道路建筑材料第四章

（2）溶凝胶型结构：
沥青质含量适当，胶团数量增多，之间有吸引力。属于 粘—弹性体（为塑性体）路用性能好。
此类沥青的特点：变形时，最初阶段表现出一定程度的弹 性效应，但变形增加至一定数值后，则又表现出一定程 度的粘性流动，是一种具有粘-弹特性的伪塑性体。现 代高等级沥青路面用的沥青都是属于这类胶体结构的沥 青，这类沥青的路用性能好，在高温时具有较低的感温 性，低温时又具有较好的形变能力。
面短。 沥青的主要缺点：易老化、温度稳定性差。
三、石油沥青的技术性质
（一）物理特征常数
1、密度
0.97~1.04
2、热胀系数:沥青在温度上升1℃时的长度或体积变化，分 别为线胀系数或体胀系数，统称热胀系数。
3、介电常数
沥青作为介质时平行板电容器的电容
真空作介质时相同平行板电容器的电容
耐久性、抗滑性能
第四章 沥青材料
第一节 石油沥青 第二节 煤沥青 第三节 乳化沥青 第四节 改性沥青
概述：
⑴定义：复杂的C、H化合物，及其非金属（O、S、N） 衍生物所组成的混合物。 (2)石油形成的条件：
①要有良好的保存条件——不致腐化 ②要有一定的温度（50度左右）——热催化作用 ③要有相当长的时间——1000万年以上。 (3)特性：粘结性好、塑性好、不透水性好、防腐性
所需要的时间（S）。 总结：流出时间愈长，表示沥青粘度愈大。
②针入度法（粘稠）常用条件： P25,100,5S=35°（0.1mm）
旋转粘度试验示意图
旋转Co粘n度ce计nt：ric测C定y沥lin青de施r 工Rh温eo度m区et的er粘s 度
双筒C旋on转c粘en度t计ricCCCRylinder
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14
滑板粘度试验示意图
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F
dy u
F A dv
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2）条件粘度测定 ①标准粘度计法（液态） 仪器：标准粘度计 试验条件：CT,d表示 （温度 流孔 50ML 时间） 例：C60,5=120S C25,5=15S （流出：50ml） 在规定温度条件下，通过规定的流孔直径，流出50ml体积，
（二）化学组分：*采用‘溶解吸附’的方法， 分离为化学性质相近和路用性质有一定联系的 几个组，称之为组分。（马尔库松）——硅胶、 相似相溶（无极性）、有极性（不相溶）的方 法分离。
1、三组分分析法： 油分、树脂、沥青质 蜡 油分：淡黄透明的液体——流动性 树脂：红褐色粘稠半固体——塑性、粘结性 沥青质：深褐色固体粉末状微粒—— 温度稳定性 沥青质含量越高越好？
(4)沥青材料分类： 按产源及生产工艺分：
地沥青 天然地沥青 石油沥青（蒸馏）
木沥青 焦油沥青 煤沥青 （干馏） 页岩沥青
第一节 石油沥青
一、概述
1、定义：原油提取汽油、煤油、柴油及各级润滑油后的 残渣深加工而得到。
2、生产工艺 常减压蒸馏工艺、氧化工艺、溶剂脱沥青工艺、调和工艺 3、石油沥青的分类 （1）按加工方法分类：蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青、
2、四组分分析法 沥青质、胶质、芳香族、饱和分 沥青质：黑色或棕色固体——感温性 胶 质：深棕色固体或半固体——粘附性 芳香族：深棕色粘稠液体——溶解能力（流动性） 饱和分：稻草色或白色液体——稠度
（三）胶体结构： 1、胶体理论认为：沥青是复杂的胶体结构
分散相——沥青质 分散介质——油分 (饱和分、芳香分)
F
A
dV
F
பைடு நூலகம்dy
沥青
F A dvη—粘滞系数（粘度） u
dy
F τ A dv u ； dv u 1 t dy dy t t
2）非牛顿流型沥青的粘度表达方式：
剪应力与剪变率并非线性关系
表观粘度
*
c
c＝1，表示牛顿流型沥青；
c<1，表示非牛顿流型沥青；
c——沥青的复合流动系数
3、沥青粘度的测定方法 **两类：绝对粘度：绝对单位粘度计
相对粘度：条件粘度——经验方法 1）绝对粘度的测定方法（运动粘度）
①毛细管粘度：（运动粘度）135℃ 流经规定体积，所需 时间（毛细管粘度仪）幻灯片 19 ②旋转粘度幻灯片 20 ③滑板粘度幻灯片21
毛细管粘度仪试验示意图
在严格控制温度和 真空度的条件下， 测定一定体积沥青 被吸过毛细管所需 要的时间
3、胶体结构类型判定——针入度指数（计算比较） 4、沥青的老化及组分的转化 “老化”：沥青在大气的作用下，由于阳光、空气，使之化
学分子产生氧化、缩合，组分和结构的转化称为老化。 沥青组分的转化： 组分从油分→树脂→沥青质； 胶体结构从溶胶型→溶凝胶型→凝胶型这个转化过程。 沥青组分的转化（老化）是必然的，故使用寿命比水泥砼路
胶质裹覆沥青质表面——（胶团）
沥青质
油分
2、分类 （1）溶胶型结构：
沥青质量少，胶团距离远，自由移动。（液） 此类沥青的特点：对其施加荷载时几乎没有弹性效应，呈
牛顿流型流动，所以也称牛顿流沥青。这类沥青在路用 性能上有较好的自愈性和低温变形能力，但温度感应性 差，高温时粘度很小，冷却时变为脆性固体。
调和沥青
（2）按照形态分类：粘稠沥青、液体沥青 （3）按用途分类：道路沥青、建筑沥青、水工沥
青、防腐沥青 4、路用石油沥青：粘稠石油沥青
（包括：快凝、调合、乳化、混合） 5、沥青稀释的方法：加热、加稀释剂、乳化。
（流动性）
二、石油沥青的组成和结构
（一）原素组成：C、H化合物和O、S、N衍生 物组成的混合物，此外，还含有微量元素。 （不能反映其性质）
（二）粘滞性（粘性）
1、定义：粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。 粘滞性是划分沥青等级的主要技术指标。
车辙
等级划分的主要依据
2、粘度的表达方式：
1）牛顿流型沥青的粘度表达方式：
沥青在高温条件下，可视为牛顿液体。
认为剪应力与剪应变率的流变曲线是直线。
动力粘度（绝对粘度）：
运动粘度：
牛顿液体受力示意图
（3）凝胶型结构：
沥青质含量很高，胶团形成空间网络，吸引力大，先弹性 变形，再粘—弹性体，特点感温性好，低温变形差。
此类沥青的特点:当施加荷载很小时或荷载时间很短时，具 有明显的弹性变形，当应力超过屈服值之后，表现为粘 -弹性变形。这类沥青为弹性沥青，在路用性能上具有 较好的温度感应性，但低温变形能力较差。