第七章瀝青及瀝青混合料土木工程材料——黑色路面白色路面瀝青混凝土心墻壩瀝青混凝土面板壩防水卷材瀝青膠瀝青路面：表面平整無(wú)接縫，行車(chē)振動(dòng)小，噪音低，開(kāi)放交通快，養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便，適宜于路面分期修建。缺點(diǎn)是溫度敏感性較高。夏季強(qiáng)度下降，若控制不好會(huì)使路面發(fā)軟泛油或推移剪裂破壞乳化瀝青。低溫時(shí)瀝青材料變脆可能引起路面開(kāi)裂。瀝青類(lèi)防水材料：瀝青本身的低軟化點(diǎn)、高針入度和低溫脆性等固有缺點(diǎn)，在利用它作為防水材料時(shí),限制了使用范圍。在瀝青中添加了高分子聚合物等材料改性后,大大改善了上述性能，使其耐候性、感溫性（高溫特性，低溫柔性）、及與基底龜裂的適應(yīng)性都有了明顯的提高。瀝青混凝土面板壩/心墻壩：防滲性能好。主要內(nèi)容1概述瀝青材料的定義、特點(diǎn)及分類(lèi)2瀝青的組叢與結(jié)構(gòu)瀝青的組叢瀝青的結(jié)構(gòu)3瀝青的技術(shù)性質(zhì)粘滯性、塑性、溫度敏感性……1瀝青材料的定義、特點(diǎn)及分類(lèi)一、定義

瀝青是由高分子碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲–、N、S等）衍生物組成的極其復(fù)雜的混合物，在常溫下呈現(xiàn)黑色或黑褐色的固體、半固體或液體狀態(tài)的有機(jī)膠凝材料。二、特點(diǎn)憎水材料，幾乎不溶于水，而且本身構(gòu)造致密，具有良好防水性能。能抵抗一般酸、堿、鹽類(lèi)等侵蝕性液體的侵蝕，具有較好的抗腐蝕性。與礦物材料表面具有很好的粘結(jié)力，能緊密粘附于其表面。具有一定的塑性，能適應(yīng)其基材的變形。三、瀝青的分類(lèi)1、按產(chǎn)源分地瀝青焦油瀝青天然瀝青石油瀝青√

煤瀝青木瀝青泥炭瀝青頁(yè)巖瀝青2、按用途分：道路（石油）瀝青重交通道路石油瀝青普通石油瀝青建筑（石油）瀝青防水防潮石油瀝青中、低交通道路石油瀝青2石油瀝青的組叢和結(jié)構(gòu)一、組叢將瀝青中按化學(xué)成分和物理力學(xué)性質(zhì)相近的成分劃分為若干個(gè)組，這些組就稱為“組叢”。油分油狀液體最輕40-60%流動(dòng)性提高樹(shù)脂粘稠物較輕15-30%塑性、粘結(jié)性提高地瀝青質(zhì)無(wú)定形固體粉末較重10-30%軟化點(diǎn)、粘性、脆性提高蠟溫度敏感性大，有害成分油分：淡黃至紅褐色的油狀液體，ρ＜1，流動(dòng)性樹(shù)脂：黃色至黑褐色的粘稠半固體，ρ≈1，塑性、粘結(jié)性瀝青質(zhì)（地瀝青質(zhì)）：深褐色至黑色的固體物質(zhì)，ρ＞1，耐熱性、粘性瀝青碳：固體物質(zhì)，ρ＞1，降低粘性、粘結(jié)性、塑性固體石蠟：有害物質(zhì)石油瀝青的組成二、結(jié)構(gòu)

膠團(tuán)分散在油分中形成的膠體結(jié)構(gòu)。溶膠型：粘性小、流動(dòng)性大，溫度穩(wěn)定性差溶膠—凝膠型凝膠型：彈性和粘結(jié)性高，溫度穩(wěn)定性較好，但塑性較差。3石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)一、粘滯性（粘性）定義粘滯性是反映瀝青材料內(nèi)部阻礙其相對(duì)流動(dòng)的一種特性，是瀝青材料軟硬、稀稠程度的反映。影響因素各組叢的相對(duì)比例溫度粘滯性：指石油瀝青抵抗外力作用下發(fā)生粘性變形的能力評(píng)定指標(biāo)：針入度規(guī)定：溫度250C、標(biāo)準(zhǔn)針重100g、貫入時(shí)間5s針入度：標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入瀝青的深度，以1/10mm為單位針入度↑→粘滯性↓塑性：石油瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，外力撤銷(xiāo)后，仍能保持變形后形狀的性能。評(píng)定指標(biāo)：延度規(guī)定：溫度250C、試件斷面1cm2、拉伸速度50mm/min延度：試件斷時(shí)增加的長(zhǎng)度（cm）二、塑性延度↑→塑性↑耐熱性：粘稠瀝青在高溫下不軟化、不流淌的性能。評(píng)定指標(biāo)：軟化點(diǎn)t軟規(guī)定：溫升速度50C/min、鋼球重3.5g、高度25.4mm軟化點(diǎn)：鋼球接觸底板時(shí)的溫度（0C）三、耐熱性(溫度敏感性)軟化點(diǎn)↑→耐熱性↑瀝青的主要技術(shù)性質(zhì)viscositypenetrationplasticityductilityTemperaturesensibilitySofteningpoint粘滯性塑性溫度敏感性針入度延度軟化點(diǎn)

道路石油瀝青：用于道路路面和車(chē)間地面；建筑石油瀝青：多用于屋面和地下的防水防腐；制作油氈油紙、防水涂料及粘結(jié)劑等。石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)瀝青牌號(hào)：按針入度大小劃分稀釋瀝青：溶解于有機(jī)溶劑乳化瀝青：在水中乳化、分散

施工后由于溶劑或水分蒸發(fā)恢復(fù)其固體性質(zhì)乳化瀝青：冷底子油，拌制瀝青混合物

涂刷于防水底層增強(qiáng)底層與其它防水材料的粘結(jié)強(qiáng)度。涂刷施工后，冷底子油滲透于多孔材料表層內(nèi)，待溶劑揮發(fā)后，并形成一層粘結(jié)牢固的憎水膜層。稀釋瀝青快凝稀釋瀝青（加汽油）中凝稀釋瀝青（加煤油）慢凝稀釋瀝青（加柴油）1、煤瀝青分為低溫瀝青、中溫瀝青和高溫瀝青三種，建筑上多用低溫瀝青。

2、主要組成：油分、軟樹(shù)脂、硬樹(shù)脂、游離碳和少量酸堿物質(zhì)。

3、性能：大氣穩(wěn)定性差；溫度穩(wěn)定性差；塑性較差；與礦物材料的粘結(jié)較好；防腐蝕能力強(qiáng)但防水能力不及石油瀝青；密度大于石油瀝青。

煤瀝青石油瀝青的牌號(hào)道路石油瀝青、建筑石油瀝青和防水防潮石油瀝青都是按針入度指標(biāo)來(lái)劃分牌號(hào)的。在同一品種石油瀝青材料中，牌號(hào)愈小，瀝青愈硬；牌號(hào)愈大，瀝青愈軟，同時(shí)隨著牌號(hào)增加，瀝青的粘性減?。ㄡ樔攵仍黾樱?，塑性增加（延度增大），而溫度敏感性增大（軟化點(diǎn)降低）。在選用瀝青材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)（房屋、道路、防腐）及當(dāng)?shù)貧夂驐l件、所處工程部位（屋面、地下）來(lái)選用不同品種和牌號(hào)的瀝青。（1）瀝青防水卷材特點(diǎn)：卷材質(zhì)量輕，價(jià)格低廉，防水性能良好，施工方便，能適應(yīng)一定的溫度變化和基層伸縮變化。分類(lèi)：按使用原料分為有胎卷材和無(wú)胎卷材按瀝青品種分為石油瀝青油氈，煤瀝青油氈介紹：

1）瀝青紙?zhí)ビ蜌郑悍质蜑r青油氈、石油瀝青油紙及煤瀝青油氈三種。一般油氈用于簡(jiǎn)易防水、臨時(shí)性建筑防水、建筑防潮及包裝；粉氈適用于多層防水層的各層；片氈只適用于單層防水。

2）油紙：只適用于建筑防潮及包裝；也可用于多層防水層的下層。

3）改性瀝青油氈。特點(diǎn)：彈塑性較好，適應(yīng)基層較大的伸縮變形，抗老化性能好常用品種：瀝青玻璃布油氈，瀝青玻纖胎油氈，瀝青再生膠油氈，彈性瀝青單層油氈，自粘油氈，金屬箔油氈，帶孔油氈等瀝青的用途（2）

瀝青嵌縫油膏概述：它是以低軟化點(diǎn)的石油瀝青為基料，加入改性材料，稀釋劑及填充料，混合而成的冷用膏狀材料。主要用于屋面、墻面、溝、槽等部位的防水嵌縫處理。分類(lèi)：瀝青魚(yú)油油膏，聚氯乙烯膠泥，瀝青聚乙烯油膏，瀝青膠粉油膏（3）

瀝青膠粘劑概述：簡(jiǎn)稱瀝青膠，是以石油瀝青為基料，摻加稀釋劑，礦物填充料和改性材料等組成的一種塑像膠粘劑特點(diǎn)：大氣穩(wěn)定性好，可制成熱施工和冷施工用的膠粘劑。分類(lèi)：普通瀝青膠粘劑，瀝青高聚物膠粘劑（4）

瀝青砂漿和瀝青混凝土概述：以瀝青為膠凝材料，沙石為骨架，礦物粉作為填充料，經(jīng)配料，攪拌，熱壓而成。用途：瀝青沙漿可用于鋪筑人行道、工廠車(chē)間和倉(cāng)庫(kù)的地面、屋面防水層和粘貼面磚。瀝青混凝土用于鋪筑城市和廠區(qū)道路、廣場(chǎng)、車(chē)間地面等。分類(lèi)：1）瀝青基防水涂料：以瀝青為成膜物質(zhì)的防水涂料溶劑型：冷底子油，再生橡膠瀝青防水涂料，氯丁橡膠瀝青防水涂料水乳型：乳化瀝青，瀝青再生膠水性防水涂料2）改性瀝青防水涂料，如氯丁膠乳瀝青防水涂料3）

高分子防水涂料近年還出現(xiàn)了具有防水、防火、耐氣候、有裝飾性等功能的產(chǎn)品。瀝青防水涂料（1）瀝青的電性能由于其導(dǎo)電率非常小，所以常作為絕緣物質(zhì)使用，而且瀝青越硬，導(dǎo)電率越小。（2）瀝青的熱性能瀝青是熱脹冷縮的材料，其內(nèi)部組成不同，熱導(dǎo)熱系數(shù)則不同。系數(shù)大的瀝青路面在降溫過(guò)程中，可以加快熱量的傳播，溫度應(yīng)力得以擴(kuò)散，從而減輕路面開(kāi)裂的可能性（3）瀝青的透水性面基層防水或橋面防水，也常涂刷或噴灑乳化瀝青或改性瀝青，所以瀝青的透水性也是一種重要的性質(zhì)。瀝青越硬，透水系數(shù)越小，隨溫度的上升，瀝青變軟，透水系數(shù)也增大（4）瀝青的減振性瀝青對(duì)噪音有一定的消除作用，它主要依賴于瀝青的減振性（瀝青是粘彈性物質(zhì)，在受力以后，分子間的變形由于鏈的相嵌纏連影響伸長(zhǎng)，且受了去處了還會(huì)恢復(fù)，此時(shí)能量就會(huì)散逸消去，達(dá)到減振的目的。（5）瀝青與癌癥的關(guān)系煤瀝青和煤焦油對(duì)人體有強(qiáng)烈的致癌性，石油瀝青對(duì)人體是沒(méi)有致癌性的。瀝青的其它性質(zhì)瀝青路面的損壞損壞機(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-集料剝離主要影響因素：（1）瀝青性質(zhì)（瀝青油源，瀝青的溫度敏感性，瀝青勁度，瀝青的針入度，延度，的感時(shí)性，瀝青的老化性能，含蠟量）（2）瀝青混合料的組成（3）路面結(jié)構(gòu)的幾何尺寸（4）基層的影響（5）土基的影響（6）氣溫等環(huán)境的影響（7）應(yīng)力集中的影響（8）路齡和交通量路面溫縮裂縫的預(yù)防：注意瀝青的油源，選用溫度敏感性小的瀝青和改性瀝青。增加瀝青層面的厚度，對(duì)瀝青路面進(jìn)行預(yù)鋸縫并注意封逢處理。在嚴(yán)寒地區(qū)采用針入度較大黏度較低的瀝青瀝青混合料的低溫開(kāi)裂瀝青“老化”是指瀝青從煉油廠被煉制出來(lái)后，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工及使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間的暴露在空氣中，在環(huán)境因素如受熱、氧氣、陽(yáng)光和水的作用下，會(huì)發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、聚合，乃至瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時(shí)發(fā)生性質(zhì)變化，導(dǎo)致路用性能劣化的過(guò)程。瀝青老化的過(guò)程，可以分為幾個(gè)階段 （1）運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加油過(guò)程中的老化（2）瀝青在加熱拌和及鋪筑過(guò)程中的老化（3）瀝青在路面使用過(guò)程中的老化預(yù)防措施：（1）在保證瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓技術(shù)性能的前提下，盡可能采用比較低的拌和溫度，并嚴(yán)格控制不得超過(guò)規(guī)范規(guī)定的最高拌和溫度。（2）盡量縮短瀝青混合料的高溫保存時(shí)間（3）在運(yùn)距長(zhǎng)或等料時(shí)間長(zhǎng)的情況下，一方面為保證足夠的攤鋪、碾壓溫度，勢(shì)必要提高拌和溫度；另一方面，因時(shí)間的增長(zhǎng)也會(huì)造成瀝青混合料在運(yùn)輸過(guò)程的老化。另外在運(yùn)輸過(guò)程中加蓋蓬布，減少與空氣的接觸瀝青的老化（1）熱的影響：熱能加速瀝青分子的運(yùn)動(dòng)，除引起蒸發(fā)外，能促進(jìn)瀝青化學(xué)反應(yīng)加速。尤其是在施工加熱（160～180℃）時(shí)，由于有空氣中的氧參與共同作用，可使瀝青性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的劣化。（2）氧的影響：空氣中的氧在加熱條件下，促使瀝青組分對(duì)其吸收，并產(chǎn)生脫氫作用，使瀝青的組分發(fā)生移行（如芳香分轉(zhuǎn)變?yōu)槟z質(zhì)，膠質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青質(zhì)）。（3）光的影響：日光(紫外線)照射后能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，促使氧化速率加快。（4）水的影響：在與光、氧和熱共同作用時(shí)，起催化劑作用。瀝青在上述因素作用下產(chǎn)生“不可逆”的化學(xué)變化，導(dǎo)致路用性能的逐漸劣化，這種變化過(guò)程稱為“老化”。瀝青性質(zhì)隨著時(shí)間推移而發(fā)生變化→變脆