道路建筑材料（第2版）課件 單元六 瀝青材料之模塊一~模塊三 瀝青及其分類-其他瀝青

道路建筑材料

單元六瀝青材料課程思政元素：

“中國制造”價(jià)值引領(lǐng)：正所謂“人不可貌相，海水不可斗量”

“其貌不揚(yáng)”的“黑”石油瀝青給人類創(chuàng)造了舒適的交通環(huán)境

“中國制造”的具有各種特殊功能的新型瀝青備受世界青睞！

知識目標(biāo)?了解煤瀝青、改性瀝青和乳化瀝青的技術(shù)性能及其應(yīng)用?熟悉石油瀝青的組成結(jié)構(gòu)(技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?掌握石油瀝青三大技術(shù)指標(biāo)的測試方法(能根據(jù)技術(shù)指標(biāo)做出正確評價(jià)能力目標(biāo)?能根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》對石油瀝青相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，并依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對所測定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行正確評定和合理選用瀝青?能夠規(guī)范填寫實(shí)驗(yàn)原始記錄，并獨(dú)立出具相關(guān)試驗(yàn)報(bào)告模塊一

瀝青及其分類概述1、

瀝青的定義：瀝青作為一種憎水性的有機(jī)膠凝材料，是高分子碳?xì)浠衔锖头墙饘傺苌?，是由多種有機(jī)化合物構(gòu)成的復(fù)雜混合物。2、瀝青的物理性質(zhì)：形狀：具有良好的不在常溫下是粘稠狀的液體、半固體或固體；顏色：呈輝亮褐色以至黑色透水性、粘結(jié)性、塑性和抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕性，電絕緣體；能溶解于二硫化碳、苯等有機(jī)溶液。瀝青地瀝青天然瀝青：存在于自然界中的瀝青石油瀝青：石油加工后的殘留物焦油瀝青煤瀝青：煉焦炭或制煤氣的副產(chǎn)物頁巖瀝青：油頁巖煉油工業(yè)的副產(chǎn)品3、瀝青的分類

瀝青按其在自然界中獲取的方式不同，可分為地瀝青和焦油瀝青兩大類。1、天然瀝青——湖瀝青

特立尼達(dá)湖瀝青(TriniadaLakeAsphalt)是世界上最為著名的天然瀝青之一，它產(chǎn)于南美洲加勒比海島國－風(fēng)景秀麗的特立尼達(dá)和多巴哥境內(nèi)的瀝青湖。該瀝青湖又叫彼奇湖，面積44萬平方米，深約82米，湖中瀝青儲量達(dá)1200萬噸，是世界上最大的天然瀝青產(chǎn)地。特立尼達(dá)瀝青湖1.1地瀝青2、石油瀝青

石油瀝青是原油分餾各類產(chǎn)品后的殘?jiān)?jīng)過精制加工而制成的。我國儲藏著極其豐富的石油資源，如大慶油田、克拉瑪依油田、勝利油田和茂名油田等都有很大儲量。各地油田的類別不同，瀝青的性能也有明顯的差異。石油瀝青是我國道路工程中使用量最大的一種瀝青材料。

焦油瀝青——巖瀝青：巖瀝青生成于巖石的夾縫中，縫寬很窄，僅數(shù)十厘米，深可達(dá)幾百米。天然巖瀝青是一種純天然的碳?xì)浠衔?，熔點(diǎn)在150℃以上，我國青海及克拉瑪依地區(qū)有所開采，但很少用于道路。美國北部猶他州的盆地的巖瀝青是世界上最為著名的巖瀝青。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值軟化點(diǎn)，℃160～175針入度，250比重1.04～1.06閃點(diǎn)，25℃315＋1.2焦油瀝青模塊二

石油瀝青1、按瀝青在常溫下的稠度分類1)液體瀝青在常溫下為液體狀態(tài)的瀝青，稱為液體瀝青，其針入度大于300。2)黏稠瀝青在常溫下呈固體、半固體狀態(tài)的瀝青，稱為黏稠瀝青，其針入度在300以下。2.1石油瀝青的分類

液態(tài)瀝青

半固態(tài)瀝青

固態(tài)瀝青2、按加工方法分類我國生產(chǎn)瀝青的主要工藝方法有：蒸餾法、氧化法、半氧化法、溶劑法和調(diào)和法等。提煉石油的方法不同，瀝青制造方法不同，瀝青的性狀就有很大的差異。

1)直餾瀝青

原油經(jīng)過常壓塔和減壓塔，將石油在不同沸點(diǎn)溫度的餾分如汽油、煤油和柴油等蒸餾提出之后，可以獲得加工瀝青的原料，或再經(jīng)減壓深拔，殘留的黑色液體狀產(chǎn)品，符合瀝青標(biāo)準(zhǔn)的，稱為直餾瀝青。直餾瀝青含有許多不穩(wěn)定的碳?xì)浠衔?，所以直餾瀝青溫度感應(yīng)性大(即溫度升高容易變軟)，溫度穩(wěn)定性和氣候穩(wěn)定性較差，一般不能直接使用。

2)蒸餾瀝青

將殘留瀝青或渣油加熱至300

℃～330

℃后，吹入過熱水蒸氣，使瀝青中的部分油質(zhì)被水蒸氣蒸餾，從而提高了瀝青樹脂質(zhì)和瀝青質(zhì)的相對含量，增大了瀝青的稠度。這通常是提高瀝青稠度的一種方法，這種瀝青稱為蒸餾瀝青。

3)氧化瀝青

將各種低標(biāo)號瀝青或渣油在200

℃～220

℃的高溫下吹入空氣，通過氧化改變?yōu)r青的成分，提高瀝青稠度，稱為氧化瀝青。

氧化瀝青比直餾瀝青的稠度高，具有較低的溫度感應(yīng)性，不易受溫度變化的影響，有很高的熱穩(wěn)性，且具有彈性，但低溫變形能力較差(即低溫時(shí)容易脆裂)，其延伸度沒有直餾瀝青好。

4)調(diào)和瀝青

為了得到理想的瀝青材料，可以按要求調(diào)劑瀝青中的化學(xué)組分，這種由人工調(diào)配組分的瀝青稱為調(diào)和瀝青。調(diào)和瀝青可根據(jù)瀝青性能的需要，調(diào)配成延性和溫度穩(wěn)定性均很好的瀝青。

5)溶劑瀝青

渣油采用溶劑脫瀝青的裝置萃取脫瀝青油后，剩下的瀝青稱為溶劑瀝青。常用的溶劑有丙烷、丙-丁烷和丁烷等。通過這種方法得到的溶劑瀝青含蠟量大大降低，使瀝青的性能得到改善。3、按原油的基屬分類

目前，我國的原油是按照“關(guān)鍵餾分特性”和“含硫量”的分類方法進(jìn)行分類的。主要包括石蠟基原油、環(huán)烷基原油、中間基原油。

按現(xiàn)行常規(guī)工藝，原油基屬的選擇，最好是選用環(huán)烷基原油，其次是中間基原油，最好不選用石蠟基原油，因?yàn)槭灥拇嬖趯⒔o瀝青路用性能帶來不良的影響。但是，石蠟基原油通過現(xiàn)代工藝如溶劑法處理，也能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瀝青。1、石油瀝青的元素組成

石油瀝青是由多種極其復(fù)雜的碳?xì)浠衔锖瓦@些碳?xì)浠衔锏姆墙饘傺苌锝M成的混合物，它的通式為CnH2n+aObScNd，所以它的化學(xué)元素主要是碳(80%～87%)和氫(10%～15%)，其次是非烴元素，如氧、硫、氮等(小于3%)，此外還含有一些微量的金屬元素，如鎳、釩、鐵、錳等，含量約為百萬分之幾至百萬分之幾十。2.2石油瀝青的元素組成和化學(xué)組分

2、石油瀝青的化學(xué)組分

目前通常采用化學(xué)組分分析的方法，利用瀝青在不同有機(jī)溶劑中的選擇性溶解或在不同吸附劑上的選擇性吸附，而將瀝青分離為幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)與路用性能有一定聯(lián)系的組，這些組就稱為“瀝青的化學(xué)組分”，簡稱“組分”。

將瀝青分為不同組分的化學(xué)分析方法稱為組分分析法。組分分析是利用瀝青在不同有機(jī)溶劑中的選擇性溶解或在不同吸附劑上的選擇性吸附等性質(zhì)進(jìn)行分組。

丁·馬爾庫松(德國)將瀝青的化學(xué)組分分為瀝青質(zhì)、樹脂、油分、蠟、瀝青酸和瀝青酸酐、瀝青碳和似碳物。美國人L.R哈巴爾德和K.E斯坦費(fèi)爾德的三組分分析法。科爾貝特(L.W.Corbete)(美國)的四組分分析法。1)三組分分析法：油分、樹脂、瀝青質(zhì)。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是組分分解明確，組分含量能在一定程度上說明瀝青的路用性能；主要缺點(diǎn)是分析流程復(fù)雜，分析時(shí)間長。

2)四組分分析法：飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。

由相同油源、相同生產(chǎn)工工藝制得的瀝青，瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量越高，其針入度值越小(稠度越大)，軟化點(diǎn)越高；飽和分含量越高，其針入度值越大(稠度越小)，軟化點(diǎn)越低；芳香分含量對針入度、軟化點(diǎn)無顯著影響，但極性芳香分含量越高，對其黏附性有利。同時(shí)，瀝青質(zhì)能夠提高瀝青的黏結(jié)性和熱穩(wěn)定性，而膠質(zhì)則能改善其塑性。3)瀝青的“老化”

瀝青在長期使用過程中，在空氣、陽光、水的作用下，它的化學(xué)組分也會發(fā)生轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化的趨勢是油分、樹脂含量逐漸減少，瀝青質(zhì)的含量不斷增加。從而使瀝青不斷“老化”。根據(jù)瀝青中各組分的化學(xué)組成和相對含量不同，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)可分為溶膠、凝膠、溶-凝膠三種結(jié)構(gòu)，(1)溶膠結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)含量極少，飽和分、芳香分（油分）和膠脂多。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是良好的塑性和流動(dòng)性，開裂后的自愈能力較強(qiáng)，高溫穩(wěn)定性較差。液體瀝青等大部分直餾瀝青多屬溶膠型瀝青。2.3石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)(2)溶-凝膠結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)的含量適當(dāng)(15%~25%)，油分和樹脂亦適中。有較好的黏結(jié)性、塑性和溫度穩(wěn)定性，高溫時(shí)有較低的感溫性，低溫時(shí)又有較好的變形能力，是道路瀝青中較為理想的瀝青結(jié)構(gòu)。(3)凝膠結(jié)構(gòu)油分和樹脂的含量很少，瀝青質(zhì)含量較多(＞30%)。彈性和黏結(jié)性較高，溫度敏感性小，高溫穩(wěn)定性較好，但流動(dòng)性和塑性較差，開裂后的自愈能力較差。氧化瀝青多屬于凝膠型瀝青。(a)溶膠型(b)溶-凝膠型(c)凝膠型

瀝青的膠體結(jié)構(gòu)類型2.4.1黏結(jié)性(黏滯性)

定義：黏滯性是指瀝青在外力作用下，抵抗變形的能力。同時(shí)黏性也是瀝青軟硬、稀稠程度的反映；石油中地瀝青質(zhì)含量較多時(shí)，黏性較大；溫度下降時(shí)，黏性較大。1、瀝青絕對黏度(動(dòng)力黏度)

在兩塊金屬板中間夾一瀝青層，當(dāng)其受到剪切變形時(shí)，瀝青層會產(chǎn)生抵抗移動(dòng)的抗力。這種抗力用瀝青的內(nèi)摩擦系數(shù)即絕對黏度表示。

瀝青剪切變形示意圖2.4石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2、瀝青相對(條件)黏度影響因素：組分含量：一般隨瀝青質(zhì)的含量增加，黏性也增大。溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，黏性隨溫度升高而降低，反之則增大。檢驗(yàn)方法：黏稠石油瀝青

針入度法測定

液體石油瀝青

標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)法測定1)針入度定義：針入度是指瀝青試樣在規(guī)定溫度的條件下，以規(guī)定荷載的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)貫入瀝青試樣的深度，以1/10

mm(或0.1

mm)為單位表示。測試方法：針入度試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)針、針連桿和附加砝碼的總質(zhì)量為100

g±0.05

g，溫度25

℃，荷載100

g，貫入的時(shí)間5

s。黏稠瀝青的黏結(jié)性是用針入度表示的，針入度值越小，表示瀝青的黏結(jié)性越好。針入度也是劃分黏稠瀝青標(biāo)號的依據(jù)，例如，針入度值在(60～80)(1/10

mm)的瀝青，其標(biāo)號為AH-70號。如果為確定針入度指數(shù)(PI)，常用的試驗(yàn)條件為15

℃、25

℃和30

℃，如果采用30

℃作為試驗(yàn)條件測得的針入度值過大，則可以采取5

℃作為試驗(yàn)條件。瀝青針入度試驗(yàn)(一)目的與適用范圍本方法適用于測定道路石油瀝青、聚合物改性瀝青針入度以及液體石油瀝青蒸餾或乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物的針入度，以0.1mm計(jì)。其標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件為溫度25℃，荷重100g，貫入時(shí)間5s。(二)儀器設(shè)備

針入度儀、

標(biāo)準(zhǔn)針、盛樣皿、恒溫水槽、溫度計(jì)、盛樣皿蓋、計(jì)時(shí)器(精度為0.1s)、三氯乙烯、電爐或砂浴、石棉網(wǎng)、金屬鍋或瓷把坩堝等。瀝青針入度儀恒溫水槽標(biāo)準(zhǔn)針(三)瀝青(原材料)檢驗(yàn)要求瀝青應(yīng)有質(zhì)量證明單進(jìn)料≤500t為一批，每批均應(yīng)進(jìn)行3大指標(biāo)檢測。檢驗(yàn)結(jié)果有一項(xiàng)不合格或與質(zhì)量證明單指標(biāo)相差較大，則應(yīng)每車取樣進(jìn)行檢驗(yàn)生產(chǎn)用瀝青每班應(yīng)進(jìn)行3大指標(biāo)檢測初次使用的瀝青應(yīng)進(jìn)行全套檢驗(yàn)，常用瀝青應(yīng)每年進(jìn)行一次全套檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)瀝青材料應(yīng)按不同品牌、不同標(biāo)號分別儲存非使用期內(nèi)瀝青的儲存溫度不得超過100℃；使用期內(nèi)瀝青溫度宜在130℃~175℃瀝青材料不得采用明火直接加熱，當(dāng)采用導(dǎo)熱油加熱工藝時(shí)，導(dǎo)熱油熱溫度不得超過瀝青最高允許加熱溫度50℃瀝青取樣器瀝青盛樣桶1、按規(guī)定的方法準(zhǔn)備試樣。2、按試驗(yàn)要求將恒溫水槽調(diào)節(jié)到要求的試驗(yàn)溫度25℃或15℃、30℃(5℃)，保持穩(wěn)定。3、將試樣注入盛樣皿中，試樣高度應(yīng)超過預(yù)計(jì)針入度值10mm，并蓋上盛樣皿，以防落入灰塵。盛有試樣的盛樣皿在15℃～30℃室溫中冷卻不少于1.5h(小盛樣皿)、2h(大盛樣皿)或3h(特殊盛樣皿)后移入保持規(guī)定試驗(yàn)溫度±0.1℃的恒溫水槽中，并應(yīng)保溫不少于1.5h(小盛樣皿)、2h(大試樣皿)或2.5h(特殊盛樣皿)。4、調(diào)整針入度儀使之水平。檢查針連桿和導(dǎo)軌，以確認(rèn)無水和其他外來物，無明顯摩擦。用三氯乙烯或其他溶劑清洗標(biāo)準(zhǔn)針，并拭干。將標(biāo)準(zhǔn)針插入針連桿，用螺釘固緊。按試驗(yàn)條件，加上附加砝碼。(四)試驗(yàn)準(zhǔn)備1、取出達(dá)到恒溫的盛樣皿，并移入水溫控制在試驗(yàn)溫度±0.1℃(可用恒溫水槽中的水)的平底玻璃皿中的三腳支架上，試樣表面以上的水層深度不小于10mm。2、將盛有試樣的平底玻璃皿置于針入度儀的平臺上。慢慢放下針連桿，用適當(dāng)位置的反光鏡或燈光反射觀察，使針尖恰好與試樣表面接觸，將位移計(jì)或刻度盤指針復(fù)位為零。3、開始試驗(yàn)，按下釋放鍵，這時(shí)計(jì)時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)針落入試樣同時(shí)開始，至5s時(shí)自動(dòng)停止。4、讀取位移計(jì)或刻度盤指針的讀數(shù)，準(zhǔn)確至0.1mm。(6)試驗(yàn)步驟5、同一試樣平行試驗(yàn)至少3次，各測試點(diǎn)之間及與盛樣皿邊緣的距離不應(yīng)小于10mm。每次試驗(yàn)后應(yīng)將盛有盛樣皿的平底玻璃皿放入恒溫水槽，使平底玻璃皿中水溫保持試驗(yàn)溫度。每次試驗(yàn)應(yīng)換一根干凈標(biāo)準(zhǔn)針或?qū)?biāo)準(zhǔn)針取下用蘸有三氯乙烯溶劑的棉花或布揩凈，再用干棉花或布擦干。6、測定針入度大于200的瀝青試樣時(shí)，至少用3支標(biāo)準(zhǔn)針，每次試驗(yàn)后將針留在試樣中，直到3次平行試驗(yàn)完成后，才能將標(biāo)準(zhǔn)針取出。7、測定針入度指數(shù)PI時(shí)，按同樣的方法在15℃、25℃、30℃(或5℃)3個(gè)或3個(gè)以上(必要時(shí)增加10℃、20℃等)溫度條件下分別測定瀝青針入度，但用于仲裁試驗(yàn)溫度條件為5個(gè)。1、同一試樣3次平行試驗(yàn)結(jié)果的最大值和最小值之差在下列允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，計(jì)算3次試驗(yàn)結(jié)果的平均值，取整數(shù)作為針入度試驗(yàn)結(jié)果，以0.1mm計(jì)。 針入度(0.1mm)

允許誤差(0.1mm)0～49 250～149 4150～249 12250～500 20 當(dāng)試驗(yàn)值不符此要求時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行。2、允許誤差(1)當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果小于50(0.1mm)時(shí)，重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為2(0.1mm)，再現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為4(0.1mm)。(2)當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果等于或大于50(0.1mm)時(shí)，重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為平均值的4%，再現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為平均值的8%。(六)結(jié)果整理例題：有一組瀝青針入度實(shí)測值：96.4、98.6、99.1（0.1mm）,請判斷該瀝青標(biāo)號？答：99.1—96.4=2.7<4(0.1mm),99.1+98.6+96.4/3=98(0.1mm)

該瀝青是90號例題計(jì)算針入度越小，黏稠石油瀝青黏性越大，道路石油瀝青標(biāo)號也越小。重復(fù)性試驗(yàn)定義：相同的方法，同一試驗(yàn)材料，在相同的條件下獲得的一系列結(jié)果之間的一致程度。相同的條件是指同一操作者，同一測量儀器，同一地點(diǎn)，相同的測量程序和短暫時(shí)間內(nèi)重復(fù)測量。復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)定義：復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)允許差是指在兩個(gè)以上不同的實(shí)驗(yàn)室，由各自的試驗(yàn)人員，使用各自的儀器，按相同的試驗(yàn)方法，對同一試樣，分別完成試驗(yàn)操作所得試驗(yàn)結(jié)果之間的誤差。知識拓展標(biāo)準(zhǔn)黏度試驗(yàn)液體瀝青（黏滯度）:是將一定量的液體瀝青，在某溫度下經(jīng)一定直徑的小孔流出50ml瀝青所需的時(shí)間，以秒表示。常用符號“Ct，d”表示粘滯度，其中C為黏度，d為小孔直徑（mm），t為試樣溫度。d有10、5、3mm三種，t通常為25℃或60℃。例如：某瀝青60℃時(shí)，自5mm孔徑流出50ml，所需要的時(shí)間為120s，表示為C60,5=120s

各種石油瀝青的黏結(jié)性(黏滯性)變化范圍很大，黏結(jié)性(黏滯性)的大小與組分及溫度有關(guān)。當(dāng)瀝青質(zhì)含量較高，膠質(zhì)適量，油分較少時(shí)，瀝青的黏結(jié)性(黏滯性)較大。在一定溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度升高時(shí)，瀝青的黏結(jié)性(黏滯性)隨加之降低，反之則增大。在現(xiàn)代高溫、重載交通條件下，為防止路面出現(xiàn)車轍，瀝青黏度的選擇是首要考慮的參數(shù)。定義：塑性指石油瀝青在外力作用時(shí)產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，則仍保持變形后的形狀的性質(zhì)。也反映了瀝青的自愈合性能。瀝青的塑性對沖擊振動(dòng)荷載有一定吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青是一種優(yōu)良的道路路面材料。評價(jià)指標(biāo)：延度（伸長度）用D(cm)表示，延度越大，塑性越好。影響因素

膠脂含量較多，其他組分含量適當(dāng)時(shí)，則塑性較大；溫度升高，塑性增大；瀝青膜層厚度越厚，則塑性愈大。

2.4.2塑性

瀝青延度試驗(yàn)（一）目的與適用范圍1、本方法適用于測定道路石油瀝青、聚合物改性瀝青、液體石油瀝青蒸餾殘留物和乳化瀝青蒸發(fā)殘留物等材料的延度。2．瀝青延度的試驗(yàn)溫度與拉伸速率可根據(jù)要求采用，通常采用的試驗(yàn)溫度為25℃、15℃、10℃或5℃，拉伸速度為5cm/min±0.25cm/min。當(dāng)?shù)蜏夭捎?cm/min±0.05cm/min拉伸速度時(shí)，應(yīng)在報(bào)告中注明。（二）儀器設(shè)備1、延度儀2、試模3、試模底板4、恒溫水槽5、其他：溫度計(jì)、砂浴或其他加熱爐具。6、甘油滑石粉隔離劑(甘油與滑石粉的質(zhì)量比2:1)、平刮刀、石棉網(wǎng)、酒精、食鹽等。

瀝青延度儀瀝青延度試模恒溫水浴鍋溫度計(jì)（三）試驗(yàn)準(zhǔn)備

1．將隔離劑拌和均勻，涂于清潔干燥的試模底板和兩個(gè)側(cè)模的內(nèi)側(cè)表面，端模不涂。并將試模在試模底板上裝妥。2．按規(guī)定的方法準(zhǔn)備試樣，然后將試樣仔細(xì)自試模的一端至另一端往返數(shù)次緩緩注入模中，最后略高出試模。灌模時(shí)不得使氣泡混入。3．試件在室溫中冷卻不少于1.5h，然后用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，使瀝青面與試模面齊平。瀝青的刮法應(yīng)自試模的中間刮向兩端，且表面應(yīng)刮得平滑。將試模連同底板再浸入規(guī)定試驗(yàn)溫度的水槽中保溫1.5h。4．檢查延度儀延伸速度是否符合規(guī)定要求，然后移動(dòng)滑板使其指針正對標(biāo)尺的零點(diǎn)。將延度儀注水，并保溫達(dá)試驗(yàn)溫度±0.1℃。延度試件（四）試驗(yàn)步驟1．將保溫后的試件連同底板移入延度儀的水槽中，然后將試模自試模底板上取下，將試模兩端的孔分別套在滑板及槽端固定板的金屬柱上，并取下側(cè)模。水面距試件表面應(yīng)不小于25mm。2．開動(dòng)延度儀，并注意觀察試樣的延伸情況。此時(shí)應(yīng)注意，在試驗(yàn)過程中，水溫應(yīng)始終保持在試驗(yàn)溫度規(guī)定范圍內(nèi)，且儀器不得有振動(dòng)，水面不得有晃動(dòng)，當(dāng)水槽采用循環(huán)水時(shí)，應(yīng)暫時(shí)中斷循環(huán)，停止水流。在試驗(yàn)中，如發(fā)現(xiàn)瀝青細(xì)絲浮于水面或沉入槽底時(shí)，則應(yīng)在水中加入酒精或食鹽，調(diào)整水的密度至與試樣相近后，重新試驗(yàn)。3．試件拉斷時(shí)，讀取指針?biāo)笜?biāo)尺上的讀數(shù)，以cm計(jì)，在正常情況下，試件延伸時(shí)應(yīng)成錐尖狀，拉斷時(shí)實(shí)際斷面接近于零。如不能得到這種結(jié)果，則應(yīng)在報(bào)告中注明。延度試件開始拉伸延度試件拉伸中（五）結(jié)果整理1．同一樣品，每次平行試驗(yàn)不少于3個(gè)，如3個(gè)測定結(jié)果均大于100cm，試驗(yàn)結(jié)果記作“＞100cm”；特殊需要也可分別記錄實(shí)測值。3個(gè)測定結(jié)果中，當(dāng)有一個(gè)以上的測定值小于100cm時(shí)，若最大值或最小值與平均值之差滿足重復(fù)性試驗(yàn)要求，則取3個(gè)測定結(jié)果的平均值的整數(shù)作為延度試驗(yàn)結(jié)果，若平均值大于100cm，記作“＞100cm”；若最大值或最小值與平均值之差不符合重復(fù)性試驗(yàn)要求時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。2．允許誤差：當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果小于100cm時(shí)，重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為平均值的20%；再現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為平均值的30%。例題：有一組瀝青延度實(shí)測值：96.4、98.6、102(cm)，請確定該瀝青延度結(jié)果？解：102+98.6+96.4/3=99(cm)(99－96.4)/99=2.6%<20%；(99－101)/99=2.0%<20%；

該瀝青延度結(jié)果是99cm。

1、溫度穩(wěn)定性的定義：溫度穩(wěn)定性是指瀝青的黏結(jié)性和塑性隨溫度升降而變化的性能。

瀝青是無定形的非結(jié)晶高分子化合物，它的力學(xué)性能對溫度的變化非常敏感，當(dāng)外界溫度增高時(shí)，瀝青就軟化；當(dāng)溫度降低時(shí)，瀝青就變脆。

溫度穩(wěn)定性好的瀝青，使用時(shí)不易因夏季升溫而軟化，也不易因冬季低溫而脆裂。

2、評價(jià)指標(biāo)：軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)。2.4.3溫度穩(wěn)定性

1)高溫穩(wěn)定性——軟化點(diǎn)

軟化點(diǎn)是瀝青材料由固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢鲃?dòng)性的黏塑狀態(tài)時(shí)的一種條件溫度。軟化點(diǎn)是評價(jià)瀝青高溫穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。軟化點(diǎn)用sp表示，單位℃。

黏稠石油瀝青三大技術(shù)指標(biāo)之間的關(guān)系：瀝青標(biāo)號越大，針入度越大，黏結(jié)性差；延度大，塑性好；軟化點(diǎn)低，熱穩(wěn)定性差。

檢測方法：軟化點(diǎn)試驗(yàn)(環(huán)球法)

檢測方法：軟化點(diǎn)試驗(yàn)(環(huán)球法)環(huán)球法是將瀝青試樣加熱后注入規(guī)定尺寸的兩個(gè)銅環(huán)內(nèi)，將銅環(huán)裝于試驗(yàn)擱架的中層板上，在環(huán)內(nèi)的瀝青試樣上各放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋼球，將其架置在盛有規(guī)定液體的燒杯內(nèi)，并規(guī)定起始溫度，以5

℃/min加熱速度，一直加熱到瀝青在鋼球自重作用下，試樣下垂至與試驗(yàn)擱架底板接觸時(shí)的溫度，即為試樣的軟化點(diǎn)。2)低溫穩(wěn)定性——脆點(diǎn)

脆點(diǎn)是瀝青材料在低溫條件下，產(chǎn)生條件脆裂時(shí)的溫度。

檢測方法：弗拉斯脆點(diǎn)試驗(yàn)將(0.4±0.01)g瀝青試樣均勻涂在(41±0.5)mm×(20±0.2)mm的薄鋼片上，再將此薄鋼片放在弗拉斯脆點(diǎn)儀彎曲器的夾鉗上，用漏斗把干冰慢慢加入酒精中，控制溫度下降的速度為1℃/min，同時(shí)均勻搖動(dòng)彎曲器手柄，使涂在金屬片上的瀝青薄膜按一定的速度進(jìn)行“彎曲——伸直”循環(huán)，直至出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)裂縫時(shí)的溫度即為脆點(diǎn)。

瀝青脆點(diǎn)和軟化點(diǎn)的大小隨其組分不同，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)總希望瀝青具有較高的軟化點(diǎn)和較低的脆點(diǎn)。所以常對瀝青進(jìn)行改性，通過添加增塑劑、橡膠、樹脂等填料改變它的軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)。

瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)(環(huán)球法)（一）目的與適用范圍

本方法適用于測定道路石油瀝青、聚合物改性瀝青的軟化點(diǎn)，也適用于測定液體石油瀝青、煤瀝青蒸餾殘留物或乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的軟化點(diǎn)。瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)儀1—溫度計(jì)；2—上蓋板；3—立柱；4—鋼球；5—鋼球定位環(huán)；6—金屬環(huán)；7—中層板；8—下底板；9—燒杯（二）儀器設(shè)備1、軟化點(diǎn)試驗(yàn)儀2、加熱爐具3、試樣底板4、恒溫水槽。5、平直刮刀.6、甘油、滑石粉隔離劑(甘油與滑石粉的質(zhì)量比為2:1)

試樣環(huán)、鋼球定位環(huán)瀝青軟化點(diǎn)儀低溫水浴溫度計(jì)平直刮刀（三）試驗(yàn)準(zhǔn)備1、將試樣環(huán)置于涂有甘油滑石粉隔離劑的試樣底板上。按規(guī)定方法將準(zhǔn)備好的瀝青試樣徐徐注入試樣環(huán)內(nèi)至略高出環(huán)面為止。如估計(jì)試樣軟化點(diǎn)高于120℃，則試樣環(huán)和試樣底板(不用玻璃板)均應(yīng)預(yù)熱至80℃～100℃。2、試樣在室溫冷卻30min后，用熱刮刀刮除環(huán)面上的試樣，應(yīng)使其與環(huán)面齊平。（四）試驗(yàn)步驟1、試樣軟化點(diǎn)在80℃以下者：(1)將裝有試樣的試樣環(huán)連同試樣底板置于5℃±0.5℃水的恒溫水槽中至少15min；同時(shí)將金屬支架、鋼球、鋼球定位環(huán)等亦置于相同水槽中。(2)燒杯內(nèi)注入新煮沸并冷卻至5℃的蒸餾水或純凈水，水面略低于立桿上的深度標(biāo)記。(3)從恒溫水槽中取出盛有試樣的試樣環(huán)放置在支架中層板的圓孔中，套上定位環(huán)；然后將整個(gè)環(huán)架放入燒杯中，調(diào)整水面至深度標(biāo)記，并保持水溫為5℃±0.5℃。環(huán)架上任何部分不得附有氣泡。將0℃～100℃的溫度計(jì)由上層板中心孔垂直插入，使端部測溫頭底部與試樣環(huán)下面齊平。(4)將盛有水和環(huán)架的燒杯移至放在石棉網(wǎng)的加熱爐具上，然后將鋼球放在定位環(huán)中間的試樣中央，立即開動(dòng)電磁振蕩攪拌器，使水微微振蕩，并開始加熱，使杯中水溫在3min內(nèi)調(diào)節(jié)至維持每分鐘上升5℃±0.5℃。在加熱過程中，應(yīng)記錄每分鐘上升的溫度值。如溫度上升速度超出此范圍時(shí)，則應(yīng)重新試驗(yàn)。(5)試樣受熱軟化逐漸下墜，至與下層底板表面剛好接觸時(shí)，立即讀取溫度，準(zhǔn)確至0.5℃。2、試樣軟化點(diǎn)在80℃以上者：(1)將裝有試樣的試樣環(huán)連同試樣底板置于裝有32℃±1℃甘油的恒溫槽中至少15min；同時(shí)將金屬支架、鋼球、鋼球定位環(huán)等亦置于甘油中。(2)在燒杯內(nèi)注入預(yù)先加熱至32℃的甘油，其液面略低于立桿上的深度標(biāo)記。(3)從恒溫槽中取出裝有試樣的試樣環(huán)，按上述的方法進(jìn)行測定，準(zhǔn)確至1℃。（五）結(jié)果整理同一試樣平行試驗(yàn)兩次，當(dāng)兩次測定值的差值符合重復(fù)性試驗(yàn)允許誤差要求時(shí)，取其平均值作為軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果，準(zhǔn)確至0.5℃。1．當(dāng)試樣軟化點(diǎn)小于80℃時(shí)，重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為1℃，再現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為4℃。2．當(dāng)試樣軟化點(diǎn)等于或大于80℃時(shí)，重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為2℃，再現(xiàn)性試驗(yàn)的允許誤差為8℃。

例題：有一組瀝青軟化點(diǎn)實(shí)測值：46.4、47.2(℃)，請確定該瀝青軟化點(diǎn)結(jié)果？

解：47.2－46.4=0.8<1℃47.2+46.4/2=46.8(℃)

該瀝青軟化點(diǎn)結(jié)果是47.0℃。例題計(jì)算1、定義：應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的針入度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果，提出一種能表征瀝青的感溫性和膠體結(jié)構(gòu)的指標(biāo)稱“針入度指數(shù)”。2、針入度與溫度關(guān)系曲線

溫度與針入度關(guān)系式：lgP=AT+K

直線lgP=AT+K斜率(溫度感應(yīng)性系數(shù)A）計(jì)算公式：

(A值越大，瀝青的感溫性越差)針入度指數(shù)宜在15℃、25℃和30℃的溫度條件下測定針入度后按規(guī)定的方法計(jì)算得到，若30℃時(shí)的針入度值過大，可采用5℃代替。2.4.4感溫性

針入度溫度關(guān)系圖【例6.1】某瀝青試樣Ⅰ，測得其軟化點(diǎn)的溫度為36

℃，25

℃時(shí)的針入度為210；瀝青試樣Ⅱ的軟化點(diǎn)溫度為49

℃，25

℃時(shí)的針入度為98，試比較瀝青試樣Ⅰ與瀝青試樣Ⅱ的感溫性。

解：

因?yàn)锳1＞A2，所以試樣Ⅱ的感溫性好。3、計(jì)算針入度指數(shù)(P.I)

根據(jù)溫度感應(yīng)性系數(shù)(A)計(jì)算針入度指數(shù)(PI)4、用針入度指數(shù)表征瀝青感溫性和劃分瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型：

溶膠結(jié)構(gòu)PI＜-2；

溶-凝膠結(jié)構(gòu)PI＝-2~+2；

凝膠結(jié)構(gòu)PI＞+2。

一般PI值為－1～1的溶凝膠型瀝青比較適宜修筑瀝青路面?！纠?.3】某廠生產(chǎn)的溶劑型瀝青，經(jīng)檢驗(yàn)其針入度為60，軟化點(diǎn)為45℃，試確定其針入度指數(shù)并判別其體結(jié)構(gòu)。

解：

因?yàn)镻I＝－2.13＜－2，所以屬于溶膠型結(jié)構(gòu)。2.4.5安全性

瀝青的安全性是指瀝青在施工過程中具有的防火性能。瀝青材料在使用時(shí)必須加熱，當(dāng)加熱至一定溫度時(shí)，瀝青材料中揮發(fā)的油分蒸氣與周圍空氣組成混合氣體，此混合氣體遇火焰則易發(fā)生閃火。閃點(diǎn)加熱瀝青至初次閃火(有藍(lán)色閃光)時(shí)的瀝青溫度。燃點(diǎn)或著火點(diǎn)加熱瀝青，并與火接觸能持續(xù)燃燒5秒以上時(shí)的溫度。含水率

瀝青含水影響施工進(jìn)度，加熱“溢鍋”易引發(fā)火災(zāi)，造成材料損失。2.4.6黏彈性

路用瀝青多為溶-凝膠型瀝青，在低溫時(shí)表現(xiàn)為彈性，高溫時(shí)表現(xiàn)為黏性，在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)為黏性和彈性共存，是一種典型的黏彈性物體。蠕變

黏彈性物體在應(yīng)力保持不變的情況下，應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛

在保持應(yīng)變不變的條件下，應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸減小的現(xiàn)象。

蠕變和應(yīng)力松弛可能是由瀝青膠體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的某些分子產(chǎn)生位移或分子構(gòu)型發(fā)生變化而導(dǎo)致。

范德玻爾采用以荷載作用時(shí)間t和溫度T為函數(shù)的應(yīng)力應(yīng)變之比來表示黏彈性瀝青抵抗變形的性能，由此得出勁度模量為：式中：S—瀝青的勁度模量，Pa；

σ—應(yīng)力，Pa；

ε—應(yīng)變；t—荷載作用時(shí)間，s；

T—溫度，℃。

瀝青材料的勁度模量S可以采用“微膜滑板黏度計(jì)”或“微彈性儀”等儀器來測定，也可通過圖表確定。范德玻爾根據(jù)荷載作用時(shí)間t或頻率ω、路面溫度差T、瀝青的膠體結(jié)構(gòu)類型(PI)等參數(shù)繪制出了實(shí)用瀝青勁度模量諾謨圖。瀝青勁度模量諾謨圖瀝青與集料的黏附性是瀝青的重要路用性能之一，直接影響瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性。特別是在使用酸性巖石和潮濕石料施工時(shí)，黏附性尤為重要。黏附性——反映瀝青與集料的粘結(jié)能力2.4.7黏附性路面損壞機(jī)理分析環(huán)境與路面因素：

動(dòng)水壓力導(dǎo)致雨水進(jìn)入路面，并積聚于層底；

重復(fù)荷載導(dǎo)致瀝青粘附性降低產(chǎn)生瀝青-集料剝離病害。影響因素：集料的親水性：瀝青的粘度與極性瀝青混合料的空隙率評價(jià)瀝青粘附性的試驗(yàn)方法：水煮法和水浸法光電分光光度法

瀝青與粗集料黏附性的試驗(yàn)方法根據(jù)瀝青混合料的最大粒徑?jīng)Q定：＞13.2

mm者采用水煮法；≤13.2

mm者采用水浸法。

水煮法是選取粒徑為(13.2～19)

mm形態(tài)接近立方體的規(guī)則集料5個(gè)，用瀝青裹覆后，在蒸餾水中沸煮3min，按瀝青膜剝落的情況分為5個(gè)等級來評價(jià)瀝青與集料的黏附性。

水浸法是選取粒徑為(9.5～13.2)mm的集料100g與5.5g的瀝青在規(guī)定溫度條件下拌和成混合料，冷卻后浸入80℃的蒸餾水中保持30min，然后按剝落面積百分率來評定瀝青與集料的黏附性。瀝青粘附性試驗(yàn)——水煮法測定方法：1、水浸法≤13.2

mm。

2、水煮法＞13.2

mm。

水煮法：取13.2~19mm顆粒5個(gè)，烘干，加熱，置于熱瀝青中，冷卻5min，水煮微沸，3min后觀察瀝表剝落情況，評價(jià)等級，5~1級，5級最好，1級最差。試驗(yàn)后集料表面上瀝青膜剝落情況黏附性等級瀝青膜完全保存，剝離面積百分率接近05瀝青膜少部為水所移動(dòng)，厚度不均勻剝離面積百分率小于10%4瀝青膜局部明顯地為水所移動(dòng)，基本保留在集料表面上，剝離面積百分率小于30%3瀝青膜大部為水所移動(dòng)，局部保留在集料表面上，剝離面積百分率大于30%2瀝青膜完全為水所移動(dòng)，集料基本裸露，瀝青全浮于水面上1瀝青與集料的黏附性等級

提高瀝青及集料粘附性，一般應(yīng)優(yōu)先使用堿性集料水煮后試樣目前常用的改善粘附性的措施有：

①用干燥的磨細(xì)消石灰粉或生石灰粉、水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1％～2％；

②在瀝青中摻加抗剝落劑；

③將粗集料用石灰漿處理后使用；

④提高瀝青及集料粘附性，一般應(yīng)優(yōu)先使用堿性集料。

其中，用消石灰作為填料改善瀝青與集料的粘附性效果明顯、價(jià)格便宜、施工簡單，在國內(nèi)外得到普遍認(rèn)同；在瀝青中摻加抗剝落劑也是在工程上普遍使用的一種方法?？箘兟鋭┦且环N表面活性劑，它通過親油基與瀝青結(jié)合，親水基與集料結(jié)合，使瀝青與集料的粘附性得以提高。1)溶解度溶解度是指瀝青試樣在規(guī)定的有機(jī)溶劑中可溶物的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率。能反映瀝青中瀝青碳及礦物質(zhì)等降低瀝青的黏滯性有害雜質(zhì)的含量。石油瀝青的溶解度很高，一般在98%以上；天然瀝青由于含有較多的不溶性礦物質(zhì)，其溶解度較低。2)含蠟量蠟在瀝青中顯著影響了瀝青的技術(shù)性質(zhì)，尤其當(dāng)蠟含量過大，會顯著降低瀝青的抗滑性能、塑性和溫度穩(wěn)定性。除此之外，蠟的組成結(jié)構(gòu)也會影響對瀝青的性能，因此蠟是一種有害組分。根據(jù)我國現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGE20-2011)規(guī)定，含蠟量(蒸餾法)A級不大于2.2%，B級不大于3%，C級不大于4.5%。

2.4.8其他性質(zhì)3)加熱穩(wěn)定性加熱穩(wěn)定性是指瀝青被加熱時(shí)化學(xué)組分和性質(zhì)保持穩(wěn)定的能力。為了解瀝青在施工及使用過程中的加熱穩(wěn)定性，通常要進(jìn)行瀝青的加熱質(zhì)量損失和加熱后殘?jiān)再|(zhì)的試驗(yàn)。對于黏稠瀝青一般采用加熱損失試驗(yàn)。4)老化瀝青的老化是指瀝青在施工過程中長時(shí)間加熱，受自然環(huán)境中陽光、空氣、溫度和濕度的長期綜合作用，漸漸失去粘性、塑性，而變硬變脆的現(xiàn)象。老化使得瀝青的組分發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的大致趨勢是：

油分→樹脂質(zhì)→瀝青質(zhì)→瀝青碳，似碳物老化后瀝青針入度降低、延度降低、軟化點(diǎn)升高、脆性增大、塑性減小，最終導(dǎo)致瀝青的技術(shù)性質(zhì)變差。

瀝青老化的測定方法：（1）瀝青薄膜加熱試驗(yàn)：樣50g；樣筒R140mm、H9.5-10mm；制成標(biāo)準(zhǔn)薄膜厚3.2mm薄膜；在標(biāo)準(zhǔn)薄膜烘箱加熱至163oC；加熱5h，測定質(zhì)量損失。并測殘留物針入度、延度。

（2）瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(yàn)：樣35g；樣筒R64mm、H140mm；加熱163oC；時(shí)間75min，測瀝青殘留物的針入度、黏度、延度及脆點(diǎn)的變化。針入度比＝老化后瀝青的針入度老化前瀝青的針入度旋轉(zhuǎn)薄膜加熱烘箱

某施工隊(duì)為瀝青路面材料加熱熬制石油瀝青，瀝青碎塊的平均尺寸為22

cm，并且工程量較大，加熱和保溫時(shí)間都比較長。施工后發(fā)現(xiàn)瀝青的塑性下降明顯，效果不好。【工程實(shí)例分析】【原因分析】

瀝青與空氣接觸會逐漸氧化，瀝青中逐漸形成高分子的膠團(tuán)，使瀝青硬化，降低了柔韌性。溫度越高，時(shí)間越長，氧化越快。所以隨著時(shí)間的推移瀝青的塑性也隨之下降?！痉乐未胧?/p>

首先將瀝青碎塊破碎為10

cm以下，縮短熬制時(shí)間，當(dāng)天熬制的瀝青應(yīng)當(dāng)天用完。（一）道路石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

道路石油瀝青分為A級、B級、C級三個(gè)等級，按針入度劃分160、130、110、90、70、50、30號七個(gè)標(biāo)號。分別適應(yīng)于不同等級的公路及不同的路面結(jié)構(gòu)層。路面選用瀝青材料時(shí)，各自的適用范圍應(yīng)符合下表規(guī)定。瀝青等級適用范圍A級瀝青各個(gè)等級的公路，適用于任何場合和層次B級瀝青高速公路、一級公路瀝青下面層及以下層次、二級及二級以下公路的各個(gè)層次；用作改性瀝青、乳化瀝青、改性乳化瀝青、稀釋瀝青的基質(zhì)瀝青C級瀝青三級及三級以下公路的各個(gè)層次道路石油瀝青的適用范圍

2.5石油瀝青的技術(shù)要求（二）道路用液體石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

液體石油瀝青是指用汽油、煤油、輕柴油等溶劑將石油瀝青稀釋而成的瀝青產(chǎn)品，也稱輕制瀝青或稀釋瀝青。適用于透層、黏層及拌制冷拌瀝青混合料。液體石油瀝青按凝結(jié)速度而分為快凝、中凝、慢凝三個(gè)等級。根據(jù)使用目的與場所，可選用快凝、中凝、慢凝的液體石油瀝青，其質(zhì)量應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。液體石油瀝青宜采用針入度較大的石油瀝青，使用前按先加熱瀝青后加稀釋劑的順序，摻配煤油或輕柴油，經(jīng)適當(dāng)?shù)財(cái)嚢?、稀釋制成。摻配比例根?jù)使用要求由試驗(yàn)確定。液體石油瀝青在制作、儲存、使用全過程中必須通風(fēng)良好，并有專人負(fù)責(zé)，確保安全。基質(zhì)瀝青的加熱溫度嚴(yán)禁超過140℃，液體瀝青的儲存溫度不得高于50℃。

思考：怎樣劃分石油瀝青的牌號？牌號大小與瀝青主要技術(shù)性質(zhì)之間的關(guān)系怎樣？

解：石油瀝青按針入度指標(biāo)來劃分牌號，牌號數(shù)字約為針入度的平均值。

常用的道路石油瀝青的牌號與主要性質(zhì)之間的關(guān)系是：牌號愈高，其粘性愈小(針入度越大)，塑性愈大(即延度越大)，溫度穩(wěn)定性愈低(即軟化點(diǎn)愈低)。

注：嚴(yán)格地講，石油瀝青的牌號是按瀝青的針入度、延度和軟化點(diǎn)指標(biāo)來劃分的。

思考模塊三

其他瀝青煤在隔絕空氣的條件下，經(jīng)焦化、干餾得到的黏性液體稱為“焦油”。焦油再經(jīng)進(jìn)一步加工而得到黏稠液體或半固體的產(chǎn)品稱為“煤瀝青”。

煤瀝青(俗稱柏油)：主要是由煉焦和制造煤氣得到的高溫煤焦油再經(jīng)加工而得到的瀝青。煤瀝青3.1

1、煤瀝青化學(xué)組分

煤瀝青的組成主要包括芳香族碳?xì)浠衔锛捌溲?、硫、氮衍生物的混合物。其主要化學(xué)元素有C、H、O、S和N。通常將煤瀝青分離為油分、樹脂，游離碳等幾個(gè)組分。

(1)游離碳。游離碳是高分子的有機(jī)化合物的固態(tài)微粒，不溶于任何有機(jī)溶劑，有足夠的穩(wěn)定性，只有在高溫下才分解。

(2)樹脂。煤瀝青中的樹脂分為硬樹脂和軟樹脂兩種。

(3)油分。油分是液態(tài)碳?xì)浠衔?，類似于石油瀝青的油分，它能增加煤瀝青的流動(dòng)性。

煤瀝青的表面活性比石油瀝青好，無論對酸性、堿性石料均有較好的黏結(jié)性。3.1.1煤瀝青的化學(xué)組分與結(jié)構(gòu)

2、煤瀝青的結(jié)構(gòu)

煤瀝青的結(jié)構(gòu)和石油瀝青類似，也是一種復(fù)雜的膠體結(jié)構(gòu)。其中，游離碳和硬樹脂組成的膠體微粒為分散相，油分為分散介質(zhì)，軟樹脂為過渡性物質(zhì)，它吸附在固態(tài)分散膠粒周圍，并逐漸向外擴(kuò)散，膠粒溶于油分之中，使分散系組成穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)。

1、黏度

黏度表示煤瀝青的稠度。當(dāng)煤瀝青組分中油分含量較少、固態(tài)樹脂及游離碳含量較多時(shí)，煤瀝青的黏度較大。煤瀝青的溫度穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性較差，當(dāng)溫度變化或“老化”時(shí)，其黏度也會顯著地變化。

2、蒸餾及蒸餾后殘?jiān)男再|(zhì)

為了預(yù)估煤瀝青在路面使用過程中的性質(zhì)變化；在測定其原始黏度的同時(shí)，還必須測定煤瀝青在各餾程中所含餾分及其蒸餾后殘留物的性質(zhì)。瀝青蒸餾試驗(yàn)各餾分蒸餾的標(biāo)準(zhǔn)切換溫度為170℃、270℃、300℃。其中170℃以前的為輕油，170℃～270℃的為中油，270℃～300℃的為重油，300℃以后的殘留油為蒽油。在蒸餾出300℃前的油分后，再測定蒸餾后殘留物的軟化點(diǎn)、脆點(diǎn)等性質(zhì)，以反映煤瀝青的溫度穩(wěn)定性和“老化”速度。3.1.2煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求

3、有害雜質(zhì)的含量

(1)游離碳含量。游離碳在煤瀝青中能增加其黏度和熱穩(wěn)定性，但含量過大時(shí)，會產(chǎn)生低溫脆裂，因此，在保證低溫塑性和高溫穩(wěn)定性的條件下，對游離碳的含量應(yīng)加以限制。

(2)酚含量。酚能溶于水，從而降低了路面的水穩(wěn)性。同時(shí)酚有毒，對人類和牲畜有害，故酚在煤瀝青中的含量越少越好。

(3)萘含量。萘在低溫時(shí)易結(jié)晶析出，常溫下易升華，使煤瀝青產(chǎn)生假黏度而失去塑性，加快老化速度。此外，萘也有毒，故對其含量應(yīng)加以限制。

(4)含水量。與石油瀝青一樣，煤瀝青中含有水分，會使煤瀝青在施工加熱時(shí)造成瀝青外溢，甚至引起火災(zāi)事故。因此，煤瀝青中的含水量必須小于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。

因此，煤瀝青中的有害雜質(zhì)的含量必須加以限制。

(1)煤瀝青的溫度穩(wěn)定性差。煤瀝青是由較粗的分散系組成，樹脂的可溶性高，受熱容易軟化。

(2)煤瀝青的塑性較差。煤瀝青中含有較多的游離碳，降低了瀝青塑性，在使用時(shí)容易使路面開裂。

(3)煤瀝青的氣候穩(wěn)定性差。

(4)煤瀝青有毒性和臭味。由于煤瀝青中含有酚、蒽、萘油等有毒成分，雖然防腐性好，但對人類、動(dòng)植物均有害。

(5)煤瀝青與礦料的黏附性好。這是煤瀝青最大的優(yōu)點(diǎn)。由于煤瀝青中含有較多的酸堿性物質(zhì)，因此，不論對酸性石料還是堿性石料，煤瀝青均有較好的黏結(jié)性。煤瀝青與石油瀝青的異同點(diǎn)煤瀝青的技術(shù)要求

改性瀝青是指摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉，或其他填料型外摻劑(改性劑)與瀝青混合均勻，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青的性能得以改善而制成的有機(jī)結(jié)合料。

改性瀝青的作用：提高高溫抗變形能力，增強(qiáng)瀝青路面的抗車轍性能；提高瀝青的彈性性能，改善其抗低溫和抗疲勞開裂性能；改善瀝青與礦料的黏附性；提高瀝青的抗老化能力，延長瀝青路面的壽命。概述改性瀝青3.2

改性劑是指在瀝青中加入的天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)材料，可熔融分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裏覆在集料表面上)的材料。

1、改性劑的種類

常用改性劑主要為高聚物，如樹脂類、橡膠類、熱塑性彈性體類等。3.2.1改性劑樹脂類高聚物橡膠類高聚物樹脂-橡膠共聚物(熱塑性彈性體)聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)丁苯橡膠(SBR)氯丁橡膠(CR)丁腈橡膠(NBR)苯乙烯-戊二烯橡膠(SIR)乙丙橡膠(EPDR)苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SIS)改性瀝青常用的高聚物

2、改性劑的選擇

改性瀝青可根據(jù)改性的目的和要求選擇改性劑，具體參考如下：

(1)為提高瀝青的抗永久變形能力，宜選用熱塑性橡膠類熱塑性樹脂類改性劑。

(2)為提高瀝青的抗低溫開裂能力，宜選用熱塑性橡膠類、橡膠類改性劑。

(3)為提高瀝青的抗疲勞開裂能力，宜選用熱塑性橡膠類、熱塑性樹脂類改性劑。

(4)為提高瀝青的抗水損害能力，宜選用各類抗剝落劑改性劑。

1、熱塑性樹脂類改性瀝青

1)分類：樹脂類高聚物可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩類。用于瀝青改性的主要是熱塑性樹脂。最常用的是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。

2)特性：提高黏度，改善高溫耐流動(dòng)性，同時(shí)增大韌性，從而改善瀝青的高溫性能。但對低溫性能的改善有時(shí)并不明顯。

2、橡膠類改性瀝青

1)分類：使用最多的橡膠類改性材料是丁苯橡膠(SBR)和氯丁橡膠(CR)，丁苯橡膠是世界上應(yīng)用最廣泛的改性劑之一。

2)特性：低溫變形能力提高，韌度或韌性增大，高溫(施工溫度)黏度增大，針入度降低，軟化點(diǎn)升高。3.2.2常用聚合物改性瀝青的分類及其特性

3、熱塑性彈性體改性瀝青

1)分類：常用的熱塑性彈性體主要是苯乙烯嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)。其中SBS常用于路面瀝青混合料；SIS主要用于熱熔黏結(jié)料。目前，世界各國道路改性瀝青使用最多的是SBS改性瀝青。

2)特性：兼具有樹脂和橡膠的特性，所以它對瀝青性能的改善優(yōu)于樹脂和橡膠改性瀝青。

4、天然瀝青改性瀝青

1)分類：通常可加的天然瀝青有湖瀝青(如特立尼達(dá)湖瀝青TLA)、巖石瀝青(如美國的Gilsonite)和海底瀝青(如BMA)等。

2)特性：加TLA的混合瀝青有良好的高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能，耐久性好；摻加巖石瀝青的有較好的抗剝離性、耐久性、高溫抗車轍、抗老化性。BMA可減薄到2cm，降低工程造價(jià)。

5、熱固性樹脂類改性瀝青

1)分類：熱固性樹脂品種有聚氨酯(PU)、環(huán)氧樹脂(EP)、不飽和聚酯樹脂(VP)等，其中環(huán)氧樹脂已成功用于配制改性瀝青。

2)特性：環(huán)氧樹脂改性瀝青的延伸性不好，但其強(qiáng)度很高，具有優(yōu)越的抗永久變形能力、耐燃料油和潤滑油腐蝕的能力。熱固性樹脂由于造價(jià)較高以及重復(fù)使用困難等缺點(diǎn)，所以較少采用。

我國聚合物改性瀝青性能評價(jià)方法基本沿用了道路石油瀝青質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，增加了一些評價(jià)聚合物性能的指標(biāo)，如彈性恢復(fù)、黏韌性和離析(軟化點(diǎn)差)等。

首先，根據(jù)聚合物類型將改性瀝青分為I、II、Ⅲ三類；其次，按照軟化點(diǎn)的不同，又將I、Ⅲ類聚合物改性瀝青分為A、B、C、D四個(gè)等級，將II類聚合物改性瀝青分為A、B、C三個(gè)等級，以適應(yīng)不同的氣候條件。同一類型中的A、B、C或D主要反映基質(zhì)瀝青標(biāo)號及改性劑含量的不同，由A至D表現(xiàn)為改性瀝青針入度減小，黏度增加，即高溫性能提高，低溫性能下降。等級劃分以改性瀝青的針入度作為主要依據(jù)。3.2.3改性瀝青的技術(shù)要求指標(biāo)單位SBS類(Ⅰ類)SBR類(Ⅱ類)EVA，PE類(Ⅲ類)Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-DⅡ-AⅡ-BⅡ-CⅢ-AⅢ-BⅢ-CⅢ-D針入度(25℃，100g，5s)0.1mm＞10080~10060~8030~60＞10080~10060~80＞8060~8040~6030~40針入度指數(shù)PI≥—－1.2－0.8－0.40－1.0－0.8－0.6－1.0－0.8－0.6－0.4延度(5℃，5cm/min)≥cm50403020605040—軟化點(diǎn)(TR&B)≥℃4550556045485048525660運(yùn)動(dòng)黏度①(135℃)≤Pa·s3閃點(diǎn)≥℃230溶解度≥%99—貯存穩(wěn)定性②離析，48h軟化點(diǎn)差≤℃2.5—無改性劑明顯析出、凝聚彈性恢復(fù)(25℃)≥%55606570—黏韌性≥N·m—5—韌性≥N·m2.5TFOT(或RFOT)后殘留物質(zhì)量變化≤%±1.0針入度比(25℃)≥—5055606550556050555860延度(5℃)≥cm30252015302010—注：①表中135℃運(yùn)動(dòng)黏度可采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中“瀝青布氏旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)方法(布洛克菲爾德旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法)”進(jìn)行測定。若在不改變?yōu)r青物理力學(xué)性質(zhì)并符合安全條件的溫度下易于泵送和拌合，或經(jīng)證明適當(dāng)提高泵送和拌合溫度時(shí)能保證改性瀝青的質(zhì)量，容易施工，可不要求測定。②貯存穩(wěn)定性指標(biāo)適用于工廠生產(chǎn)的成品改性瀝青。現(xiàn)場制作的改性瀝青對貯存穩(wěn)定性指標(biāo)可不作要求，但必須在制作后，保持不間斷的攪拌或泵送循環(huán)，保證使用前沒有沒有明顯的離析。聚合物改性瀝青的技術(shù)要求

目前，改性瀝青可用做排水或吸聲磨耗層及其下面的防水層；在舊路面上做應(yīng)力吸收中間層，以減少反射裂縫；在重載交通道路的舊路面上加鋪薄或超薄的瀝青面層，以提高耐久性；在舊路面上或新建一般公路上做表面處治，以恢復(fù)路面使用性能或減少養(yǎng)護(hù)工作量。

SBS改性瀝青無論在高溫、低溫、彈性等方面都優(yōu)于其他改性瀝青，所以我國改性瀝青的發(fā)展方向應(yīng)該以SBS作為主要方向。3.2.4改性瀝青的應(yīng)用和發(fā)展

乳化瀝青是石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下經(jīng)乳化加工制得的均勻?yàn)r青產(chǎn)品。將瀝青加熱至流動(dòng)狀態(tài)，再經(jīng)高速離心、攪拌及剪切等機(jī)械作用，使瀝青形成細(xì)小的微粒(2～5μm左右)，且均勻分散在含有乳化劑和穩(wěn)定劑的水中，形成水包油(O/W)型瀝青乳液。

乳化瀝青的優(yōu)缺點(diǎn)：用乳化青修筑的路面有節(jié)約能源、減少污染、便利施工、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。但穩(wěn)定性稍差，乳化瀝青貯存期不宜超過6個(gè)月，否則易引起凝聚和分層，貯存溫度不宜低于0℃。概述乳化瀝青3.3

乳化瀝青主要由瀝青、乳化劑、水和穩(wěn)定劑組成。

1、瀝青

瀝青是乳化瀝青的基本組分，它在乳化瀝青中的含量約占55%～70%(質(zhì)量比)。用于制造乳化瀝青的瀝青，針入度多在(100～250)(1/10mm)之間。

瀝青材料的性能直接決定著乳化瀝青的成膜性能和路用性能的好壞。一般來說，相同油源和工藝的瀝青，針入度較大者易于形成乳液。

在選擇瀝青時(shí)，首先要考慮它的易乳化性。3.3.1乳化瀝青的組成材料

2、乳化劑乳化瀝青的性能在很大程度上依賴于乳化劑的性能，乳化劑在乳化瀝青中雖然只占千分之幾，但對乳化瀝青的形成卻起關(guān)鍵作用。

乳化劑是一種表面活性劑。

按其親水基在水中是否電離而分為離子型和非離子型兩大類。離子型乳化劑按其離子電性分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型乳化劑。

用陽離子乳化劑制成的乳化瀝青穩(wěn)定性好，在低溫、潮濕氣候條件下，施工不影響工程質(zhì)量，而且路面成型較快。

3、水

水一般占乳化瀝青總量的(30～70)%。

水能溶解、潤濕、黏附其他物質(zhì)，并起緩和化學(xué)反應(yīng)的作用。

生產(chǎn)乳化瀝青所用的水應(yīng)相當(dāng)純凈，不宜太硬。4、穩(wěn)定劑

穩(wěn)定劑是為了防止已分散的瀝青乳液在儲存期內(nèi)彼此凝聚，保證乳液具有良好的儲存穩(wěn)定性和施工穩(wěn)定性而加入的試劑。

穩(wěn)定劑的類型有無機(jī)和有機(jī)穩(wěn)定劑兩種。

無機(jī)穩(wěn)定劑：常