油中所有的重组份。
由煤焦油蒸馏后的残留物制取的沥青
石油沥青三组分分析法的各组分性状
性状 油分 外观特性 平均分子量 200～700 碳氢化 0.5～0.7 含量％ 4 稠半固体 深褐色固 体微粒
几乎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0.7～1.0
温度敏感性高，熔点低于100℃， 相对密度大于1.0～1.1 加热不熔化而碳化，相对密度 1.1～1.5
石油沥青是由石油经蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到 的残留物，主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的半固体粘 稠状物质。其化学组分，许多研究者曾提出不同的分析方法。 我国现行标准JTJ 052－2000《公路工程沥青及沥青混合料 试验规程》规定有三组分和四组分两种分析方法。 三组分分析法：是将石油沥青分离为油分、树脂和沥青 质三个组分。 四组分分析法：是将沥青分离为沥青质、饱和分、芳香 分和胶质。
六、沥青的掺配改性及主要沥青制品
(1) 沥青的掺配 在工程中，往往一种牌号的沥青不能满足工程要求，因此常 常需要用不同牌号的沥青进行掺配。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。试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构 的均匀性。所谓同源是指同属石油沥青或同属于煤沥青。 (２) 改性沥青 改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉 或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措 施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。 此外，还有混合沥青、液体石油沥青和再生沥青等。
三、主要性质
粘滞性 沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能 力。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。 延性和脆性 沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，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。 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，是沥青的重要指标之一。在沥青的常规试验方法中，软化点试 验可作为反映沥青温度敏感性的方法。 大气稳定性 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素 长期综合作用下抵抗老化的性能。它是以沥青试样在加热蒸发前后的“蒸 发损失百分率”和“蒸发后针入度比”来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸 发后针入度比愈大，则表示沥青大气稳定性愈好，亦即“老化”愈慢。 沥青的其他性质 溶解度、闪点、燃点等
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，请讨论。
针入度/0.01mm (25℃，100g，5s) 30 22 延度/cm (25℃，5cm/min) 5 2.5 软化点环球法 /℃ 72 101
编号 A B
讨论：宜用B石油沥青，一般屋面用沥青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。 南方炎热地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求， 夏季易流淌。可选B，但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使 用，否则易出现脆裂现象。
二、技术性质
1. 高温稳定性 沥青混合料高温稳定性，是指沥青混合 料在夏季高温（通常为60℃）条件下，经车辆荷载长期 重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。 我国现行国标（GB 50092－96）规定，采用马歇 尔稳定度试验（包括稳定度、流值、马歇尔模数）来评 价沥青混合料高温稳定性；对高速公路、一级公路、城 市快速路、主干路用沥青混合料，还应通过车辙试验检 验其抗车辙能力。