第七章瀝青及瀝青混合料§7.1瀝青材料§7.2瀝青混合料瀝青的定義瀝青是一種有機(jī)膠凝材料，它是由復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔锛胺墙饘伲ㄑ?、硫、氮等）衍生物所組成的混合物。在常溫下呈固體、半固體或液體狀態(tài)。瀝青的特點(diǎn)瀝青結(jié)構(gòu)致密，塑性及粘結(jié)力良好，并具有不導(dǎo)電、不吸水、不透水、耐酸堿腐蝕等性能。瀝青不溶于水，但能溶于多種有機(jī)溶液中。瀝青的應(yīng)用主要用于屋面、地下及水下的防水工程，防腐蝕工程，鋪筑道路路面及飛機(jī)場(chǎng)跑道等。7.1瀝青材料一、瀝青的分類二、石油瀝青三、煤瀝青四、乳化瀝青五、改性瀝青一、瀝青的分類瀝青天然瀝青煤瀝青石油瀝青地瀝青焦油瀝青木瀝青泥炭瀝青頁(yè)巖瀝青㈠石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)1.石油瀝青的組分二、石油瀝青組分作用油分透明液體；賦予瀝青流動(dòng)性。樹脂粘稠半固體；賦予瀝青良好的粘性、塑性。地瀝青質(zhì)固體微粒；決定瀝青的粘性、溫度敏感性。㈠石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)2.石油瀝青的結(jié)構(gòu)石油瀝青是一種膠體結(jié)構(gòu)。分散相(膠體顆粒)：吸附部分樹脂的地瀝青質(zhì)；分散介質(zhì)：溶有樹脂的油分。

根據(jù)瀝青中各組分的化學(xué)組成和相對(duì)含量不同，可分為：溶膠型結(jié)構(gòu)、凝膠結(jié)構(gòu)、溶—凝膠結(jié)構(gòu)。二、石油瀝青溶膠型結(jié)構(gòu)溶－凝膠型結(jié)構(gòu)凝膠型結(jié)構(gòu)

㈠石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)2.石油瀝青的結(jié)構(gòu)①溶膠型結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量較少，而油分和樹脂較多。這類瀝青流動(dòng)性和塑性較好，開裂后自行愈合能力較強(qiáng)；而對(duì)溫度的敏感性較強(qiáng)。

二、石油瀝青㈠石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)2.石油瀝青的結(jié)構(gòu)②凝膠型結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量很多，而油分和樹脂較少。這類瀝青彈性好、粘性較高，流動(dòng)性和塑性較低，開裂后自行愈合能力較差，高溫穩(wěn)定性較好，但低溫變形能力較差。二、石油瀝青㈠石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)2.石油瀝青的結(jié)構(gòu)③溶—凝膠型結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量不如凝膠型瀝青中的多。這類瀝青在高溫時(shí)具有較低的溫度敏感性；低溫時(shí)又具有較好的變形能力。在道路瀝青混凝土中所用的瀝青多屬此類。二、石油瀝青㈡石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)1.黏滯性二、石油瀝青粘稠瀝青

液體瀝青

“針入度”:一定質(zhì)量G的標(biāo)準(zhǔn)針在一定溫度T、一定時(shí)間t內(nèi)錐入瀝青試樣的深度P(單位1/10mm)。

“標(biāo)準(zhǔn)黏度(黏滯度)”:一定試驗(yàn)溫度T時(shí)，從一定直徑d的流孔流出50ml瀝青所用的時(shí)間C。評(píng)價(jià)指標(biāo)黏滯性是在外力作用下，瀝青材料抵抗粘性變形的能力。

含義組分;溫度。影響因素針入度試驗(yàn)（用于黏稠瀝青）標(biāo)準(zhǔn)黏度試驗(yàn)（用于液體瀝青）㈡石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)2.塑性二、石油瀝青塑性是在外力作用下，瀝青材料產(chǎn)生變形而不破壞,除去外力后,仍能保持變形后形狀的性質(zhì)?！欢ǔ潭壬戏从沉藶r青開裂后的自愈能力。含義組分;溫度;瀝青膜層的厚度。影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)“延度”→在規(guī)定溫度的水槽中(一般為25℃),以50mm/min速率拉伸瀝青試樣，當(dāng)拉斷時(shí)所延伸的長(zhǎng)度(單位cm)。延伸度試驗(yàn)㈡石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)3.溫度敏感性(溫度穩(wěn)定性)二、石油瀝青溫度敏感性指瀝青的粘滯性和塑性受溫度變化而影響的程度?！鷾囟让舾行源蟮臑r青，在溫度升高時(shí)，很快變軟而流淌；溫度降低時(shí)，極易變脆而破壞。含義組分。影響因素“針入度指數(shù)PI”:PI=30/(1+50A)-10,其中針入度溫度敏感性系數(shù)A=[lg800-lg(25℃,100g,5s)]/[T-25]?！鶳I值愈大，瀝青的溫度敏感性愈小。評(píng)價(jià)指標(biāo)“軟化點(diǎn)”(瀝青達(dá)到“某種特定黏性流動(dòng)狀態(tài){即瀝青在軟化點(diǎn)溫度下的針入度值為800}”時(shí)的溫度)?！捎谩碍h(huán)球法”測(cè)定：以5℃/min的速度加熱甘油或水，當(dāng)Ф＝9.53mm、G=3.5g的鋼球下垂25.4mm時(shí)的水溫T(℃)。軟化點(diǎn)試驗(yàn)㈡石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)4.大氣穩(wěn)定性(抗老化性)二、石油瀝青大氣穩(wěn)定性瀝青在熱、空氣、陽光等因素的長(zhǎng)期綜合作用下，性能保持穩(wěn)定(不顯著惡化)的性質(zhì)。

含義“針入度比”=瀝青試樣加熱后針入度/瀝青原針入度×100%。評(píng)價(jià)指標(biāo)(160℃下加熱5h)“蒸發(fā)損失”=(瀝青試樣原質(zhì)量-加熱后質(zhì)量)/瀝青原質(zhì)量×100%。

紫外線;熱;水;氧;氧化劑;應(yīng)力。影響因素㈡石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)5.施工安全性粘稠瀝青在加熱使其軟化時(shí)，從中揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，遇火易發(fā)生閃火甚至燃燒、爆炸等安全事故?！鸀榇耍仨殰y(cè)定瀝青加熱閃火和燃燒的溫度，即所謂的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。瀝青的閃點(diǎn)：指加熱瀝青試樣至揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，在規(guī)定的條件下與火焰接觸，當(dāng)試驗(yàn)液面最初出現(xiàn)一瞬即滅的藍(lán)色火焰時(shí)的溫度(以℃表示)。瀝青的燃點(diǎn)：是加熱瀝青試樣至揮發(fā)出的可燃?xì)怏w與空氣混合，在規(guī)定的條件下與火焰接觸能持續(xù)燃燒不少于５s時(shí)的試樣溫度(以℃表示)。二、石油瀝青㈡石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青是按針入度指標(biāo)來劃分標(biāo)號(hào)的，同時(shí)每一標(biāo)號(hào)的瀝青還必須滿足相應(yīng)的延度和軟化點(diǎn)等指標(biāo)的要求。二、石油瀝青瀝青標(biāo)號(hào)愈高針入度愈大

延度愈大軟化點(diǎn)愈低粘滯性愈小塑性愈好

溫度敏感性愈大㈡石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.石油瀝青的選用①對(duì)“溫?zé)岬貐^(qū)、易受日曬或受熱嚴(yán)重”的部位：為防止瀝青受熱過分軟化，→應(yīng)選用“標(biāo)號(hào)較小”的瀝青。②在“寒冷地區(qū)”、在“夏季受曬，冬季受凍”的部位：不僅要考慮受熱軟化、還要考慮低溫脆裂，→故適宜選用“中等標(biāo)號(hào)”的瀝青。③對(duì)一些不易受溫度影響的部位(如伸縮縫、瀝青止水井)：→可選用“標(biāo)號(hào)較大”的瀝青。④當(dāng)缺乏所需標(biāo)號(hào)的瀝青時(shí)，可采用不同標(biāo)號(hào)的瀝青相互摻配使用。二、石油瀝青㈡石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2.石油瀝青的選用用于屋面防水層的瀝青：要求具有較好的粘結(jié)性、溫度敏感性和大氣穩(wěn)定性，因此，要求瀝青的軟化點(diǎn)應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v年來達(dá)到的屋面最高氣溫20℃以上，以保證夏季高溫不流淌。但也不宜過高，否則冬季低溫時(shí)易發(fā)生硬脆甚至開裂。用于地下防潮、防水工程的瀝青：要求其粘性大，塑性和韌性好，但對(duì)其軟化點(diǎn)要求不高。二、石油瀝青㈡石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.瀝青的摻配摻配要注意遵循同源原則(即同屬石油瀝青或同屬煤瀝青的才可摻配)。

兩種不同牌號(hào)瀝青摻配時(shí)，其摻量計(jì)算如下：二、石油瀝青煤瀝青的組成上分為：油分、樹脂和游離碳三個(gè)基本組分。

與石油瀝青相比，煤瀝青具有以下特點(diǎn)：①溫度敏感性大；②大氣穩(wěn)定性差；③塑性差；④與礦質(zhì)骨料表面黏附性好；⑤有毒、有臭味，防腐能力強(qiáng)。三、煤瀝青乳化瀝青：是將粘稠瀝青熱融，經(jīng)機(jī)械力的作用，以細(xì)小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液中(必要時(shí)還加入一定的穩(wěn)定劑)，形成水包油狀的瀝青乳液。

使用乳化瀝青時(shí)，不需加熱就可以在常溫狀態(tài)下進(jìn)行施工，所以施工較為方便。乳化瀝青廣泛應(yīng)用于道路工程、水利工程、建筑屋面防水工程及鐵道工程等中。四、乳化瀝青改性瀝青的種類橡膠類改性瀝青樹脂改性瀝青熱塑性橡膠類改性瀝青礦物填充料改性瀝青以改性瀝青為基材可生產(chǎn)以下防水卷材SBS改性瀝青防水卷材（寒冷地區(qū)使用）APP改性瀝青防水卷材（炎熱地區(qū)使用）PVC改性焦油瀝青防水材料再生膠改性瀝青防水卷材五、改性瀝青7.2瀝青混合料一、瀝青混合料的分類二、水工瀝青混凝土瀝青混合料由礦質(zhì)混合料（簡(jiǎn)稱礦料）與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。其中礦料起骨架作用，瀝青與填料起膠結(jié)和填充作用。瀝青混合料主要用于道路路面、水工防滲、建筑防水等工程中。瀝青混合料㈠按礦料級(jí)配類型劃分連續(xù)級(jí)配瀝青混合料、間斷級(jí)配瀝青混合料。㈡按混合料密實(shí)度來劃分密級(jí)配瀝青混合料、開級(jí)配瀝青混合料、半開級(jí)配瀝青混合料。㈢按骨料公稱最大粒徑(DM)來劃分特粗式瀝青混合料、粗粒式瀝青混合料、中粒式瀝青混合料、細(xì)粒式瀝青混合料、砂粒式瀝青混合料。㈣按混合料施工溫度來劃分熱拌熱鋪瀝青混合料、冷拌瀝青混合料。一、瀝青混合料的分類瀝青混凝土是指瀝青與礦料經(jīng)拌合冷卻凝固的混合物。瀝青混凝土具有良好的抗?jié)B性，良好的柔性及自愈閉合等功能，非常適宜作為需要承受不均勻變形的水工防滲體(防滲心墻、防滲面板等)。水工瀝青混凝土是指用于水利水電工程的瀝青混凝土的統(tǒng)稱。二、水工瀝青混凝土㈠水工瀝青混凝土的組成材料1.水工瀝青配制水工瀝青混凝土所用的瀝青應(yīng)選擇專用水工瀝青(即適合于水電水利工程防滲安全要求的石油瀝青)。一般應(yīng)根據(jù)氣候條件、建筑物的類型、瀝青混凝土的種類、施工方法等，來選擇適宜標(biāo)號(hào)的水工瀝青。同一工程宜采用同一廠家、同一標(biāo)號(hào)的瀝青；不同廠家、不同標(biāo)號(hào)的瀝青，不得混雜使用。二、水工瀝青混凝土㈠水工瀝青混凝土的組成材料2.粗骨料粗骨料指粒徑大于2.5mm的礦料。粗骨料以質(zhì)地堅(jiān)固，表面粗糙，粒形近于方圓形為好。且應(yīng)控制針、片狀顆粒含量。瀝青混凝土粗骨料的DM：用于防滲層的，不得超過壓實(shí)后的瀝青混凝土鋪筑層厚度的1/3且不得大于25mm；用于非防滲層的，不得超過層厚的1/2且不大于35mm。二、水工瀝青混凝土㈠水工瀝青混凝土的組成材料3.細(xì)骨料細(xì)骨料指粒徑為0.075mm~2.5mm的礦料。細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好。粒徑組成應(yīng)符合設(shè)計(jì)、試驗(yàn)提出的級(jí)配曲線要求。4.填料填料是粒徑小于0.075mm的礦料。填料在瀝青混凝土中既起填充作用，又起增加黏結(jié)力的作用。

5.改性劑

改性劑是為改善瀝青砼某些技術(shù)性能(如黏度、抗裂性等)而摻入瀝青混合料中的外加劑的統(tǒng)稱。二、水工瀝青混凝土㈡水工瀝青混凝土的性能1.滲透性能防滲層：工程施工中，只要保證瀝青混凝土的孔隙率不大于3%，瀝青混凝土基本上是不透水的(k≤10-7cm/s)。透水層：k≥10-3cm/s，以保證防滲層的滲透水流能及時(shí)排除。2.柔性柔性指瀝青混凝土在自重或外力作用下，能適應(yīng)變形而不產(chǎn)生裂縫的性能。瀝青混凝土的柔性主要取決于瀝青的性質(zhì)、用量及礦料的級(jí)配等。

二、水工瀝青混凝土㈡水工瀝青混凝土的性能3.溫度敏感性要求瀝青混凝土具有較強(qiáng)的低溫變形性(避免低溫開裂)和高溫穩(wěn)定性(避免高溫變形流淌)。4.耐久性耐久性是指瀝青混凝土在長(zhǎng)期使用過程中能抵抗環(huán)境因素作用的性能。瀝青混凝土的耐久性包括水穩(wěn)定性、抗老化性、抗疲勞性等方面。二、水工瀝青混凝土㈡水工瀝青混凝土的性能5.施工和易性瀝青混凝土施工和易性是指瀝青混合料在拌合、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓等各個(gè)施工環(huán)節(jié)中，與施工條件相適應(yīng)、既保證質(zhì)量又便于施工的一種工作性能。影響瀝青混凝土和易性的主要因素是礦料的級(jí)配，瀝青用量和填料質(zhì)量。二、水工瀝青混凝土㈢瀝青砂漿瀝青砂漿是由瀝青材料、礦物填料和砂混合而成的瀝青混合料。熱用瀝青砂漿：是先將瀝青材料和礦物粉配制成瀝青膠結(jié)物，然后將140~160℃的砂子加入拌勻而成，使用時(shí)的溫度為160~180℃，以便澆筑密實(shí)。冷用瀝青砂漿：是采用液體瀝青或乳化瀝青配制，礦料無需加