沥青组分及成分
沥青的组分与沥青性能的关系
沥青的组分与沥青性能的关系
沥青的四组分分别是：沥青质（At）胶质（R）芳香酚（Ar）和饱和酚（S）
其中沥青质含量较低，约6%~8%，为沥青中的不溶分，性极性很强；影响着沥青的粘结力、粘度、温度稳定性、硬度。
胶质一般为40%~50%极性很强，具有很好的粘附力，是沥青质扩散的介质，赋予沥青以可塑性、流动性和粘结性。
饱和分含量13~17%，为非极性稠状油类。
作用是软化胶质和沥青质，保持体系的稳定性
芳香分含量29`35%非极性，分子量最低，是主要的分散介质。
溶解力很强
分析道路沥青胶体结构和路用性能之间的关系
（1）溶胶型（Sol Type）结构
这类沥青在路用性能上具有较好的自愈性和低温变形能力，但温度敏感性较强
（2）溶-凝胶型（Sol-gel Type）结构
这类沥青在高温时具有较低的感温性，在低温时又具有较好的变形能力；。
第8章 沥青
针入度、延度、软化点是评价粘稠
石油沥青路用性能最常用的经验指标，
所以通称“三大指标”。
④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。
沥青闪燃点仪
沥青闪燃点仪
4.石油沥青的技术标准及选用 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。 (1)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。
煤沥青特点
(3)含有较多的游离碳，塑性较差，容 易因变形而开裂。 (4)因含有蒽、酚等，故有毒性和臭味， 防腐能力较好，适用于木材的防腐因含 表面活性物质较多，与矿料表面的粘附 力较好。
鉴别方法 由于煤沥青和石油沥青相似，使用 时必须加以区别，方法见下表：
鉴别方法 煤沥青 石油沥青
密度
锤击 燃烧
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。
•
粘滞度是将一定量的液体沥青，在某 温度下经一定直径的小孔流出50cm3所需 的时间，以秒表示。常用符号“CdtT”表 示粘滞度，其中ｄ为小孔直径（mm）， ｔ为试样温度，Ｔ为流出50 cm3沥青的时 间。d有10、5、3mm三种，ｔ通常为 25℃或60℃。
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）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。
建筑上主要使用建筑石油沥青制成各种防水材料制品或现场直接使用。
1 石油沥青的组成与结构1.1 石油沥青的组分石油沥青是由众多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
因为沥青的化学组成复杂以及同分异构特点，对组成进行分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及14质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称为组分。
在沥青中各组分含量多寡，与沥青的技术性质有着直接关系。
沥青中各组分的主要特性简述如下。
1.1.1 油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分。
在170℃较长时伺加热，油分可以挥发。
油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。
油分赋予沥青以流动性。
1.1.2 树脂沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。
沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。
中性树脂能溶于三氯甲垸、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。
中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。
1.1.3 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，正戊烷，但溶于三氯甲垸和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。
地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
1.2 石油沥青的胶体结构在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
沥青的定义
一、沥青的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.颜色由棕褐色至黑色，能溶于多种有机溶液中（二氧化碳、四氯化碳、苯、汽油、三氯甲烷、丙酮等），具有不导电、不吸水、耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。
在土木工程中主要用作防水、防潮、防腐蚀和其他制品材料,用于屋面、地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路，以及贮水池、浴池、桥梁等防水防潮层.二、沥青的分类沥青可分为地沥青和焦油沥青两大类。
地沥青包括天然沥青和石油沥青;焦油沥青包括煤沥青、木沥青、泥炭沥青、页岩沥青.工程中使用最多的是煤沥青和石油沥青。
石油沥青的防水性能好于煤沥青，但是煤沥青的防腐和粘结性能较石油沥青好。
目前工程中常用的主要是石油沥青和少量的煤沥青1.石油沥青石油沥青是石油经蒸馏提炼出各种轻质油品(汽油、煤油等）及润滑油以后的残留物,经过再加工得到的褐色或黑褐色的粘稠状液体或固体状物质，略有松香味，能溶于多种有机溶剂，如三氯甲烷、四氯化碳,可氧化成固体或用柴油等溶剂稀释成液态。
（一）石油沥青的分类按原油的成分可分为石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。
按石油加工方法不同可分为残留沥青、蒸馏沥青、氧化沥青、裂解沥青和调和沥青。
按用途可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。
建筑石油沥青是用天然原油的减压渣油经氧化或其他工艺过程而制得的石油沥青，所属产品用于建筑屋面和地下防水的胶结料，也可用于制造涂料、油毡和防腐材料等道路石油沥青由天然石油沥青蒸馏残余物或残余物经氧化而制成的道路石油沥青，或用溶剂脱沥青工艺及掺配方法而制得的沥青.（二)石油沥青的分类按原油的成分可分为石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。
按石油加工方法不同可分为直馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青和裂化沥青按用途可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。
（三）石油沥青的组分石油沥青的成分非常复杂，在研究沥青的组成时,将其中化学成分相近、物理性质相似而具有特征的部分划分为若干组,即组分。
沥青
1-1 沥青材料概述---分类
沥 青
焦油沥青
煤沥青等
粘稠石油沥青
地沥青
石油沥青
液体石油沥青
天然沥青
1-1 沥青材料概述---分类
油库（沥青罐）
1-1 沥青材料概述---分类
一、生产工艺
溶剂膜 溶剂沥青
原油
常压塔
减压塔
沥青
氧化塔
直馏沥青
氧化沥青
二、分类
1、按原油成分 :含蜡量＞5%→石蜡基沥青、含蜡量＜2%→沥青 基沥青、2～5% →中间基沥青 2、按加工方法 ：直馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青和裂化沥青 3、按沥青在常温下的稠度：粘稠、液体 4、按用途分类：道路、建筑、普通
刮刀、石棉网、酒精、食盐等。
3-2 检测方法---沥青延度试验
三、试验准备
1. 将隔离剂拌合均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的内 侧表面，并将试模在试模底板上装妥。 2. 按规定的方法制备试样，然后将试样仔细自试模的一端至另一 端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模，灌模时应注意勿 使气泡混入。
2. 沥青延度通常采用的试验温度为
250C、150C、100C或50C，拉伸 速度为5cm/min±0.25cm/min。
3-2 检测方法---沥青延度试验 二、仪器设备
2. 八字试模
3.恒温水槽：容量不 小于10L，控制的准 确温度为0.10C
4. 其它：温度计、砂浴或其它加热炉
1. 延度仪
具。甘油滑石粉隔离剂、平
针入度（0.1mm）
0~49 50~149 150~249 250~500
允许差 （0.1mm） 2 4 12
20
3-1 检测方法---沥青针入度试验
10沥青
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品
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。
一、石油沥青
1、石油沥青的组分与结构
（1）组分：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。
第10章 沥青材料
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。
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
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品
较软沥青掺量
%
较硬沥青软化点 要求的沥青软化点 较硬沥青软化点 较软沥青软化点
100
较硬沥青掺量 100 较软沥青掺量
性能好
• 注意：初始温度5℃ 加热速度为5℃/min
（4）耐久性
1）影响因素 沥青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程
中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素 的作用而影响耐久性。 2）沥青的老化 定义：在上述因素的综合作用下会产生不可逆的化学变化， 而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化。 评价方法：采用蒸发损失试验
（沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）
3）评价指标
蒸发损失百分率
蒸发前沥青质量 蒸发后残留物质量 蒸发前沥青质量
100 %
针入度比
蒸发后残留物针入度 蒸发前沥青针入度
沥青材料
1、氧化改性 、 2、矿物填充料改性 、 3、聚合物改性 、
第二节 防水材料
• 一 防水卷材
1 、沥青防水卷材
定义及分类
纸胎石油沥青防水卷材（简称油毡）是用低软化 点石油沥青浸渍原纸，然后再用高软化点石油沥青涂 盖油纸两面，再涂或撒以粉状或片状隔离材料制成。 油毡分为200号、350号和500号三种标号；每一标 号又分粉毡和片毡两种。
工程实例分析
每到冬天， 每到冬天，某沥青路面总会 出现一些裂缝， 出现一些裂缝，裂缝大多是横 向的，且几乎为等距离间距的， 向的，且几乎为等距离间距的， 在冬天裂缝尤其明显。 在冬天裂缝尤其明显。 初步判断是因沥青材料老化及低温所致： 初步判断是因沥青材料老化及低温所致： 从裂缝的形状来看， 从裂缝的形状来看，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。 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， 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。 性下降，低温稳定性变差，容易产生裂缝、松散。在冬 气温下降，沥青混合料受基层的约束而不能收缩， 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 产生了应力，应力超过沥青混合料的极限抗拉强度， 面便产生开裂。 面便产生开裂。
溶于30至 倍汽油或煤油 同法溶解,斑点均匀 倍汽油或煤油, 溶于 至50倍汽油或煤油 同法溶解 斑点均匀 滴于滤纸上,斑点分两圈 斑点分两圈,呈 散开,呈棕色 滴于滤纸上 斑点分两圈 呈 散开 呈棕色 内黑外棕或黄色
三、沥青改性
以纯沥青为主制成的各种制品， 以纯沥青为主制成的各种制品，在低温下的塑性和韧 性差、高温下的强度和稳定性低， 性差、高温下的强度和稳定性低，且易老化使用寿命短 的缺点。因而更多使用改性沥青基材料。 的缺点。因而更多使用改性沥青基材料。
石油沥青三组分分析法
石油沥青三组分分析法
石油沥青是一种常用的建筑材料，它具有优良的抗老化性能，高温耐受性能和极高的粘结强度。
为了确保石油沥青质量，必须经过严格的材料检测，其中包括石油沥青三组分分析法。
1. 石油沥青三组分分析法
石油沥青三组分分析法是一种检测组成的分析方法，通过测量石油沥青所含的三种主要成分，即沥青油、矿物沥青和泡沫沥青，来确定石油沥青的质量。
2.检测原理及步骤
该分析法的具体步骤如下：
（1）将石油沥青样品进行隔氰化分解，使其分解为沥青油、矿沥青和泡沫沥青；
（2）用稀溶液氯仿沉淀法，对分解出的组分逐一进行分离；
（3）重量法测量分离出的沥青油、矿物沥青和泡沫沥青的重量分数，即为三组分的质量百分数。
3.应用
该分析方法可用于检测多种类型的石油沥青，例如柏油、排水沥青、防水沥青、保温沥青等，常用于建筑材料、沥青混凝土和路面铺装工程中。
4.优点
该分析法具有测试项目少、步骤简单、方便快捷等优点，能够准确、快速地测定石脑油沥青的三组分质量百分比。
5.结论
石油沥青三组分分析法是一种常用的检测石油沥青的分析方法，能够准确评价出石油沥青的质量，为石油沥青的应用、运用提供参考。
沥青的分类
沥青的分类复习：1、沥青的分类2、沥青的组成及各成分的作用3、沥青的性质和用途以及掺配4、煤沥青的特点§10、3改性沥青和合成高分子防水材料改型沥青在沥青中加入一定数量的矿物填充料，可以提高沥青的粘性和耐热性，减小沥青的温度敏感性，同时也减少了沥青的耗用量，主要适用于生产沥青胶。
1、矿物改性沥青矿物填料有粉状和纤维状两种，常用的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云母粉等。
矿物填充料改性机理由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥青可以单分子状态排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称之为“结构沥青”。
结构沥青具有较高的粘性和耐热性等。
2、树脂改性沥青用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。
在生产卷材、密封材料和防水涂料等产品时均需应用。
3、橡胶改性沥青石油沥青中掺入橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐光、耐臭氧性、耐候性和耐燃性等得到大大改善。
4、橡胶和树脂共混改性沥青以合成橡胶及合成树脂等高分子化合物为主要成分的防水材料。
具有高弹性、耐老化性强、可单层冷施工等特点。
合成高分子防水材料合成高分子材料:合成高分子材料是以聚合物为基础，配以适当的助剂配制而成的。
高分子材料的特性与传统材料相比，高分子材料具有许多优良性能：密度小、比强度高，加工性能优良，装饰性好，耐腐蚀性好，电绝缘性好，减震、吸声和隔热性好，耐水性和耐水蒸汽性好。
高分子材料也存在一些缺点：弹性模量较低，热膨胀系数较大，易燃烧、有毒烟。
§10、4建筑防水制品一、防水卷材1. 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。
2．高聚物改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层、纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为防粘隔离层的片状可卷防水材料。
第 讲 石油沥青的基本组成和技术性质
2）耐久性评价方法
研究沥青的耐老化性能，通常是将沥青试样在室内进行加速老 化试验，然后根据老化前后试样的性能变化加以评定。
沥青的老化主要发生在两个阶段，一是沥青在热拌和过程中 的老化，称为短期老化；另一阶段是沥青在路面长期使用过程 中发生的老化，称为长期老化。
建筑石油沥青评价方法：采用蒸发损失百分率和蒸发后 针入度比评价。 （沥青试样在160℃条件下，加热蒸发5h）
• 表示：T
• 注意：初始温度5℃
加热速度为5℃/min
�
17
� 软化点的意义 • 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 • 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，
软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的 一项指标，又是沥青粘度的一种量度。
18
（3）延性与脆性
——指石油沥青内部阻碍其相对流动的一种特性，它反映石 油沥青在外力作用下抵抗变形的能力。
沥青的粘性是划分沥青牌号的主要技术指标之一。
测定方法：
绝对粘度 条件粘度
针入度（适应固体或半固体粘稠石油沥青） 软化点：既是粘性测定指标，又作为测定温度
稳定性的方法
11
� 影响粘性的因素
• 组分的影响：当沥青质含量多，同时有适量树
29
我们讲述了建筑石油沥青的粘滞性、温度敏感 性和延性。 表征这三项性质的三大指标为：
针入度、软化点、延度 是评价建筑石油沥青技术性质最常用的经典指 标。
30
（5）粘附性
沥青与矿质集料的粘附性影响沥青路面的质量和耐久 性，因此粘附性是沥青的重要性质。 沥青在沥青混合料中以薄膜的形式裹覆在集料颗粒表面，并 将松散的矿质集料粘结为一个整体。 粘附性不仅取决于沥青的性质，也取决于集料的性质。 粘附性的评价方法：沥青与粗骨料的粘附性试验，根据沥青混 合材料的最大粒径决定。
沥青1
沥青
表 5－3 道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青技术标准 － 道路石油沥青、 建筑石油沥 普通石油沥青 道路石油沥青 青 (SY1665－77,1988 － （SH0522－2000）JTG F40-2004 － ） (GB494-199 质量指标 年确认) 年确认 8) # # 60# 60# # # # 100 100 200 160 140 30# 10# 75# 65# 55# 甲 乙 甲 乙 针入度（ ℃ 针入度（25℃，100g） 201～ 161～ 121～ 91～ 81～ 51～ 41～ 25～ 10～ ） ， ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 75 65 55 1/10mm 300 200 160 120 120 80 80 40 25 100 100 90 60 70 40 3 1.5 2 1.5 1 延度（ ℃ ，不小于， ，不小于 延度（25℃） 不小于，cm － 软化点（环球法） 不低于， ，不低于 软化点（环球法） 不低于 ， ， 42～ 45～ ～ ～ 30 35 35 42 45 70 95 60 80 100 50 50 ℃ 溶解度（三氯乙烯， 溶解度（三氯乙烯，四氯化 99 99 99 99 99 99 99 99.5 99.5 98 98 98 或苯）不小于，％ 碳，或苯）不小于，％ 蒸发损失（ ，不 蒸发损失（160℃，5h） 不 ℃ ） ， 1 1 1 1 1 1 1 1 1 － － － 大于，％ 大于，％ 蒸发后针入度比，不小于， 蒸发后针入度比，不小于， 65 － － 50 60 60 65 65 70 70 65 － ％ 230 闪点（开口） 不低于， ，不低于 闪点（开口） 不低于，℃ 180 200 230 230 230 230 230 230 230 230 230 ，
沥青组分及成分
第一章组分1、组分:可溶质：去掉沥青质后的，包括沥青中的油分和胶质的组分。
溶于低分子烷烃。
沥青质：采用固定溶质比，用轻质烷烃溶解所得高分子量组分.碳青质：为半油焦质（石油沥青中含量很少，道路沥青中一般少于0。
2％）油焦质：不溶于二氧化硫的沥青组分.（石油沥青中一般不含）胶质：可溶质用硅胶或氧化铝吸附后,不能用低分子烷烃冲洗脱附下来，但能用苯—乙醇冲Array洗脱附下来的物质。
含蜡油或称油分：用以上吸附方法后，低分子烷烃可以冲洗脱附下来的部分。
含蜡油经稀释、冷冻、结晶、过滤后得到的固体部分称为蜡，液体部分称为油。
沥青的生产:1、直接蒸馏2、氧化法：使沥青稠化，温度敏感性降低，针入度指数增大。
主要生产高软化点的建筑沥青。
3、溶剂法4、调配法2、煤沥青组分:1、游离碳：不溶于苯,高温分解.游离碳含量增加，可提高粘度和高温稳定性，但低温脆性增加;2、树脂：硬树脂提高粘滞性，软树脂使沥青具有塑性;3、油分：使沥青有流动性。
技术性质（与石油沥青相比）：1、温度稳定性低2、粘附性好3、耐候性较差4、塑性较差5、防腐蚀性较好3、石油沥青：有较高的粘结性、抗张性和抗磨性；硬度大，针入度小，遇冷不变脆，软化点高，遇热不变黏；防水防潮性能好，蒸发损失小,融化时对环境伤害低.4、道路沥青规格及要求：要求：1、良好粘结性和持久粘附性2、没有车印3、车辆高速转弯时无推移现象。
4、具有良好的刹车性能5、夜行时有良好的反光功能。
分类：粘稠沥青：针入度(25℃)在40-200之间，软化点在30-50℃之间.使用时必须加热，利于和石料的拌合和渗透。
一般以针入度作为分类指标，以软化点、伸长度、蒸发后针入度比等作为控制指标.高速公路、一级公路、夏季高温、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵上坡段、服务区、停车场等车速慢的路段宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青;对冬季寒冷的地区、交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小低温粘度大的沥青;对温差大、年温差大的地区宜选用针入度指数的的沥青；当高温和低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求.沥青三大指标：针入度、软化点和延度针入度与软化点具有良好的对应关系；延度愈高，所铺筑的道路的耐久性愈好；延度表示沥青在受力破坏前的扩张和伸长的能力. 延度大于100cm时，路面的裂缝产生的较少。
沥青主要成分
沥青主要成分沥青是一种用于铺路以及预制构件制作中常见的建筑材料。
这种材料对于21世纪建筑工程非常重要，它具有出色的抗冲击强度、耐摩擦性和耐腐蚀性等许多优点，是世界上最经济实用的人工合成材料之一。
沥青是由矿物沥青、改性剂和助剂组成的复杂物质，其中最重要的主要成分包括矿物沥青、改性剂和助剂，它们在共同作用下形成沥青的特性。
矿物沥青是沥青的基础材料，其主要成分有：烃类沥青、沥青炭黑、沥青微粒、沥青丙烯酸酯和沥青有机溶剂。
烃类沥青的主要成分包括甲烷、乙烯、二氧化碳和芳烃，其中甲烷和乙烯是沥青的主要成分，烃类沥青具有优良的抗水化和抗渗性，占矿物沥青中成分总量的15 ～ 60％。
沥青炭黑是沥青中必不可少的组分，其吸收到UV紫外线，防止沥青熔化成液态，其使用量占沥青总量的2～5％。
沥青微粒因为具有优良的粒度和耐磨性，其使用量占沥青总量的10～17％。
沥青丙烯酸酯是沥青的添加剂，其具有增加沥青的抗剪性、抗渗性和耐氧化等性质，其使用量占沥青总量的0～6％。
沥青有机溶剂主要用于修正沥青的粘度，改进沥青的塑性和流动性，使沥青有较好的施工性能，其使用量一般占沥青总量1～4％。
改性剂是沥青原料的重要组分，它能够改变沥青的性质和性能，常见的改性剂有沥青淀粉、双酚A和树脂。
沥青淀粉是广泛应用的改性剂，其可以增加沥青的抗压强度和抗水化能力，使沥青的有效力学性能显著提高，沥青淀粉的使用量占沥青总量的1～3％。
双酚A具有良好的防水膨胀效果，增加水泥沥青体系的耐久性和粘结性，使沥青体系更加强健耐久，其使用量占沥青总量的0～2％。
树脂具有优良的粘结性和流动性，能够改善沥青体系的履应能力及抗冻性能，其使用量占沥青总量的0～3％。
助剂是沥青原料中也非常重要的组分，主要有润湿剂、增稠剂、抗粘变剂、抗碱剂、膨胀剂等，各助剂的使用量占沥青总量的0.1～1％。
润湿剂可以防止沥青粘结，提高沥青的流动性，助于沥青的铺路施工，润湿剂的使用量占沥青总量的0.1～0.4％。
沥青的介绍、分类、标准、用途及检验指标
沥青的介绍、分类、标准、⽤途及检验指标沥青材料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）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，憎⽔性材料，结构致密，⼏乎完全不溶于⽔、不吸⽔，具有良好的防⽔性，因此⼴泛⽤于⼟⽊⼯程的防⽔、防潮和防渗；沥青属于有机胶凝材料，与砂、⽯等矿质混合料具有⾮常好的粘结能⼒，所制⽯油沥青的组成与结构1.元素组成⽯油沥青是由多种碳氢化合物及⾮⾦属（氧、硫、氮）衍⽣物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是⾮烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有⼀些微量的⾦属元素。
2.组分组成通常将沥青分离为化学性质相近、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”。
我国现⾏规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。
⽯油沥青的三组分分析法将⽯油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。
1）油分为淡黄⾊透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施⼯难度。
我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。
蜡的存在会使沥青材料在⾼温时变软，产⽣流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从⽽造成开裂。
由于蜡是有害成分，故常采⽤脱蜡的⽅法以改善沥青的性能。
2）树脂为红褐⾊粘稠半固体，温度敏感性⾼，熔点低于100℃，包括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，其含量增加，沥青的粘结⼒和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性⼤，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提⾼沥青的可乳化性。
3）沥青质为深褐⾊固体微粒，加热不熔化，它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。
沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结⼒增加，硬度和温度稳定性提⾼。
⽯油沥青的技术性质1、粘滞性粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的⼀种特性。
各种⽯油沥青粘滞性的变化范围很⼤，与沥青组分和温度有关。
--沥青-
一、石油沥青的化学组分
有机化合物的同分异构现象，使其虽然元素组 成相同，但性质却往往有很大的区别。所以将 沥青分离为纯粹的化合物单体，在操作上过于 繁杂，在实际生产应用中，也并没有这样的必 要。实际工程应用中，对沥青的组成通常采用 划分组分的分析方法。
沥青的化学组分分析就是将沥青分离为化学性 质和物理状态相近，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。
性和塑性会随着时间的增长而逐渐减小，硬脆性会随着
时间的增长而逐渐增大，直至脆裂，这种现象称为石油
沥青的老化。因此，沥青的大气稳定性也可以称为抗老
化性。
石油沥青产生老化的原因是沥青的各组分会在阳光、
空气和热的综合作用下发生递变，使低分子化合物逐步
（PI）愈小，表示沥青的感温性愈高。通常，按PI值
来评价沥青的感温性时，要求沥青的PI= -1～+1之间。
用于高等级路面的沥青，要求具有更高的PI值。
四、大气稳定性
大气稳定性是指石油沥青在大气中使用时，在热、
阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下性质不发生
显著变化的性能。
在阳光、空气和热的综合作用下，石油沥青的流动
油制品
混合沥青
石油沥青生产流程示意图
第二节 石油沥青的组成与结构
一、石油沥青的化学组分
元素组成: 石油沥青是由多种碳氢化合物及其 非金属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。 所以它的元素组成主要是碳(80％~87％)、 氢(10％~15％)，其次是非烃元素，如氧、 硫、氮等(＜3％)。此外，还含有一些微量的 金属元素，如镍、钡、铁、锰、钙、镁、钠等， 但含量都很少。
软化点的数值与测 沥青针入度指数的变化范围是 -10～+20，针入度指数（PI）愈小，表示沥青的感温性愈高。
沥青材料
改性沥青
是指掺加橡胶、熟知高分子聚合物、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 成的沥青结合料。 改性沥青的应用：改性沥青可用于做 排水或吸音磨耗层及其下面的防水层；在 老路面上做应力吸收膜中间层，以减少反 射裂缝，在重载交通道路的老路面上加铺 薄和超薄沥青面层，以提高耐久性；在老 路面上或新建一般公路上做表面处治，以 恢复路面使用性能或减少养护工作量等。
特点：在路用性能上，在高温时具有较低的感温性， 低温时又有较好的形变能力。
石油沥青的性质
沥青的物理性质
1．密度（ Density）
沥青密度是在规定温度下单位体积所具有的质量，单为为t/m3 或g/cm3，我国现行试验方法（JTJ 052 T0603—1993）规定的温度 条件为15℃。也可用相对密度表示，相对密度是指在规定温度下， 沥青质量与同体积的水质量之比值。 沥青的密度是沥青在质量与体积之间互相换算以及沥青混合 料配合比设计时必不可少的重要参数。在沥青使用、贮存、运输、 销售和设计沥青容器时也是不可缺少的数据。 密度随温度的升高而降低，体积膨胀。
石油沥青（ petroleum asphalt）元素和组分
1.石油沥青的元素组成 石油沥青是十分复杂的烃类和非烃类的混 合物。 C（80~87%）
H（10~15%）
O、N、S（3%） 元素的数量组成与沥青性质关系不明确。元 素组成与性质无明显关联。
2.石油沥青的化学组分 化学组分分析就是将沥青分离为几个 化学性质相近，而且与路用性质有一定联 系的组，这些组就称为“组分”。
树脂
粘性 半固 体
1.0～1.1
600～ 1000
沥青 质
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第一章组分、组分：1可溶质：去掉沥青质后的，包括沥青中的油分和胶质的组分。
溶于低分子烷烃。
沥青质：采用固定溶质比，用轻质烷烃溶解所得高分子量组分。
碳青质：为半油焦质（石油沥青中含量很少，道路沥青中一般少于0.2%）油焦质：不溶于二氧化硫的沥青组分。
（石油沥青中一般不含）可胶质：可溶质用硅胶或氧化铝吸附后，不能用低分子烷烃冲洗脱附下来，但能溶乙醇冲洗脱附下来的物质。
用苯-含蜡油或称油分：用以上吸附方法后，低分子烷烃可以冲洗脱附下来的部分。
含蜡油经稀释、冷冻、结晶、过滤后得到的固体部分称为蜡，液体部分称为油。
沥青的生产：1、直接蒸馏、氧化法：2使沥青稠化，温度敏感性降低，针入度指数增大。
主要生产高软化点的建筑沥青。
、溶剂法3 4、调配法、煤沥青2 组分：、游离碳：不溶于苯，高温分解。
游离碳含量增加，可提高粘度和高温稳1 定性，但低温脆性增加；2、树脂：硬树脂提高粘滞性，软树脂使沥青具有塑性；3、油分：使沥青有流动性。
技术性质（与石油沥青相比）：1、温度稳定性低2、粘附性好3、耐候性较差4、塑性较差5、防腐蚀性较好3、石油沥青：有较高的粘结性、抗张性和抗磨性；硬度大，针入度小，遇冷不变脆，软化点高，遇热不变黏；防水防潮性能好，蒸发损失小，融化时对环境伤害低。
4、道路沥青规格及要求：要求：1、良好粘结性和持久粘附性2、没有车印3、车辆高速转弯时无推移现象。
4、具有良好的刹车性能5、夜行时有良好的反光功能。
分类：粘稠沥青：针入度（25℃）在40-200之间，软化点在 30-50℃之间。
使用时必须加热，利于和石料的拌合和渗透。
一般以针入度作为分类指标，以软化点、伸长度、蒸发后针入度比等作为控制指标。
高速公路、一级公路、夏季高温、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵上坡段、服℃粘度大的沥青；60务区、停车场等车速慢的路段宜采用稠度大、．对冬季寒冷的地区、交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小低温粘度大的沥青；对温差大、年温差大的地区宜选用针入度指数的的沥青；当高温和低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。
沥青三大指标：针入度、软化点和延度针入度与软化点具有良好的对应关系;延度愈高，所铺筑的道路的耐久性愈好；延度表示沥青在受力破坏前的扩张和伸长的能力。
延度大于100cm时，路面的裂缝产生的较少。
蜡含量高，沥青的延度就会不足。
5、稀释沥青：将针入度为120-300（0.1mm）的石油沥青，加入适量的石油馏分使其成为流动性好、运输和施工方便的液体石油沥青溶液，其中溶剂（石油馏分）比重为20-50%。
液体石油沥青适用于透层、粘层及冷拌沥青混合料；分类使用的石油馏分稀释后针入度（0.1mm）速凝型 120-205℃的汽油馏分 80-120中凝型 162-270℃的煤油馏分 120-250慢凝型 260-483℃的柴油馏分——6、乳化沥青：乳化液是一种两相体系，乳化沥青中沥青为分散相，分散在连续相的水中。
沥青可以是石油沥青、煤沥青或两者混合物。
颗粒直径在2um左右。
在潮湿的路面或集料表面可以应用乳化沥青，但是在喷洒乳化沥青后应避免雨水将其冲走。
特别是阴离子乳化沥青。
．乳化剂分为：阴离子乳化剂：由长链有机阴离子与一种碱构成的盐。
阳离子乳化剂：以高分子脂肪胺和三胺为代表，其分子溶解于沥青的是长链的阳离子。
非离子乳化剂：此类乳化剂在水中并不解离，很少用于道路沥青。
如脂肪酸脂、醚胶体乳化剂：包括天然的细粉末（如黏土、膨润土）、酪素、动物胶等。
阳离子乳化沥青适用于各种集料，阴离子乳化沥青适用于碱性石料。
阳离子—cation 阴离子—anion快凝—rapid setting 中凝—medium setting 慢凝—slow setting所以阳离子中凝乳化沥青标志为：CMS7、建筑沥青规格及要求：由于石油沥青具有良好的黏结性、不透水性、能够抵抗多种化学药品的侵蚀及良好的绝缘性和廉价易得，故在建筑部门有很重要的地位。
沥青主要作用：防水、防潮、良好的黏结性、良好的抗老化性和抗热老化能力。
常温下，蜡含量与沥青粘结力的关系不是很明显，但当温度高于50℃时，含蜡量越高，粘结力越低。
沥青研究的三方向：1、石油沥青结构组的研究。
（红外、核磁共振、质谱、x射线衍射、电子扫描共振）2、石油沥青的胶体性质和流变性的研究。
荷载3、石油沥青的生产及使用性能的研究。
磨耐垫层底层成型基层路基荷载分布于路基上路基：天然路面成型层：路基表面的起拱或下降基层：通常为一层颗粒状材料，起到使路面路基隔离污染底层：是路面的主要结构单元。
耐磨层：决定着路面的安全性和行驶性。
所用材料质量有较高的要求。
垫层：可进一步分散车辆的荷载，厚度一般为耐磨层厚度的2倍。
取样：粘稠或固体沥青≥1.5千克；液体沥青≥1升；沥青乳液≥4升1、储油罐中取样：（液体沥青或已加热至流体的粘稠沥青）无搅拌器时，分上中下三部分取样，经充分混合后检测。
有搅拌器时，搅拌充分后，从中部取规定数量的样。
2、槽车、罐车、沥青洒车中取样：有取样阀时，旋开取样阀，至少流出4千克或4升时再取样；有放料阀时，放出全部沥青的一半时，再取样。
从顶盖取样，用取样器从中部取样。
、装料或卸料时取样：3．在均匀的时间间隔内均匀地至少取三个样，混合再取规定数量的样。
4、沥青桶中取样：同一厂家则随机取样，不同厂家看标准。
5、固体沥青取样：在至少离表面或上下面5㎝处取样。
可打碎，则打碎取样；若是软塑的，则用热工具取样。
沥青的保存：1、出液体沥青和乳化沥青外，需加热的沥青均应在有密封盖的金属容器内保存。
2、乳化沥青在冬季应有一定的防冻措施。
3、减少重复加热取样，取样时应一次加热抽取一系列实验所需样品，放别处。
高温采用粘度较大的乳化沥青；低温采用粘度较小的乳化沥青。
阳离子乳化沥青可适用于各种集料，阴离子乳化沥青适用于碱性石料。
基质沥青的加热温度严禁超过140℃，液体沥青的存储温度不得高于50℃。
改性沥青的加工温度不宜超过180℃。
第二章石油沥青的成分、组成和结构沥青是一种暗褐色至黑色的有机胶凝材料，由一些复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物，能溶于苯或二硫化碳等溶剂，常温下呈固体、半固体或液体。
1、元素组成：主要由烷烃（碳原子以单链CH）、环烷烃、缩合的芳香烃组成。
2n+2n主要含有C、H两种化学元素，（含有少量的硫、氮、氧及一些金属元素，如钠、镍、铁钙、镁等。
称为杂原子）表明沥青的环状结构越其值越大，值很大程度上反应沥青的化学成分。
C/H．多，尤其是芳香环结构越多。
石蜡基此值最小，环烷基的此值最大。
1、渣油及沥青元素组成国产渣油中，碳含量在85%以上，氢含量在12%左右。
C/H比在0.6-0.7之间。
硫元素主要集中在可溶质（胶质及油份）中；氮集中在胶质和沥青质中。
2、可溶质的元素组成可溶质的元素组成因来源而异。
C/H在0.62-0.7之间，比渣油的较小。
沥青随着氧化程度的加深，氧化沥青中的可溶质中的C/H有较明显的增大，（故沥青在吹空气氧化时主要的反应是缩合脱氢与氧化合成水的反应。
）3、沥青质的元素组成与可溶质相比，氢含量减少，C/H一般在0.85-0.90之间4、微量元素除碳、氢、硫、氧、氮外的其他元素，一般不超过0.01-0.3%2、沥青组分分析方法：二组分：沥青质和可溶质。
三组分：沥青质、油份和树脂。
溶解—吸附法用规定的溶剂和吸附剂，采用抽提法。
四组分：沥青质、饱和分、芳香分、胶质。
吸附—色层分析法用规定的溶剂和吸附剂，采用容积沉淀和色谱柱法。
五组分：沥青质、氨基、第一酸性分、第二酸性分、链烷分。
化学沉淀法．饱和分含量增加，使沥青黏性降低；胶质含量增大，沥青塑形提高；沥青质含量增加，沥青温度敏感性降低；胶质和沥青含量增加，使沥青的黏附性提高。
3、沥青质（沥青烯）：深褐色至黑色物质，无固定熔点，加热时膨胀，300℃时分解成气体和焦炭。
相对密度大于1，不溶于乙醇、石油醚，但易溶于苯、氯仿、四氯化碳等溶剂。
为复杂芳香分物质，强极性。
在沥青中含量一般为5-25% 含量对沥青的流变性有很大影响。
沥青质含量增加，沥青的黏度、稠度、软化点上升。
沥青质对沥青的感温性有影响，沥青质可使沥青在高温下有一定的黏度。
影响沥青质含量的因素：-3N/m（25℃）的大部分有机溶剂。
1、溶剂性质。
可溶于表面张力大于25×10 溶剂的溶解能力愈强，同样浓度的沥青质溶液的黏度愈小；沥青质的分子量愈小，溶液的黏度也愈小。
2、溶剂数量。
3、温度。
温度升高，沉淀的沥青质含量减少。
4、胶质（树脂或极性芳烃）：为半固体或液体状的黄色至褐色的黏稠状物质（石油沥青中呈深黑至黑褐色），有很强的极性。
其组成和性质介于沥青质和油分之间，但更接近沥青质。
相对密度接近1（0.98-1.08），溶于各种石油产品及石油醚、汽油、苯等，不溶于乙醇及其他醇类。
胶质在沥青中起到扩散剂和胶溶剂的作用。
胶质赋予沥青可塑性、流动性．和黏结性，对沥青的延性和粘结力有很大影响。
胶质的化学稳定性差，在吸附剂的影响下，稍加热甚至是空气作用下就可氧化缩合为沥青质。
故可粗略的分为：易氧化和难氧化的两类。
5、油分：芳香分：深棕色的粘稠液体，由沥青中的最低分子量的环烷芳香化合物组成饱和分：由直链烃和直链烃组成，是一种非极性稠状油。
油分在沥青中起润滑柔软的作用。
油分含量越多，沥青的软化点越低，针入度越大，稠度降低。
油分经丁酮-苯脱蜡，-20℃冷冻，会分离出蜡。
6、蜡：指原油、渣油及沥青在冷冻时，能结晶析出、熔点在25℃以上的混合物组分。
对沥青性能的影响：1、流变性。
蜡主要溶解于油分中，当它以溶解状态存在时，会降低分散相的黏度；当它以结晶状态存在时，会使沥青屈服应力的结构；如果以松散粒子存在时，使沥青常温下黏度增大，当接近石蜡融化温度（50℃）时，蜡含量增加，反而使沥青的黏度降低。
因此蜡含量高的沥青温度敏感性强。
2、低温性能。
低温下高蜡含量沥青的结晶结构网增加了沥青的刚性，表现出了较高的弹性和粘性，随蜡含量的增加，沥青脆性也增大。
蜡使得沥青具有较高的温度敏感性。
（低温下，蜡结晶使沥青的脆性增大，从而导致沥青的低温性和黏性降低，使沥青变硬变脆导致路面低温抗裂性能降低，出现裂缝；高温下，蜡的熔融会使沥青的黏度降低，使沥青发软，导致路面的高温性能降低，出现车辙、壅包等病害。
）、界面性质。
蜡会降低沥青对食疗的黏附，同时，蜡集中在沥青表面使其失去3．光泽，并影响路面的摩阻性能。
、胶体结构。
蜡的结晶网格促使沥青向凝胶型胶体方向发展，但胶体系统结构4 不稳且具有明显的触变性。
胶体结构：、7 胶体结构及其脱稳凝聚机理大分子溶液或溶胶胶凝后，凝胶的结构仍在继续形成与发展。
随着时间的延续，胶体粒子或大分子会进一步靠近和定向更完全，从而使凝胶骨架收缩，一部分液体从凝胶中分离出来，称为脱水收缩作用或离浆作用一、胶体结构及其电位图4-1是胶体粒子的双电层结构及其电位分布示意图。