沥青材料的感温性资料讲解
沥青的性能指标
如：C25，5=100 表示：试验温度25℃，
流孔直径5mm，
时间100s。
按上述方法，在相同温度和 相同流孔条件下，流出时间 越长表示沥青粘度越大。
标准粘度计测定液体沥青示意图
第二节 沥青的低温性能
1.延性
a.定义：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，是沥青的内聚力的衡量，通常是用 延度作为条件延性指标来表征。
b.毛细管法 条件：严密控温 温度135度
真空毛细管粘度仪试验示意图
（2）条件粘度测定方法 a.针入度法 定义：在规定温度条件 下，以规定质量的标准 针经过规定时间贯入沥 青试样的深度，以0.1mm 为单位。
针入度法测定粘稠沥青针入度示意图
表示方式 PT,m,t
如：P25,100,5=60 表示：试验温度25℃ 荷 载质量100g 历时5s 贯入 沥青深度6mm
沥青粘度的测定方法 绝对粘度测定方法
相对粘度测定方法 ① 标准粘度计法CT,d ——单位 s ② 针入度法PT,m,t ——单位0.1mm ③ 软化点TR&B ——单位℃
2.沥青的低温性能
技术指标：延度D——单位cm，反映沥青的塑性。
脆点T ——单位℃，反映沥青低温变形能力。
3.沥青的感温性能
技术指标：感温性系数A
（1）水煮法试验（13.2mm以上）
（2）浸水法试验（9.5至13.2mm）
（3）净吸附法试验
（4）示踪盐法和光电分光光度法试验
水煮法试样
沥青路面坑洞
3.损坏机理分析
动水压力导致雨水进 入路面，并积聚于层 底，由于交通荷载的 反复作用导致沥青与 集料发生剥离。
4.沥青粘附性的改善
（1）在沥青中添加抗脱落剂 （2）在拌制沥青混合料是添加消石灰或水泥 （3）选用碱性石料 （4）保证石料表面的清洁度
道路石油沥青技术性能-高温及低温性能资料
关
毛细管的清洗、预热以及成样后的恒温
指
水浴温度控制
标
真空度的稳定状况
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性 双筒旋转式粘度计
能
主要用于测定牛顿流体，适用于测定高温（一般在软化点
相
以上）的视粘度。
关
指
标
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性 双筒旋转粘度计
能
若干假定：
相
圆筒内流体式样为非压缩性
能
相
关
指
标
BAC
τmax
施 加 的 剪 应 力
时间t
τmin
γmax
产 生 的 剪 应 变
Δt
时间t
γmin
三、动态剪切试验
高 温
主要指标计算
性 能 相
2T
r 3
关 r
指
h
虚 轴
G ''
G
标
G max min
max min
2f t
指 标
蠕变回复阶段应力被卸除，应变(或柔量) 中的弹性部分 逐渐回复，通过残余的粘性部分亦可得到η0
lim t / J 0
tcreep creep
re c ove ry
低温问题的提出
低 温
沥青混凝土面层的温度开裂是路面破坏的主要形式 之一。
性 能 相 关
气温骤降造成面层温度收缩 温度疲劳 半刚性基层温缩、干缩对沥青面层的综合作用
四、零剪切粘度
高 温
提出背景
性 能 相 关
现行Superpave 沥青结合料规范通过动态剪切流变试验
沥青材料学重点
一名词解释1沥青：指黑色到暗黑色的固态，或半固态粘稠状物质，含有某些矿物，其主要成分和石油沥青相同的一种混合物。
2石油沥青：从处理油渣中得到的，由烃及其可溶于二硫化碳的衍生物组成的暗褐色或黑色的半固体产品。
3道路沥青:属于半固态的沥青，其针入度（25°，100g，5s）在41—200（0.1mm）之间，主要是用于铺设道路的一种石油沥青。
4液体沥青：用汽油，煤油，柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻控沥青或稀释沥青。
在25°以下，在其上施加50g的重量1s后，针入度大于350（0.1mm）的沥青产品。
5稀释沥青：将油渣与石油馏出油相调和而得到的一种使用上比较方便，流动性能好的沥青混合物。
溶剂在使用的过程中挥发而残留出沥青。
6乳化沥青：将水与沥青在乳化剂存在下形成的沥青乳化液，也称沥青乳液。
7改性沥青：掺加橡胶，树脂，高分子聚合物，天然沥青，磨细的橡胶粉或其他材料等外加剂，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。
8改性乳化沥青：在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物乳胶，或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合，或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。
9沥青质：采用固定的沥青溶剂比，用轻质烃类沉淀出来的高分子量组分。
10沥青结合料：在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料的总称。
11沥青混合料：由矿料与沥青结合料拌合而成的混合料的总称。
12黏附性：是指沥青与别的物体之间的黏附能力，主要是由于吸附剂和被吸附的物质相接触时，分子之间的相互作用力引起的。
而黏结性是指沥青本身内部的黏结能力。
13触变性：假塑性流体在剪切流动时，发生分子定向，伸展和解缠绕，粘度随剪切速率的增大而降低，但当剪切流动停止或剪切速度减小时，分子定向等就立刻丧失恢复至原来状态。
14软化点：沥青材料是一种非晶质高分子材料，它由液态凝结为固态时，或由固态融化为液态时，没有敏锐的固化点或液化点，通常采用条件的硬化点和滴落点来表示。
道路石油沥青技术性能-高温及低温性能
标
T800要求值
50 (2.9031 log P25) (PI 20 PI
10)
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化单
性 注意事项：
能
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指
相
数。
关
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否
指
定。
标
实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便
关
确定高温粘度
指 标
逆流式毛细管法 赛波特粘度计法 RAV
乳化沥青和煤沥青
恩格拉粘度计法
标准粘度计法
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性 60℃粘度
能
60℃恰好处在夏季路面的高温条件，反映路面的实际情况，
相
为了使沥青混合料具有良好的抗流动变形能力，希望沥青
关
在此温度下有较高的粘度。
关
攻关专题的研究，提出了采用修正软化点代替实测的环球
指
法软化点，称为当量软化点。
标
当量软化点根据“等粘温度”原理提出，表达沥青粘度所
能承受的极限，大体相当于针入度达到800时的温度，遂
定义此温度为当量软化点，T800.
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化点
性 确定方法（一）
能
根据温度敏感性系数得到：
指
我国采用的试验方法为真空减压毛细管法。
标
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性
60℃粘度
能
理论公式的推导：
相
S pR4
关 指
D 8QL S r 2P P r
2rL 2L
沥青材料的感温性
交通工程学院
沥青材料的感温性
第一节 概述 第二节 沥青感温性指标 第三节 改善道路沥青感温性的措施
沥青材料的感温性
• 第一节 概述
感温性指标：表征沥青随温度而发生性质变化幅度 的指标。
沥青材料的感温性
弹性行为 粘性行为 粘弹性行为
低温开裂 永久变形 抗疲劳性能
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
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既然道路沥青的感温性对沥青的路用性能至关重要， 而且把道路沥青的针入度指数作为沥青标准中的最 核心的指标看待，那么改善沥青感温性就显得非常 重要。 目前，通常改善道路沥青的感温性的措施都集中在 两个途径上： ①在沥青的生产部门，认真选择原油，炼制温度敏 感性低的沥青，使其具有更好的路用性能； ②在沥青应用部门，通过采用各种类型的改性措施
• （3）由不同温度的针入 度计算PI
• 通常采用15℃、25℃、30℃（或5℃）的针入 度
沥青材料的感温性 • （4）由0.2Pa·s等粘温度及软 化点计算PI
此式对于蜡质沥青不适用，因为TR&B 有假象，应 予修正。方法是将针入度区直线延长与T800 线相交， 该温度TN 即修正软化点。
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
• 7.针入度测定值对针入度指 数PI的影响
由试验可知，针入度试验的精度对PI值有较大 的影响，尽管相关系数大于0.995，但由于试验温 度不同，计算的PI值也不同。
沥青材料的感温性
• 8.不同地区PI要求 的建议值
道路石油沥青技术性能-高温及低温性能资料
标
T800
lg
800 A
lg
P25
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能
当量软化点
确定方法（二）
较之方法一、 更为准确！
根据三个及三个以上温度下的针入度回归PI值，确定A、K
由PI回归公式进行反算：
相
关
指 标
T800
lg 800 K A
2.9031 K A
标
T800要求值
50
(2.9031 log P25) 20 PI
(PI
10)
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化单
性 注意事项：
能
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指
相
数。
关
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否
指
定。
标
实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便
道路沥青的路用性能
沥青混合料的高温及 低温性能
路用性能结构示意图
低温劲度模量
沥
感温性
软化点和当量软化点
青
低温针入度
结
高温性能
合
道
脆粘点与度当量脆点
料 的
路 沥
低低温温性性能能
DSR（延SHRP）度
高 温
青 路
抗疲劳性
及
用
低
性
老化性
温
能
低温收缩 DTT（SHRP） BBR（SHRP）
性
粘附性
低温粘度
以针入度为基础，容易掌握；实验设备，推广应用不存在任何困 难！
沥青材料的感温性分析
又由图２可知
ｍ。ｇ＝＿＝ｆ：Ⅱ８ｒ
（６）
式中：ｍ．为标准针的质量（ｋｇ）；ｇ为重力加速度；ｚ
为针入度值（ｍ）；８为标准针直径（ｍ）。
则粘度值可改写为
＿一黜
（７）
对式（７）进行积分处理
卜ｄ—ｒ７旦姿。ｄ。：
（８）
搿
㈣
对上式进行改写可得粘度值
ｖ一絮挚
㈤，
式中：￡，为某温度下针人度测试时间（ｓ）。 对剪切区厚度Ａ，ＨｅｕｋｅｌｏｍＥ６ ３对５０种沥青的
（２）在模型推导过程巾，假定了一个剪切区厚度 Ａ，其值的确定是通过有限种沥青回归后，由Ｈｅｕｋｅ— ｌｏｒｅ公式回归得到的．对不同沥青、不同温度、不同 标准针直径，该值都会有所差异，尽管对计算结果影 响不会太大，但这一厚度是由有限拗青样本提供的， 可靠性不强。
（３）模型中实际上假定ｒ针人度试验中的剪切 速率是匀速递减的，沥青在试验温度下是牛顿液体， 而实际试验中却不是这样的，因此由该模型预测的 粘度与实测粘度之间会产生一定的差异，这也会对 ＥｖＴｓ３计算结果产生影响。
ＣＨＥＮ Ｈｕａ－ｘｉｎｌ，Ｉ。Ｉ Ｎｉｎｇ－ｌｉ２，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ—ｑｉｌ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ ｇａｎ９１
（１．Ｋｅｙ ＬａＢｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｓｐｅｃｉａｌ Ａｒｅａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ． Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６４．Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
剪切流变仪或针入度试验结果换算出沥青粘度，来求算［ｖＴｓ］是可行的。
关键词：道路Ｚ－程；沥青；感温性；粘温指数；针入度；动态剪切流变仪；复数粘度；分析评价
沥青材料的高温性能
沥青材料的高温性能—软化点及当量软化点摘要车辙变形是当前沥青路面最主要的损坏形式。
沥青高温稳定不足的路面，反映在夏季高温季节中出现车辙、推拥的永久性变形，不仅影响行车舒适性，而且对交通安全造成威胁。
因此在沥青标准中无一例外的都列入了反映沥青高温使用条件的性能指标：软化点。
而当量软化点是为了排除蜡的影响提出的评价沥青混合料的高温性能的重要指标。
本文主要介绍了软化点及当量软化点的工程意义、工程应用及其影响因素、测试方法及设备。
关键词：软化点；当量软化点；沥青；高温性能1.绪论在我国大部分地区，夏季的最高气温能达到35-40ºC以上，沥青路面的最高温度达到60-65 ºC以上，再加上高温持续的时间长，致使沥青路面的重交通作用下迅速变形破坏。
沥青作为粘弹性材料，在如此持续高温的条件下，沥青性能由弹性体向塑性体转化，劲度模量大幅度降低，抗变形能力急剧下降，因此高温稳定性始终是沥青路面最基本的路用性能，车辙变形仍然是沥青路面最主要的损坏形式。
沥青高温稳定性不足的路面，反映在夏季高温季节出现车辙、推拥等永久性变形，不仅影响行车舒适性，而且对交通安全造成威胁。
据工业发达国家的资料，在许多国家，高速公路路面的维护、罩面的原因中，车辙的比率高达80％以上，可见问题的严重性。
沥青路面的车辙变形、拥包等实际上是一种混合料各种成分位置的变化过程，这时沥青的粘度较低，粘结集料抵抗变形的能力有限。
而沥青混合料的高温稳定性能，实际上是抵抗车辙反复压缩变形及侧向流动的能力，它首先取决于矿料骨架，尤其是粗集料的相互嵌挤作用，同时沥青结合料则起到阻碍混合料发生剪切变形的牵制作用，因而两者都是十分重要的。
在通常情况下，矿料级配的贡献率占到60％，沥青结合料则提供40％的抗车辙能力。
尤其是对许多密实型的密级配沥青混凝土来说，粗集料是呈悬浮型结构状态，相互嵌挤作用相当有限，沥青结合料具有较高的高温劲度就起到更为重要的作用。
沥青材料感温性解读
改善道路沥青感温性的措施
常用途径
从沥青的应用部门，通过采用各种类型的改性措施改 善沥青（或沥青混合料）的感温性。 • 全世界范围内，改性沥青的使用比例迅速增长。 • 改性沥青对于沥青的温度敏感性、低温稳定性和流 变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常 显著，沥青性能改善对提高路面长期使用性能有着 非常重要的作用。
加拿大
• 将温度敏感性作为主要指标 • 25℃针入度，60℃粘度和135℃粘度，并以此将沥 青分为A、B、C三级。
沥青感温性概述
其他国家的规定
美国SHRP计划 • 根据性能按照使用温度分级，分别在高温和低温下 进行沥青路用性能的检验，从根本上规定了感温性 的要求。
B A C
沥青感温性指标
T0.2 PaS TR& B 111 PIvis 20 T0.2 PaS TR& B 222
沥青感温性指标
针入度指数PI的计算方法
切夫隆公司的针入度指数诺谟图 其他针入度温度感应性的表示方法
沥青感温性指标
其他感温性指标
针入度粘度指数PVN • 利用25℃针入度和60℃（或135℃）粘度决定针入度 指数，称为针入度粘度指数PVN。
涵盖指标范围：以针入度、软化点、粘度、脆点、滴
点。
沥青感温性指标
沥青试验数据图（BTDC）
沥青感温性指标
沥青试验数据图（BTDC）
特点：能够反映沥青全温度域的性质指标的变化情况。 能够区分出三种沥青： • S级沥青 • B级沥青 • W级沥青
沥青感温性指标
针入度指数PI
沥青感温性指标
针入度指数PI的计算方法
0.2Pa· S等温粘度和软化点 • 在BTDC图上，0.2Pa· S等温粘度被认为是最适宜 沥青在集料表面裹覆的温度，即拌和温度。 • Heukelom提出利用0.2Pa· S粘度等粘温度T0.2Pa· S及 环球法软化点TR&B求取针入度指数PIvis。
沥青感温性能评价指标_马翔
沥青种类 15 针入度 / 0 1m m 软化点 / I PEN I TR& B 25 30
表 2 老化沥青针入度及针入度指数
1
试验材料与试验方法
本文采用 2 种 70# 普通沥青 ( P1 、 P 2 ) 和 3 种不
Tab. 2
Penetrations and penetration indi ces of ageing asphalts
Abstract: To choose t he reasonable evaluat ion index of t emperature susceptibilit y f or asphalt , the penetrat ion indices of asphalt w ere calculated t hrough the penetrat ions at 15, 25 and 30 and the penetrat ion and soft ening point at 25 respectively, they w ere applied t o evaluat e the temperat ure susceptibilities of tw o kinds of common asphalt s and t hree kinds of polymer modified asphalts( PMA) , the dynamic complex viscosit ies of the asphalt s under diff erent t emperat ure condit ions w ere test ed by using dynamic shear rheomet er, and t heir relationships bet ween viscosity and temperature w ere analyzed. Analysis result show s t hat t here are linear correlations betw een viscosit y and temperature for normal bit umens within 15~ 60 , t heir temperature suscept ibilit ies are a const ant, w hile the relationships of viscosity and temperature for PMA satisfy WLF equat ion, their temperature susceptibilities change w it h temperature. So the temperature suscept ibilit y of common asphalt may be expressed by using penet ration index, but temperature condition must be appointed to estimate t he t emperat ure suscept ibilit y of PMA. 6 tabs, 1 fig, 10 refs. Key words: pav em ent engineering; asphalt; WLF equat ion;
沥青感温性的试验研究
沥青感温性的试验研究王勤游国兰林绣贤（同济大学道路与交通工程重点实验室）摘要：该文对针入度指数（PI）法的沥青感温性表达式作了深入研究，以大量试验结果证明：应当保留以25℃针入度和环球法的软化点定沥青感温性系数A，进而计算PI值。
并对有关规范中的重交沥青和改性沥青的技术标准提出修订建议，可供修订规范参用。
关键词：沥青感温性针入度软化点针入度指数1前言沥青材料的感温性是沥青性能的重要指标，评价沥青感温性的方法，通常都采用粘度（稠度）随温度而变化的行为来表达。
常用的方法有：针入度—温度指数法，它根据不同温度条件下的针入度比值来表达。
粘度—温度指数法，则根据不同温度条件下粘度变化比率表达。
针入度—粘度法，是应用针入度与粘度两个值与温度的关系来表达。
而最常用的是针入度指数法，即PI法。
针入度指数（PI）法，是根据沥青在25℃时的针入度值P（dmm）与软化点T（℃）求得感温性系数A而计算PI值来表达。
由于沥青化学组成和胶体结构的不同，沥青粘度（稠度）与温度间的关系是很复杂的，当采用的试验温度区间不同及采用指标的表达方式不同，所得结果亦不同。
因此，不管采用什么指标表达，都应根据它的原始规定或假定，不可任意更改，否则将会得出混乱的结果。
2针入度指数（PI）法的原始假定及应用此法为普费和范·杜马尔所首创，他们的研究认为针入度（P）与温度（T）间有如式（1）关系。
LgP = AT+K （1）式中，斜率A称为针入度—温度感应性系数，并明确规定可由25℃时针入度（P）与软化点（T R&B）确定，并设沥青在软化点时的针入度为800，则斜率A如式（2）（2）普费等在制定针入度指数（PI）法时，以一种针入度为200的沥青，令其PI值为零，并假定感温性最大的沥青PI值为-10，感温性最小的沥青PI值为20，为使针入度指数值简化，乘以0.02(1/50)。
按此假定，A与PI关系为（3）式。
（3）(2)=(3)整理得：（4）此即PI法的原始来源。
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。
国产AH_90重交通道路沥青的感温性研究
国产AH-90重交通道路沥青的感温性研究王子军 张书红 李 锐 龙 军中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(北京100083) 摘要 以SHRP试验方法为主要手段,研究了几种有代表性的国产A H-90重交通道路沥青的感温性,通过对沥青在不同老化阶段、不同温区下的感温性指标的研究,表明老化对不同沥青的感温性影响程度差别不大,沥青在低温区的感温性与高中温区的感温性有些不同,国产的A H-90重交通道路沥青具有良好的感温性。
关键词 重交通道路沥青 感温性 SHRP 感温性是道路沥青最重要的性质之一,它是指沥青随温度变化而发生性质变化的幅度。
沥青是一类粘弹性材料,其性质容易随温度变化而发生变化。
另一方面,沥青在使用过程中,由于发生氧化、轻组分挥发、渗流、物理硬化等物理和化学的变化,也可能对沥青的感温性产生影响。
关于沥青的感温性,人们已经作了大量的研究工作,提出了许多表达沥青感温性的方法[1],但这些方法主要基于针入度、软化点等经验性的指标,而不是从沥青的力学性能指标的变化来表征沥青的感温性,因而这些方法的可靠性还需要进一步的研究。
最近,交通部提出的“道路石油沥青技术要求”意见征求稿中列入了针入度指数P I[2],用于评价道路沥青的感温性,这样做究竟是否合理需要进一步的数据支持。
SHRP计划提出了一套基于沥青力学性能测试的表征沥青使用性能的试验方法,这些试验方法的提出为表征沥青的感温性提供了比较科学的手段。
本研究以SH RP试验方法为手段,研究了我国国产的几种有代表性的AH-90重交通道路沥青的感温性。
1 试验试验所用AH-90重交通道路沥青全部为工业产品,这些沥青分别由进口原油和国产稠油采用适宜的工艺炼制得到。
沥青的主要性质见表1。
以SHRP试验方法为主要手段,对上述沥青测定了原样(未老化)沥青、薄膜烘箱老化(TFOT)后沥青以及加压老化(PAV)后沥青在高中温区、低温区的力学性质。
2 结果与讨论2.1 沥青的基本性质表1列出的是我国目前市场上供应量较大的几种国产AH-90重交通道路沥青的主要性质,可以看到,这些AH-90沥青的性能优良,蜡含量低、低温延度大、针入度比高。
沥青相关常识
2.按外观形态分为：液体沥青、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体
3.按用途分为：道路石油沥青（多用于拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于路面、地坪、地下防水工程和制作油纸等）、建筑石油沥青（多用于建筑屋面工程，地下防水工程）、防水防潮石油沥青（与建筑石油沥青相近，质量更好，多用于建筑屋面、防水防潮工程）、专用沥青
2、130号、160号沥青一般适用于寒冷地区中、低等级公路的层铺法表面处治沥青面层，通常还用作乳化沥青、稀释沥青、改性沥青、改性沥青的基质沥青。
改性沥青
2、建筑石油沥青（10# 30# 40#）
3、乳化沥青（阳离子型、阴离子型、非离子型、快裂型、中裂型、慢裂型、洒布型、拌合型、公路用乳化沥青、防水防乳化沥青）
4、改性沥青（SBS类、SBR类、SIS类、橡胶粉类、环保橡胶类、PE类、EVA类）
5、其他沥青（煤沥青、彩色沥青、磺化沥青、灌缝沥青、防腐沥青、泡沫沥青、电缆沥青、半氧化沥青）
六、中沥网沥青交易的基本规则【款、货、票】
买家下单--卖家确认订单--卖家上传已签订的合同--买家付款--卖家出货--买家确认已提货（填写实际发生数）--上传单据--确认收到发票--评价（可选择评价也可不选择评价）--交易完成
七、部分重点沥青企业
山东京博石油化工有限公司——海韵牌
山东滨化滨阳燃化有限公司——滨化牌
山东东明石化集团——路畅牌
“中石化”——东海牌
“中石油”——昆仑牌
八、国内炼厂
沥青的等级划分：
AH:重交通道路石油沥青
A：中、轻交通道路石油沥青
（A：适用于各等级公路和各个层次和场合B：适用于高速、一级公路的下面层及以下层次，二级公路及以下公路的各个层次。）
沥青材料感温性
V60 lg(60 10 / 13000 )
V135 lg(135 10 / 13000 )
沥青感温性指标
其他感温性指标
沥青等级指数C.I • 计算方法：
A1 46.07 (V60 V135 ) 72.25 8.5 (V60 V135 ) (V60 V135 )/ 75
lg L lg X PVN (1.5) lg L lg M
L、M分别为25℃针入度与PVN=0和 PVN=-1.5线的交点在粘度上的坐标
X为实际的60℃粘度η60℃或135℃粘度 η135℃。
沥青感温性指标
其他感温性指标
粘温指数VTS
lg lg(1 103 ) lg lg(2 103 ) VTS lg(T1 273.13) lg(T2 273.13)
改善道路沥青感温性的措施
常见改性沥青 • SBS改性沥青
– SBS 改性沥青无论从高温、低温性能，弹性恢复性能、 感温性哪个方面，都有明显的优势 – SBS 的优越性突出表现在使软化点大幅度提高的同时， 又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，不仅高温 稳定性大幅度提高，而且低温性能也同时改善，并且弹性 恢复率特别大，所有指标都有明显提高
lg1.2 lg P25 AF TF 25
PIF 30 10 1 50AF
沥青感温性指标
针入度指数PI的计算方法
不同温度的针入度 • 通常用15℃、25℃和30℃（或5℃）三个温度下的 针入度，经过回归得到温度敏感性系数A
lg P AT K
PIlg pen 20 500Alg pen 1 50Alg pen
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沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
谢谢！
沥青材料的感温性
6.温度敏感性指标的选择
既然沥青的感温性指标的表达方式多种多样，就必然存在一个选择及 各种指标的适用性的问题。尤其是对PI及PVN两个指标哪个更能反映沥青 的感温性，不同的研究者有不同的看法。
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
7.针入度测定值对针入度指数PI的影响
在低温（低于玻璃化温度 Tg）状态下是玻璃状的弹性 态（弹性模量），高温时为 流动态（粘度），在大部分 道路的使用期是类似于橡胶 的粘弹性态（劲度模量）。
沥青材料的感温性
由于沥青材料的粘弹性， 它的任何性质都是温度和时 间的函数，图2-1-3表示沥青 在60℃下流淌1h，相当于 25 ℃下流淌了10h。
常使用的一种墨西哥200号道路沥青的温度敏感性为标准，假定其针入 度指数PI为0，由此制定的针入度指数PI为：
由此概念出发，便得到了一系列计算针入度指数PI的方法。
沥青材料的感温性
（1）由25℃针入度及软化点计算PI
此式仅适用于蜡含量很少的S级沥青，对我国大量使用的多 蜡沥青，在软化点温度下，针入度不一定是800，因而是不 适用的。
沥青材料的感温性
从图中可以看出，变化相同的温度，A沥青的针入度或粘度的 变化小于B沥青，而B沥青的变化小于C沥青，这种受温度影 响沥青性质变化的程度就叫做沥青的温度敏感性，简称感温 性。 最常用的描述沥青感温性的指标是针入度指数PI值
沥青材料的感温性
第二节 沥青感温性指标
国际上用以表示沥青感温性能的指标有许许多多表达式， 现在普遍采用的有针入度指数PI、针入度粘度指数PVN及 粘温指数VTS等。表2-1-1表示这些指标所反映的温度范围。
由试验可知，针入度试验的精度对PI值有较大的影响， 尽管相关系数大于0.995，但由于试验温度不同，计算的PI 值也不同。
沥青材料的感温性
8.不同地区PI要求的建议值
沥青材料的感温性
第三节 改善道路沥青感温性的措施
既然道路沥青的感温性对沥青的路用性能至关重要，而且 把道路沥青的针入度指数作为沥青标准中的最核心的指标 看待，那么改善沥青感温性就显得非常重要。 目前，通常改善道路沥青的感温性的措施都集中在两个途 径上： ①在沥青的生产部门，认真选择原油，炼制温度敏感性低 的沥青，使其具有更好的路用性能； ②在沥青应用部门，通过采用各种类型的改性措施改善沥 青（或沥青混合料）的感温性。
沥青材料的感温性
交通工程学院
沥青材料的感温性
第一节 概述 第二节 沥青感温性指标 第三节 改善道路沥青感温性的措施
沥青材料的感温性
第一节 概述
感温性指标：表征沥青随温度而发生性质变化幅度的指标。
沥青材料的感温性
弹性行为 粘性行为 粘弹性行为
低温开裂 永久变形 抗疲劳性能
沥青材料的感温性
沥青在不同温度下的这些 性质可以用图2-1-2描述。
沥青材料的感温性
1.沥青试验数据图（BTDC）
1969年，壳牌石油公司研究所 W·Heukelom 提出了一 种沥青试验数据图（Bitumen Test Data Chart），简称 BTDC，用以表征石油沥青常规试验性质的相互关系。这 些性质包括针入度、软化点、粘度、脆点、滴点等。
BTDC曲线的最大特点是能反映沥青全温度域的性质指标 的变化情况，曲线的斜率表示沥青性能受温度影响变化的 幅度，所以是表示沥青感温性的最好办法。
沥青材料的感温性
（4）Cornelissen 的试验式 （5）Walther 与 Saal 的试验式
沥青材料的感温性
5.沥青等级指数C.I
沥青等级指数C.I实际上是一种沥青类型指数，与壳牌石油 公司提出的BTDC图的意义相同。它是利用沥青在较高温 度下，即粘度区的性质与沥青软化点的关系建立的。 C.I的计算方法如下： 令
沥青材料的感温性
4.粘温指数VTS
沥青粘度随温度而变化的程度直接反映了沥青的感温性， 因此沥青的粘温关系是流变学的基本内容之一。各国学者 对此进行的研究甚多，大致有以下几种表达形式： （1）Audrade 的纯理论公式 此式也可以用对数形式表示
（2）Lee 的试验式
（3）Sohweyer 的试验式
沥青材料的感温性
利用BTDC，可以区分三种类型的沥青： （1）S级沥青 （2）B级沥青 （3）W级沥青
沥青材料的感温性
2.针入度指数PI
早在1936年,Pfeiffer和J Phand VanDoormaal 就通过大量的沥青 试验，得出了沥青针入度（对数）温度直线关系：
Pfeiffer和J Phand VanDoormaal定义了针入度指数的lg概P念=，AT并+以K通
沥青材料的感温性
（5）切夫隆公司的针入度指数诺谟图
沥青材料的感温性
(6)其他针入度温度感应性的表示方法
沥青材料的感温性
3.沥青的针入度粘度指数 PVN
Mcleod 提出了用25℃针入度与135℃粘度决定针入度指数的方法，并 把此法求得的针入度指数称为针入度粘度指数，简称 PVN。 Mcleod还提出了利用 PVN 反算出基准软化点，再由 Van der Poel 诺谟图计算沥青劲度的方法。
沥青材料的感温性
（2）由25℃针入度及脆点计算PI
沥青材料的感温性
（3）由不同温度的针入度计算PI •常采用15℃、25℃、30℃（或5℃）的针入 度
沥青材料的感温性
（4）由0.2Pa·s等粘温度及软化点计算PI
此式对于蜡质沥青不适用，因为TR&B 有假象，应予修正。 方法是将针入度区直线延长与T800 线相交，该温度TN 即修 正软化点。