第七章沥青材料

溶剂法：将沥青分离为油分、树脂和沥青质等三组 分。
溶剂一吸附法
第七章沥青材料
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• （1）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。其组分性状如下。
• 石油沥青三组分分析法的各组分性状
• 油分 淡黄色透明液体200～700 0.5～0.745～60 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
• 参考资料：《土木工程材料》陈志源
•
《道路建筑材料》严家伋
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《道路建筑材料》孙 凌
•
《沥青及沥青混合料路用性能》
•
《沥青及沥青混合料试验规程》
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• 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。
• 沥青材料按其在自然界中的获得方式可分为 二大类：地沥青、焦油沥青。
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• （2）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。其组分性状
• 饱和分 无色液体 0.89625烷烃、环烷烃
• 芳香分黄色至红色液体 0.99730 芳香烃、含S衍 生物
• 胶质 棕色粘稠液体 1.09970多环结构，含S、O、 N衍生物
• 沥青质深棕色至黑色固体1.153400缩合环结构， 含S、O、N衍生物
• 第8章 沥青和沥青混合料
• 主要内容：石油沥青的生产工艺
•
石油沥青的组成和结构
•
石灰的技术性质
• 重点内容：石油沥青的组成和结构
•
石油沥青的三大指标
• 难 点：石油沥青的组分分析
•
石油沥青的胶体结构
•
石油沥青的三大指标
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• 要 求 ：掌握石油沥青的组成和结构
•
掌握石油沥青的技术性质
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溶胶结构——在路用性质上具有较好的自愈性和 低温变形能力，但温度感应性较差。
溶一凝胶结构——在路用性能，在高温时具有较 低的感温性，低温时又有较好的形变能力。
凝胶结构——在路用性能上，具有较低的温度感 应性，但低温变形能力较差。
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• 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， 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。
２.氧化法
氧化沥青软化点升高，针入度减小，延度降 低。
３．溶剂法
溶剂沥青可获得兼具高温稳定性和低温抗裂
性
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• 8.1.2石油沥青的组成和结构
1.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”。
• 组分分析方法
沥青组分分析的方法：
• 树脂 红褐色粘稠半固体800～3 000 0.7～ 0.815～30温度敏感性高，熔点低于100℃，相对 密度大于1.0～1.1
• 沥青质深褐色固体微粒1 000～5 000 0.8～1.05～ 30加热不熔化而碳化，相对密度1.1～1.5
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• 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。油分在一 定条件下可以转化为树脂甚至沥青质。 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，其含 量增加，沥青的粘聚力和延伸性增加。沥青树脂 中还含有少量的酸性树脂，它是沥青中活性最大 的部分，能改善沥青对矿质材料的浸润性，特别 是提高了与碳酸盐类岩石的粘附性，增加了沥青 的可乳化性。
• 地壳中的石油，在各种自然因素的作用下， 经过轻质油分蒸发、氧化和缩聚作用，最后形成 的天然产物，称“天然沥青”，石油经各种炼制 工艺的加工而得到的沥青产品，称“石油沥青”。
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• 沥青作为一种有机胶凝材料，具有良好 的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性，在建筑 工程中主要用做防潮、防水、防腐蚀材料， 用于屋面、地下防水工程以及其它防水工程 和防腐工程，沥青还大量用于道路工程。
沥青质——沥青中不溶于正庚烷的组分
饱和分——将可溶分（即软沥青质）吸附于氧化铝谱 柱上，被正庚烷洗释的组分。
芳香分——被甲苯洗释的组分。
胶质——甲苯一乙醇洗第释七章的沥青组材料分。
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• 2.石油沥青的胶体结构
沥青的胶体结构是以沥青质为胶核，胶 质分被吸附其表面，并逐渐向外扩散形成 胶团，胶团再分散于芳香分和饱和分中。
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2.沥青的胶体结构与性能
• 从图8-2可见，黑色为沥青质，随沥青质含量增 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。当地沥青质含量相对教少 时，油分和树脂含量相对较高，胶团外膜较厚， 胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成溶胶结 构。当地沥青质含量较多而油分和树脂较少时， 胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，移动比较困难， 这时沥青形成凝胶结构。当地沥青质含量适当， 并有较多的树脂作为保护膜层时，胶团之间保持 一定的吸引力，这时沥青形成溶胶－凝胶结构。 其性能可作如下对比：
• 8.1石油沥青
• 8.1.1石油沥青的生产工艺
• 石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻 质油(如汽油、煤油、柴油等)及润滑油以后 的残留物，或再经加工而得的产品。
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１．蒸馏法
直馏沥青，直馏沥青因为仅分馏出一些轻 质油品，具化学组分并未发生化学变化，它与 氧化沥青相比，温度稳定性和气候稳定性较差。
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• 当地沥青质含量适当，并有较多的树脂作为 保护膜层时，胶团之间保持一定的吸引力，这 时沥青形成溶胶—凝胶结构。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。
Hale Waihona Puke Baidu
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• 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。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。 三组分分析的优点是组分界限很明确，组分 含量能在一定程度上说明它的工程性能，但是它 的主要缺点是分析流程复杂，分析时间很长。
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按照四组分分析法，各组分对沥青性质的影响，根 据科尔贝特的研究认为：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。 色谱分析法：三组分、四组分法，四组分法：