沥青的组分与沥青性能的关系
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。
建筑上主要使用建筑石油沥青制成各种防水材料制品或现场直接使用。
1 石油沥青的组成与结构1.1 石油沥青的组分石油沥青是由众多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
因为沥青的化学组成复杂以及同分异构特点，对组成进行分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及14质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称为组分。
在沥青中各组分含量多寡，与沥青的技术性质有着直接关系。
沥青中各组分的主要特性简述如下。
1.1.1 油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分。
在170℃较长时伺加热，油分可以挥发。
油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。
油分赋予沥青以流动性。
1.1.2 树脂沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。
沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。
中性树脂能溶于三氯甲垸、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。
中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。
1.1.3 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，正戊烷，但溶于三氯甲垸和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。
地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
1.2 石油沥青的胶体结构在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
沥青四组分对沥青影响的研究
沥青四组分对沥青影响的研究摘要：沥青组分可分为沥青质、胶质、饱和分和芳香分四种，组分含量决定沥青的物理力学性能与流变性能，甚至对微观性能也有一定的影响。
因此本文针对沥青四组分的分离、沥青组分对沥青性能的影响进行了分析。
基于上述分析，对沥青老化后性能的变化进行了解释，这对于分析不同油源沥青性质的差异具有重要的意义。
关键词：沥青四组分、沥青性能0 前言沥青主要用于沥青路面的修筑，沥青性能的好坏影响了沥青路面的使用寿命。
不同油源和不同加工过程的沥青具有不同的化学性质，这造成了沥青性质的变化多样，也为我们分析沥青的性质带来了一定的困难。
对于沥青而言，沥青的内部组成是影响沥青性能与稳定性的重要因素[1]，更好的研究沥青内部组分的构成对我们分析沥青的性质、提高性能具有非常重要的意义。
研究人员根据组分极性和化学性质将沥青分成了四个组分：饱和分、芳香分、胶质和沥青质（简称SARA）。
其中沥青质和胶质中极性分子较多，被称为极性组，而饱和分和芳香分中由于非极性分子较多，被称为非极性组。
沥青的四组分对沥青的高低温性能和沥青混合料的路用性能有非常重要的影响，因此研究人员对其进行了许多研究。
有学者利用沥青四组分对性能的影响，根据各种沥青中四组分含量的差异对沥青按照比例混合，以实现优化沥青性能的目的[2]。
还有研究将沥青的四组分分离，按一定比例重新添加原基质沥青中，形成具有一定规律组分含量的衍生沥青，以此研究沥青组分对性能的影响[3]。
1 四组分对沥青性能的影响沥青作为一种粘弹性材料，其流变性能是一个重要的性能表征指标。
研究人员将宏观性能与微观性能结合起来，对宏观性能进行测试，并通过手段将其与微观性能结合起来，分析沥青内部组分差异的宏观表现，有利于分析沥青中各组分的作用，沥青的流变性能一般通过动态剪切流变仪进行测定。
研究人员通过灰色分析将沥青的性能与沥青组分相关联[4]，通过对基质沥青老化前后性能指标进行测试，为将来根据沥青组分不同预测沥青高低温性能提供可能性。
沥青材料(题)
沥青材料一、名词解释l、沥青材料2、溶胶型结构3、针入度4、环球法软化点5、针入度指数6、沥青老化7、延度8、闪点9、乳化沥青二、判断题1、烧结普通砖的质量等级是采用10块砖的强度试验评定的。
2、石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为：油分、沥青和沥青酸。
3、含蜡沥青会使沥青路面的抗滑性降低，影响路面的行车安全。
4、针入度指数（PI）值越大，表示沥青的感温性越高。
5、道路石油沥青的标号是按针入度值划分的。
6、与石油沥青相比，煤沥青温度稳定性和与矿质集料的粘附性均较差。
7、沥青质是石油沥青化学组分中性能最好的一个组分。
8、粘度是沥青材料最重要的技术性质之一。
三、填空题1、沥青按其在自然界中获得的方式可分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿两大类。
2、土木工程中最常采用的沥青为＿＿＿＿＿。
3、沥青在常温下，可以呈＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、和＿＿＿＿＿状态。
4、沥青材料是由高分子的碳氢化合物及其非金属＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿等的衍生物组成的混合物。
5、石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
6、石油沥青的四组分分析法是将沥青分离为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
7、石油沥青的胶体结构可分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿三个类型。
8、软化点的数值随采用的仪器不同而异，我国现行试验法是采用＿＿＿＿＿法。
9、评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿，通称为三大指标。
10、评价沥青与粗集料粘附性的方法主要有＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
11、我国现行标准将道路用石油沥青分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三个等级。
12、评价石油沥青大气稳定性的指标有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。
13、乳化沥青主要是由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等组分所组成。
14、石油沥青的闪点是表示＿＿＿＿＿性的一项指标。
15、改性沥青的改性材料主要有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。
沥青材料简介
13
8
乳化沥青
乳化沥青的形成: 乳化沥青是热沥青在剪切作用下分散在乳化剂水溶液中形成的水 包油型的分散体系。 乳化沥青的制备关键是乳化剂的选择、乳化工艺、乳化设备。合 适的乳化剂正确的工艺和优良的乳化设备制备出的乳化沥青颗粒细小 均匀、乳液稳定、粘度适中。
9
乳化沥青
乳化剂
乳化剂本质上是一种表面活性剂，溶于水中能显著降低水的表面张力，在 沥青和水的分散体系中，能够吸附在沥青粒子表面，使表面由憎水性转变为亲 水性而使沥青粒子在水中比较稳定的存在。 乳化剂的分类： 按离子性：阳离子型、阴离子性、非离子型 按破乳速度：快裂型、中裂型、慢裂型 使用何种类型的乳化剂 ，应根据用途和使用条件选择，做实验来确定。乳 化剂的复配是增进乳化效果、降低成本的途径。
3
沥青材料
石油沥青的组分结构
元素组成：碳（82%-88%）、氢（8%-11%）、硫（ ＜ 6%）、氧（ ＜ 15%）、氮（ ＜ 1%） 四组分法：沥青质、胶质、饱和分、芳香分 胶体结构：沥青中各个组分的数量及胶体芳香化的程度，决定了胶体的 结构类型。通常分为溶胶型、溶-凝胶型、凝胶型三种。 沥青材料的组分结构与材料性能有十分密切的关系，材料性能是微 观组成的反映。道路用沥青材料有一定性能要求，符合一定组分结构的 沥青才能用于道路材料。
7
沥青材料
四、粘附性
沥青材料的粘附性是指沥青与石料之间作用所产生物理吸附和化学 吸附的能力。道路沥青的主要功能之一是作为粘结剂将集料粘结成为一 个整体，沥青对石料粘附性的优劣，直接影响沥青路面的使用质量，对 沥青路面的强度、水稳性及耐久性都有很大影响。
五、耐久性
实际应用中，人们要求沥青的老化速度应尽可能小一些，因而提出 了耐久性的要求。老化速度与沥青化学组成和老化条件有关，芳香分含 量较大的氧化作用较强，热、光、氧是导致老化的主要外界因素。
沥青技术指标
沥青技术指标沥青技术指标是指用于评估沥青质量和性能的一系列参数和标准。
沥青是一种重要的道路建筑材料，其质量和性能的好坏直接影响着道路的使用寿命和安全性。
对沥青技术指标的研究和掌握对于道路建设和维护具有重要意义。
1. 沥青的物理指标沥青的物理指标包括密度、粘度、软化点等。
密度是指沥青的单位体积质量，影响着沥青的耐久性和稳定性；粘度是指沥青的流动性，直接影响着沥青在施工过程中的涂布性能；软化点是指沥青在一定条件下软化的温度，它反映了沥青的高温稳定性。
2. 沥青的化学指标沥青的化学指标主要包括沥青的组分、质量分数、胶质含量等。
沥青含有苯环结构，而且沥青中的胶质含量对其抗老化性能、柔韧性和粘附性能均有很大影响，因此对沥青的化学成分和胶质含量进行分析可以评价沥青的质量和性能。
3. 沥青的工程性指标沥青的工程性指标包括抗剪强度、粘附性、抗老化性能等。
抗剪强度是指沥青在承受交通荷载时的抗剪能力，它直接关系到道路的承载能力和耐久性；粘附性是指沥青与骨料的粘附性能，它影响着沥青混合料的稳定性和耐久性；抗老化性能是指沥青在长期暴露于环境中能够保持持久性能的能力，对于热胀冷缩抗裂性和抗氧化性能等都有很大影响。
4. 沥青混合料的性能指标与沥青有关的混合料性能指标主要包括压实密度、抗滑性、抗水性、抗龟裂性等。
这些指标直接关系到沥青混合料的施工性能、使用性能以及耐久性能。
5. 沥青混合料设计指标沥青混合料设计指标主要包括配合比、骨料密度、沥青含量等。
这些指标的合理设计可以保证沥青混合料具有良好的工程性能和使用寿命。
沥青技术指标是对沥青质量和性能进行评价的重要依据，其研究和控制对于道路建设和维护具有重要意义。
通过不断完善和优化沥青技术指标，可以提高道路的使用寿命和安全性，推动道路建设技术的进步，为社会经济发展做出更大的贡献。
沥青混凝土组成材料与沥青混凝土质量的关系
１粗 集 料 的 强 度 对 沥 青 混 凝 土 强 度 的 影 响 。 由 于 粗 集 料 的 ）
磨光 ＢＮ 值／Ｐ 摩擦系数／Ｐ ＢＮ
４ ９ ５ ２
５ ｌ ５ ２ ５ ５ ｝ ５ ７ ９
骨架作用 ， 沥青混凝 土的强度 直接取决 于集料 的强度 ， 粗集料 的
２ 粗集料的外观形状 ， ） 破碎面的多少及磨光值 的大小对沥青
混凝土路 面的摩擦系 数及抗 滑性 的影 响。高等级路 面对粗集料
的磨 光 值 有 着 较 高 的 要求 ， 须 大 于 ４ Ｐ 表 面 破 碎 面 积 不 小 必 ２Ｂ Ｎ，
１ 各 种原材 料的 内在 质量 对沥青 混凝土 的质量影 响
良好 质 量 的保 证 。
针片状含量较高 ， 在马歇尔试 验击实后 ， 试件表面石料破碎 ， 稳定
在现 场 的施 工 碾 压 过程 中 ， 容 易 被 压 路 机 碾 压 破 碎 ， 很 造 满 足路 面使 用 的 沥 青 混 凝 土 必 须 具 有 的 性 能 为 ： ） 透 水 度 较 低 ； １不 沥青无 法包裹集 料 ， 沥青含量相对降低 ， 性 ；） ２ 耐磨性 ； ） ３ 具有一定的粗糙度 ；） ４ 具有 一定 的承受 车辆荷载 成局部 的沥青表面花 白， 的强 度 ；） 水 性 ；） 抗 温 度 变 形 的 能力 。 ５憎 ６抵 （ ．６Ｉ ｎ以 上 颗粒 ）２ 填 充 作 用 的 细 集 料 及 矿 粉 （ ．６１Ｉ 以 ２３ ｆ Ｔ ；） ２３ Ｉ ＴＴ Ｉ 下颗粒 ， 然砂 、 制 砂 、 粉 、 灰粉 、 泥及在 改性 沥青 Ｓ 天 机 矿 石 水 ＭＡ
沥 青 等 ） 现从 各 种 材 料 的 质 量及 其 在 沥 青 混 凝 土 中 的含 量 对 沥 。
陈志源《土木工程材料》(第3版)(课后习题 第九章 沥青材料)【圣才出品】
第九章沥青材料1．石油沥青的主要组分有哪些？它们相对含量的变化对沥青的性质有何影响？答：（1）石油沥青的主要组分有油分、树脂和地沥青质。
（2）不同组分对石油沥青性能的影响不同。
油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的耐热性、黏性和硬性，其含量越多，软化点越高，黏性越大，越硬脆。
2．石油沥青的牌号如何划分？牌号大小与沥青性质有何关系？如何正确选择石油沥青的牌号？答：（1）石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。
（2）同一品种的石油沥青材料，牌号越高，则黏性越小（即针入度越大），塑性越好（即延度越大）、温度敏感性越大（即软化点越低）。
（3）选用石油沥青的原则是根据工程类别（房屋、道路或防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）等具体情况，合理选用不同品种和牌号的沥青。
在满足使用要求的前提下，尽量选用较高牌号的石油沥青，以保证较长的使用年限。
建筑石油沥青多用来制作防水卷材、防水涂料、沥青胶和沥青嵌缝膏，用于建筑屋面和地下防水、沟槽防水防腐，以及管道防腐等工程；道路石油沥青多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面、车间地坪及地下防水工程。
3．某防水工程需石油沥青20t，要求软化点不低于85℃。
现有60号和10号石油沥青，测得它们的软化点分别为49℃和98℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？答：较软沥青掺配的比例为：212198851004%100%16.59%98T T Q T T --=⨯=⨯=--℃℃℃℃较硬较硬沥青掺配的比例为：2116.5%73.5%Q =-=掺配60号石油沥青的用量为：20t×16.5%=5.3t掺配10号石油沥青的用量为：20t×73.5%=14.7t4．沥青混合料的结构类型有哪几种？它们各有何特点？答：沥青混合料的结构类型有悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种。
其特点如下：①悬浮密实结构对于连续级配密实式沥青混合料，因粗骨料数量相对较少，细骨料数量较多，使粗骨料悬浮在细骨料之中。
沥青四组分测定条件对结果的影响
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铝 于 50 e 马福 炉 中活 化 6 h , 在 冷 至 室 温 后 加 0 1% 的蒸 馏水 ( 占氧化铝 质量 ) 并 摇匀 , 放 置 2 4 h 后 备用 "
关联 : ¹ 沥青中沥青质的存在可改善沥青的高温
性能 ; º 沥青中沥青质含量对三项指标的影响最
小 , 而饱 和 分 和 胶 质 含 量 对 三 项 指 标 的影 响 较
º 沉淀沥青质时试样取样量 : 对于沥青质含
量 大 于 1 % 的试 样 , 称 取 试 样 0 .5 9 土0.0 0 1 ; 9 对 于 沥青 质含 量小 于 1 % 的试 样 , 称取 试 样 1 9 0 土 .6 9 "按 每 克试 样 5 m L 的 比例 加 人 正 庚烷 0 0 进 行 回流 , 分 离沥青 质 "
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沥青的组分与沥青性能的关系
沥青的四组分分别是：沥青质（At）胶质（R）芳香酚（Ar）和饱和酚（S）
其中沥青质含量较低，约6%~8%，为沥青中的不溶分，性极性很强；影响着沥青的粘结力、粘度、温度稳定性、硬度。
胶质一般为40%~50%极性很强，具有很好的粘附力，是沥青质扩散的介质，赋予沥青以可塑性、流动性和粘结性。
饱和分含量13~17%，为非极性稠状油类。
作用是软化胶质和沥青质，保持体系的稳定性
芳香分含量29`35%非极性，分子量最低，是主要的分散介质。
溶解力很强
分析道路沥青胶体结构和路用性能之间的关系
（1）溶胶型（Sol Type）结构
这类沥青在路用性能上具有较好的自愈性和低温变形能力，但温度敏感性较强
（2）溶-凝胶型（Sol-gel Type）结构
这类沥青在高温时具有较低的感温性，在低温时又具有较好的变形能力；。