沥青综合知识

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沥青知识点总结

沥青知识点总结

沥青知识点总结一、沥青的来源沥青是一种矿物质材料,通常来源于天然矿石或石油提炼,并在特定的工艺过程中得到。

一般情况下,沥青主要分为天然沥青和人工沥青两种类型。

1. 天然沥青天然沥青产生于地下石油、煤矿或沥青矿床中,采用挖掘、采矿等方式开采。

天然沥青的品质和成分受到地质条件的影响,不同地区的天然沥青具有不同的性质和特点,常见的有煤焦沥青、沥青石、湖沥青等。

2. 人工沥青人工沥青通常是从石油提炼过程中得到,因此也称为石油沥青。

通过不同的生产工艺和技术处理,可以得到不同性质和用途的人工沥青,如沥青混合料、改性沥青等。

二、沥青的性质沥青具有许多优秀的性质和特点,这些性质决定了沥青在道路建设和维护中的重要作用。

1. 粘结性沥青具有很强的粘结性,能够有效地将路面材料粘结在一起,形成紧密的路面结构。

这种粘结性可以减少路面破碎、抗水、抗冻融和抗车轮荷载的能力。

2. 柔性沥青是一种柔性的材料,能够很好地抵抗路面变形、挠曲和热胀冷缩的影响,保持路面形态的稳定性。

3. 耐久性沥青具有很高的耐久性,能够长期保持路面的平整和平整,减少对路面的维护和修理。

4. 抗水性沥青具有良好的抗水性,能够有效地防止水分的渗透和侵蚀,保护路面的材料不受水的影响。

5. 防腐蚀性沥青具有很好的防腐蚀性,能够有效地保护路面材料免受化学物质和盐渗透的侵害。

6. 可塑性沥青可以通过不同的加热和加工方法变得柔软或硬化,适应不同的施工和使用条件。

三、沥青的生产工艺沥青的生产工艺主要包括沥青的提炼、改性、混合和加工等过程,这些工艺可以根据不同原料和用途得到不同性质的沥青产品。

1. 提炼石油沥青的提炼主要通过蒸馏、裂化、萃取和沉淀等工艺得到。

通过这些工艺可以得到不同级别和粘度的沥青产品,为道路建设和其他工程提供合适的原料。

2. 改性沥青的改性是为了改善沥青的性能和适应不同的应用要求,常用的改性方法有添加剂、改性剂、改性沥青混合料、复合材料等。

3. 混合沥青混合料是指沥青和骨料等材料的混合物,是道路铺装中常用的材料。

沥青路面表面性能实验

沥青路面表面性能实验

批 阅长 沙 理 工 大 学实 验 报 告年级 班 号 姓名 实验日期 月 日 指导教师签字: 批阅教师签字内 容一、实验目的 四、实验方法及步骤 二、实验原理 五、实验记录及数据处理 三、实验仪器 六、误差分析及心得体会沥青路面表面性能 实验一、 实验目的本实验包括路面的平整度、抗滑性能、透水性三项实验,是反映路面行驶质量的重要指标,通过实验所得的结果和《公路工程质量检验评定标准》对路面使用质量进行综合评价。

二、 实验原理1.平整度是指路表面相对于理想平面凹凸不平的程度,是评定路面使用品质的重要指标之一。

路基、路面各层次的平整度都会累积起来。

2.路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑动所产生的力、通常抗滑性能被看做是路面表面特性,用轮胎与跃路面与之间的摩阻系数来表示。

3.水对沥青路面的破坏性是相当大的。

影响因素:4%4%v v V V ⎧≤⎪⎨⎪⎩透水性很小孔隙率透水性很大水对沥青路面的影响较小孔隙率4%15%vV 水会残留在沥青材料内部,对材料造成破坏;孔隙率为8%时,受破坏最大。

渗水系数的定义:单位时间内的渗水量。

单位:ml/min三、 实验仪器1.平整度实验仪器:连续式平整度仪、三米直尺、塞尺2.抗滑性能实验仪器:⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩底座(三个调节螺栓用来调节水准泡)升降螺丝 紧固螺丝 指针摆式仪指针摆锤 举升柄 橡胶片 滑溜块 平衡锤标尺(126mm)3.透水性实验仪器:渗水仪、密实材料(橡皮泥、原子灰)、秒表、红墨水四、 实验方法及步骤1.平整度实验方法及步骤:①选点:⎪⎩⎪⎨⎧⨯⨯尺处每路面各层尺处每路面各层34200102200m m有两种方法:随机选点、针对性选点(行车道外侧车轮轮迹带上) ②测量: A 、三米直尺法:把尺纵向摆在路上,看尺与路表面最大间隙,用塞尺量取其最大间隙宽度。

B 、连续式平整度仪法:将连续式平整度仪上的测试轮放下,在路面上沿行车方向拖动,自动采集数据。

2.抗滑性能实验方法及步骤: ①选点摆放摆式仪时注意摆式仪摆动的方向与行车方向一致。

沥青生产原料配比

沥青生产原料配比

沥青生产原料配比全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:沥青是一种重要的道路建设材料,广泛应用于公路、机场跑道、停车场等地面铺设,其性能直接影响着道路的使用寿命和安全性。

而沥青的性能主要取决于其原料配比,保证配比合理性对于沥青生产至关重要。

沥青的生产原料主要包括沥青、矿料和添加剂三部分。

沥青是沥青混合料的主要胶结料,根据其来源不同可以分为天然沥青和人工合成沥青。

在实际生产中,通常采用石油焦沥青或石沥青作为主要原料,其黏性、流动性、抗老化性能均优于其他类型的沥青。

矿料是沥青混合料中的骨料,应选用硬度高、耐磨性好、韧性强的石料,并根据不同用途进行骨料的选取和分级。

添加剂则是用来改善沥青性能的辅助材料,如改性剂、胀大剂、沉淀剂等。

添加剂种类繁多,选择适当的添加剂可大幅提升沥青的性能。

沥青的生产原料配比应综合考虑各种因素,既要保证混合料的工程性能,又要考虑成本控制和环境保护。

首先要根据工程要求确定沥青的等级和品种,选用适合的沥青原料;其次要根据路面使用环境和应力状态确定矿料的种类和配合比,确保路面的耐久性和耐磨性;最后要根据沥青混合料的使用要求和生产条件确定添加剂的种类和用量,提升沥青的抗老化性能和使用寿命。

生产原料配比还要考虑成本和环保因素。

一方面要尽可能降低成本,提高生产效率,降低沥青混合料的生产成本;另一方面要尽量减少对环境的污染,选择低污染原料和添加剂,并加强设备和生产工艺的环保措施。

只有在综合考虑各种因素的基础上确定合理的生产原料配比,才能生产出优质的沥青混合料,确保道路的耐久性和安全性。

沥青生产原料配比是沥青混合料生产过程中的关键环节,直接影响到沥青混合料的工程性能和使用寿命。

在确定生产原料配比时,需要全面考虑各种因素,并根据具体需求和实际情况进行合理配比,以确保生产出优质、环保的沥青混合料,满足道路建设的需要。

【文章达到要求,内容详实】。

第二篇示例:沥青是一种常用的道路建筑材料,其生产原料配比直接影响到沥青的质量和性能。

路基路面工程知识点汇总

路基路面工程知识点汇总

1路基土的分类?及土的工程性质土依据上的颗粒组成特征,土的塑性指标和土中有机质存在的情况,分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类,特殊土主要包括黄土、膨胀土、红粘土和盐渍土。

巨粒土(包括漂石和卵石)有很高的强度和稳定性,是良好的填筑路基的材料。

砂性土,集配适宜强度和稳定性都满足要求,是理想的路基填筑材料。

粉性土,容易造成冻胀翻浆等路基病害,如果用它填筑路基则必须采用改良措施,加强排水,采取隔离水等措施。

粘性土,干燥时坚硬,施工时不易破碎,浸湿后长期保持水分,不易挥发,因而承载能力小,因此粘性土在适当含水量的情况下,充分压实和设置良好的排水设施修筑而成的路基也能获得稳定。

重粘土,工程性质和粘性土相似,重粘土不透水,粘聚力特强,塑性很大,干燥时很坚硬,施工时难以挖掘与破碎,因此不能做路基的填筑材料。

总之,土作为路基的建筑材料,砂性土最优,粘性土次之,粉性土属于不良材料,重粘土为不良的路基土,还有一些特殊土,根据其特殊的性质在筑路时采取相应的措施。

2我国公路区划的划分原则。

1.道路工程特征相似的原则2.地表气候区划羌异性的原则3.自然气候因素既有综合义有主导作用的原则3什么是潮湿系数?年降雨量R与年蒸发量Z之比,K=R/Z4什么是冻胀与翻浆?积聚的水冻结后体积增大,使路基降赵而造成面层开裂,即冻胀现象。

交通繁重的地区,经重车反复作用,路基路面结构会产生较大的变形,严重时,路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙冒出,形成了翻浆。

5路基的干湿类型分那几种?如何划分?路基按其干湿状态不同,分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿。

四种干湿类型以分界稠度Wc1、wc2和wc3来划分,干燥wc>wc1 中湿:wc1>=wc>wc2 潮湿:wc2>=wc>wc3 过湿:wc<=wc36什么叫路基工作区?在路基某一深度Za处,当车轮荷载引起的垂直应力6Z与路基十自重引起的垂直应力‘M相比所占比例很小,仪为1/10—1/5时,该深度2a范围内的路基称为路基工作区。

沥青路面养护技术规范word精品文档31页

沥青路面养护技术规范word精品文档31页

1 总则1. 0. 1目的为提高公路沥青路面的养护水平,保证路面经常处于良好的技术状态,特制定本规范。

1. 0. 2适用范围本规范适用于各级公路沥青路面的养护。

1. 0. 3基本要求1. 0. 3.1对沥青路面必须进行预防性、经常性和周期性养护。

必须加强路况巡视,掌握路面的使用状况,根据路面的实际情况制定日常小修保养和经常性、预防性和周期性养护工程计划。

对于较大范围路面维修和超过设计使用年限的路面维修应及时安排大中修工程和改建工程。

1. 0. 3.2沥青路面的养护必须加强计划及施工管理,根据计划做好进度安排、人员组织、物资设备供应,确保养护工作按照计划实施。

必须加强养护工程质量管理和监督;必须加强沥青路面的养护经济核算和成本分析。

1. 0. 3.3沥青路面宜采用机械化养护,提高养护工程质量和服务水平。

1. 0. 3.4沥青路面的养护应依靠科技进步,加强养护技术管理,逐步采用先进的检测仪器设备采集路况资料,应用路面管理系统,正确评价路况,提出科学的养护对策。

积极推广应用新技术、新材料、新工艺,发展现代化沥青路面的养护技术。

1.0. 3.5沥青路面养护必须贯彻文明施工、安全生产的方针,制定技术安全措施,加强安全教育,严格执行安全操作规程,确保安全生产。

1. 0. 4相关标准沥青路面的养护,除按本规范的规定执行外,尚应遵守国家和行业现行有关标准规范的规定。

2 术语、符号2. 1 术语2. 1. 1路面综合破损率damage rate路段内不同类型、程度和范围的损坏的折合面积与路段的路面总面积的比值。

2. 1. 2 路面状况指数pavement condition index表征路面完好程度的指数。

2. 1. 3路面强度指数structure strength index为路面设计弯沉值与路段代表弯沉值之比,是表征路面结构整体强度的相对指标。

2. 1. 4路面质量指数pavement quality index由路面的行驶质量指数、路面状况指数、路面强度指数和路面抗滑性能评价指标通过加权计算得出的综合评价指标。

沥青综合知识

沥青综合知识

沥青综合知识沥青综合知识沥青是⼀种有机胶凝材料,它是由⼀些极其复杂的⾼分⼦碳氢化合物及其⾮⾦属(氧、氮、硫等)衍⽣物所组成的混合物。

在常温下,沥青呈褐⾊或⿊褐⾊的固体、半固体或粘稠液体状态。

它具有把砂、⽯等矿物质材料胶结成为⼀个整体的能⼒,形成具有⼀定强度的沥青混凝⼟,因此,被⼴泛地应⽤于铺筑路⾯、防渗墙等道路和⽔利⼯程中。

沥青是憎⽔性材料,⼏乎不溶于⽔,⽽且本⾝构造致密,具有良好的防⽔性、耐腐蚀性;它能与混凝⼟、砂浆、砖、⽯料、⽊材、⾦属等材料牢固地粘结在⼀起,且具有⼀定的塑性,能适应基材的变形。

因此,沥青材料及其制品⼜被⼴泛地应⽤于地下防潮、防⽔和屋⾯防⽔等建筑⼯程中沥青材料。

沥青的种类较多,按产源可分为:在⼯程中,最常⽤的是⽯油沥青,其次是煤沥青。

⽯油沥青⼀、⽯油沥青的⽣产⼯艺概述(⼀)⽯油的基属分类⽯油是炼制⽯油沥青的原料,⽯油沥青的性质⾸先与⽯油的基属有关。

我国⽬前的原油分类是按照“关键馏分特性”和“含硫量”进⾏分类的。

1. 关键馏分特性分类。

⽯油在半精馏装置中,于常压下蒸得250~275℃的馏分称为“第⼀关键馏分”;于5.33kPa的压⼒下减压蒸馏,取得275~300℃的馏分称为“第⼆关键馏分”。

测定以上两个关键馏分的相对密度,并对照表9-1所列相对密度范围或特性因素,决定两个关键馏分的基属,如⽯蜡基、中间基或环烷基。

根据原油两个关键馏分的相对密度(或特性因数)由表9-1决定其所⾪属的基属,原油可分为表9-2所列七类。

相对密度相对密度相对密度<0.8207 =0.8721~0.9302 >0.93022. 含硫量的分类。

含硫量<0.5%者为低硫原油;含硫量⾼于0.5%者为含硫原油。

如含硫为0.22%的⽯蜡基原油称为低硫⽯蜡基原油,含硫量为0.85%的中间基原油称为含硫中间基原油。

按现⾏常规⼯艺,作为⽣产沥青原料的原油基属的选择,最好是选⽤环烷基原油,其次是中间基原油,最好不选⽤⽯蜡基原油,因为⽯蜡含量的存在将给沥青性能带来不良的影响。

论述沥青路面和水泥路面的优缺点

论述沥青路面和水泥路面的优缺点

论述沥青路面和水泥路面的优缺点并用你所学的知识预测今后的发展趋势目前,我国我国高速公路是使用沥青路面越来越多,而水泥路面越来越少,出现了一边倒的趋势.柏油路也叫沥青路.其基层构造与水泥路也叫钢筋混凝土路一致,沥青路的不同在于面层加一层细石混合沥青.两种路面的优缺点:一、费用高速公路两种路面的养护费用比较虽然沥青路面比水泥路面有养护更方便、通车更快的特点,但其养护费用与建造费用是成正比的,目前国内许多高速公路沥青路面出现了建得起、养不起的尴尬局面.沥青路面局部修复或加铺时,需要的机械多而全,必须动用沥青搅拌楼、摊铺机和压路机,其局部修复养护费用比新建费用大致高4倍~5倍,而水泥路面局部换板可使用三辊轴机组或小型机具施工,动用的机械设备少而轻巧,其局部修复的养护费用是建造费用的2倍~3倍.虽然沥青路面养护有通车快,比水泥路面便于做薄层加铺,不用考虑接缝防裂等特点,但在我国目前沥青、集料、机械、养护施工等严峻形势下,其养护费用大致为水泥路面的3倍左右.二、使用寿命相同设计、施工水平下两种路面的使用年限比较在相同设计、施工水平下,水泥路面到大修的使用年限比沥青路面长一倍,与路面设计使用的基准期相当:水泥路面30年,沥青路面15年.观测表明,同样是水泥混凝土路面,使用小型机具与滑模摊铺相比,达到相同破损率时,滑模摊铺水泥混凝土路面比小型机具施工的水泥混凝土路面使用寿命长6年~7年.湖南长沙至益阳高速公路水泥混凝土路面与益阳至常德插传力杆的水泥混凝土路面对比表明,每条缩缝插入传力杆,达到相同破损率时,有传力杆水泥混凝土路面比未插传力杆的水泥混凝土路面使用寿命长3年.因此,建议将长沙至益阳高速公路水泥混凝土路面全部后补插传力杆,以延长该路段的使用寿命.相同设计水平是指高速公路沥青、水泥路面的路面结构设计应适应相应的交通量与超载要求,相同的施工技术水平指两种路面的施工都应该采取大型摊铺机进行.水泥路面使用大型搅拌楼和滑模摊铺机,沥青路面使用沥青拌合楼、沥青摊铺机及其配套的压路机等.在这样“相等”的条件下,水泥混凝土路面的使用寿命比沥青路面长一倍.三、路面结构沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构.这种路面与砂石路面相比,其强度和稳定性都大大提高.与水泥混凝土路面相比,沥青路面表面平整无接缝.行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,适宜于路面分期修建.沥青路面的缺点是温度敏感性较高.夏季强度下降,若控制不好会使路面发软泛油或推移剪切破坏.低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂.水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板作为面层,下设基层、垫层所组成的路面结构,又称刚性路面.水泥混凝土路面强度高,稳定性好,使用寿命长,适用于繁重交通道路.但需设置许多接缝,这些接缝增加了施工的复杂性,并且影响行车的舒适性,接缝又是路面的薄弱点,应合理设计、认真施工,否则,容易出现唧泥、错台等危害.以前由于沥青路面建设成本高沥青材料本身比较贵,所以水泥路面比沥青路面更容易被接受.随着经济的发展和沥青炼制技术的提高,在造价方面沥青路面已经没有什么劣势了,所以现在不论是新建道路和旧路改建都大量采用沥青路面.今后的发展趋势:沥青路面结构层在世界范围来讲是高速公路首选的结构层,它有很多优势是不言而喻的,目前修建一条高速公路不太难,从平原到山区,从湖泊到丘陵.从沥青路面建设来讲技术标准、技术规范、操作程序十分成熟并且成型,而难的是如何把沥青路面养护好,保持路面结构的完整性,延长路面使用年限,这也是世界各国沥青路面养护者共同面临的一项课题,大家也都在进行积极有益的探索.这里就国内高速公路沥青路面的养护发展趋势做一些论述.1、路面诊断智能化路面诊断智能化分为两个阶段,首先是路面检测的自动化.与之相适应的许多路面检测设备应运而生,如路面综合检测车、横向摩擦力系数检测车、弯沉仪、激光平整度仪等等,通过这些检测设备进行路面数据自动采集.大部分路面检测设备技术是成熟的,但是路面综合检测车目前在国内还处于研究、探索、试用阶段,还没有形成规模,最具有代表性的是武汉大学和南京理工大学的路面综合检测车.第二是路面管理专家系统,其功能是将路面检测数据进行储存和分析,通过数据处理评定路面使用性能和提出养护对策.路面管理系统通过交通部多年努力推广和运用,虽然取得了一批成果,但是目前还不能提出养护对策.为此很多公路养护管理部门在进行深入的研究,探索沥青路面各项技术指标的变化规律,通过技术经济综合比较提出切实可行的养护对策,为制订年度养护计划提供技术保障.2、预防性养护的常态化从目前国内养护情况看,基本上都是事后性养护,就是出现了病害才去处理问题,而真正实行预防性养护有个过程,并且取决于智能化数字处理的准确性.从世界范围来讲,在实行预防性养护过程中,除了日常性地做好排水和常规性的病害处理外,有三种预防性养护的方式和方法被广泛应用:雾封层技术微表处技术宏表处技术3、养护设备的一体化随着高速公路的不断发展,社会对高速公路的要求随之增高,要求高速公路提供快速、安全、高效的道路运输条件,如继续采取传统的修补坑槽、裂缝等的方法,耗时长、效果差,影响道路安全畅通,其发展趋势必然是养护施工设备的一体化.如美国、德国、日本等国家生产了现场热再生养护列车,它代表当今世界养护施工机械化、一体化的发展方向,集加热、铣刨、摊铺等功能于一体,每工作日可以对1~2km沥青路面进行再生养护,大大提高了养护效率,减少了占道时间.4、养护材料的节能环保化沥青路面材料再生利用可以缓解资源压力,有利于环境保护和降低养护成本,受到了各国的普遍重视.欧美发达国家经过多年的系统研究,开发了五种再生方式以及一系列成套设备,已经形成了一套比较完整的再生技术,达到了规范化和标准化的成熟程度,部分国家出台了相应的政策法规强制规定废旧沥青路面材料必须进行再生利用.1997年国际经合组织对11个国家的路面材料再生利用情况进行了调查,发表了道路工程再生利用战略白皮书.我国还处在引进、消化、试用阶段,我国大部分高速公路在沥青路面养护过程中将大量铣刨料废弃,不仅破坏了环境,浪费了资源,而且增加了成本.因此作为高速公路的管理者、养护者非常有必要增强环保节能意识.。

沥青材料的知识点总结

沥青材料的知识点总结

沥青材料的知识点总结1. 沥青的来源沥青是一种天然产物,主要来自石油炼制过程中的残渣。

石油中的沥青通常在炼制过程中被分离出来,形成胶状物质,后来被用于道路铺装。

此外,沥青还可以从天然沥青矿中开采,这些矿藏通常位于地下,需要进行采矿和提炼。

2. 沥青的制备沥青的制备过程包括炼制、改性和添加剂,其中炼制是最基本的过程。

在炼制过程中,石油中的沥青被加热,随后通过蒸馏、溶剂萃取或其他方法分离出来。

接着,沥青通常需要经过改性处理,以改善其性能和耐久性。

添加剂的使用也可以改善沥青的特性,使其更适合特定的应用。

3. 沥青的性质沥青具有多种有趣的性质,包括粘度、黏度和弹性。

粘度用来描述沥青的流动性和黏附性,而黏度则描述了沥青的内聚力和凝固特性。

弹性表示沥青在受力后能够恢复原状的能力。

这些性质使得沥青成为一种理想的道路材料。

4. 沥青的应用沥青主要用于道路铺装,这包括新建道路和现有道路的维护。

沥青混凝土是一种常见的道路铺装材料,它由沥青、矿料和粘合剂组成。

此外,沥青也用于屋顶防水、防水涂料和其他建筑领域。

它在修补裂缝和封闭混凝土表面方面也有广泛的应用。

5. 沥青的环境影响沥青在生产、应用和废弃阶段都会对环境产生影响。

在生产阶段,炼制和改性过程会产生大量废水和尾气,对周围环境造成污染。

此外,造成用沥青铺装覆盖的道路会导致水文循环的变化和城市热岛效应。

废弃的沥青混凝土也会对土壤和地下水产生负面影响。

总的来说,沥青是一种重要的建筑材料,它在公路建设和维护中发挥着关键作用。

然而,要注意沥青生产和应用过程中可能产生的环境问题,并采取适当的措施减少其负面影响。

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沥青综合知识沥青是一种有机胶凝材料,它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属(氧、氮、硫等)衍生物所组成的混合物。

在常温下,沥青呈褐色或黑褐色的固体、半固体或粘稠液体状态。

它具有把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力,形成具有一定强度的沥青混凝土,因此,被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙等道路和水利工程中。

沥青是憎水性材料,几乎不溶于水,而且本身构造致密,具有良好的防水性、耐腐蚀性;它能与混凝土、砂浆、砖、石料、木材、金属等材料牢固地粘结在一起,且具有一定的塑性,能适应基材的变形。

因此,沥青材料及其制品又被广泛地应用于地下防潮、防水和屋面防水等建筑工程中沥青材料。

沥青的种类较多,按产源可分为:在工程中,最常用的是石油沥青,其次是煤沥青。

石油沥青一、石油沥青的生产工艺概述(一)石油的基属分类石油是炼制石油沥青的原料,石油沥青的性质首先与石油的基属有关。

我国目前的原油分类是按照“关键馏分特性”和“含硫量”进行分类的。

1. 关键馏分特性分类。

石油在半精馏装置中,于常压下蒸得250~275℃的馏分称为“第一关键馏分”;于5.33kPa的压力下减压蒸馏,取得275~300℃的馏分称为“第二关键馏分”。

测定以上两个关键馏分的相对密度,并对照表9-1所列相对密度范围或特性因素,决定两个关键馏分的基属,如石蜡基、中间基或环烷基。

根据原油两个关键馏分的相对密度(或特性因数)由表9-1决定其所隶属的基属,原油可分为表9-2所列七类。

表9-1 关键馏分的基属分类指标关键馏分石蜡基(P)中间基(M)环烷基(N)第一关键馏分相对密度<0.8207(K①>11.9)相对密度=0.8207~0.8506(K=11.5~11.9)相对密度>0.8506(K<11.5)第二关键馏分<0.8207(K>12.2)=0.8721~0.9302(K=11.5~12.2)>0.9302(K<11.5)注:①K为特性因素,根据关键馏分的沸点和密度指数查有关诺模图而求得。

表9-2 原油按关键馏分基属的分类第二关键馏分基属石蜡基(P)中间基(M)环烷基(N)石蜡基(P)中间—石蜡基(M-P)中间基(M)石蜡-中间基(P-M)中间基(M)环烷—中间基(N-M)环烷基(N)中间—环烷基(M-N)环烷基(N)2. 含硫量的分类。

含硫量<0.5%者为低硫原油;含硫量高于0.5%者为含硫原油。

如含硫为0.22%的石蜡基原油称为低硫石蜡基原油,含硫量为0.85%的中间基原油称为含硫中间基原油。

按现行常规工艺,作为生产沥青原料的原油基属的选择,最好是选用环烷基原油,其次是中间基原油,最好不选用石蜡基原油,因为石蜡含量的存在将给沥青性能带来不良的影响。

但是石蜡基原油通过现代工艺亦能生产出优质沥青。

(二)石油沥青生产工艺概述石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油(如汽油、柴油等)及润滑油以后的残留物,再经加工而得的产品。

生产工艺如图9-1所示。

原油经常压蒸馏后得到常压渣油,再经减压蒸馏后,得到减压渣油。

渣油经过再减蒸工艺,进一步深拔出各种重质油品,可得到不同稠度的直馏沥青;渣油经不同深度的氧化后,可以得到不同稠度的氧化沥青或半氧化沥青;渣油经不同程度地脱出脱沥青油,可得到不同稠度的溶剂沥青。

除轻度蒸馏和轻度氧化的沥青属于高标号慢凝沥青外,这些沥青都属于粘稠沥青。

在粘稠沥青中掺加煤油或汽油等挥发速度较快的溶剂,称为中凝液体沥青或快凝液体沥青。

为得到不同稠度的沥青,也可以采用硬的沥青与软的沥青(粘稠沥青或慢凝液体沥青)以适当比例调配,称为调配沥青。

按照比例不同所得成品可以是粘稠沥青,亦可以是慢凝液体沥青。

快凝液体沥青需要耗费高价的有机稀释剂,同时要求石料必须是干燥的。

为节约溶剂和扩大使用范围,可将沥青分散于有乳化剂的水中而形成沥青乳液,这种乳液亦称为乳化沥青。

图9-1 石油沥青生产工艺流程示意图为更好地发挥石油沥青和煤沥青的优点,选择适当比例的煤沥青与石油沥青混合而成一种稳定的胶体,这种胶体称为混合沥青。

沥青的制造方法不同,其性状有很大的差异,简述如下:(1)蒸馏法:与氧化沥青相比,通常直馏沥青具有较好的低温变形能力,但温度感应性大。

(2)氧化法:与直馏沥青相比,通常氧化沥青具有较低的温度感应性,高温时抗变形能力较好,但低温时变形能力较差。

(3)半氧化法:所得沥青兼具高温和低温两方面性能。

(4)溶剂脱沥青法:溶剂脱沥青法的优点是,可以使石蜡基渣油原料中的蜡,随脱沥青油萃取出,而得到的溶剂脱沥青的含蜡量大大降低,使沥青的性能得到改善。

二、石油沥青的组成和结构(一)元素组成石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。

所以它的组成主要是碳(80%~87%)、氢(10%~15%),其次是非烃元素,如氧、硫、氮等(<3%)。

此外,还含有一些微量的金属元素,如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠等,但含量都很少,约为几个至几十个ppm(百万分之一)。

现举典型的石油沥青元素组成示例如表9-3。

表9-3 石油沥青的分子量、元素组成和碳氢比序号沥青标号油源工艺分子量MW元素组成(质量,%)碳氢原子比C/H平均分子式油源基属加工工艺碳(C)氢(H)氧(O)硫(S)氮(N)1A-60低硫石蜡基丙烷脱95586.1011.00 1.780.380.740.657C68.5H104.2O1.1S0.1N0.52A-60含硫中间基氧化102084.5010.60 1.68 2.510.710.669C71.8H107.3O1.1S0.8N0.53A-60含硫中间环烷基氧化114284.1010.50 1.24 3.12 1.040.672C80..0H119.0O0.9S1.1N0.84A-60含硫环烷基氧化130081.909.60 1.50 6.470.530.716C88..6H123.8O1.2N0.5由于沥青化学组成结构的复杂性,虽然多年来许多化学家致力于这方面的研究,但是目前仍不能直接得到沥青元素含量与路用性能之间的关系。

元素组成与分子量配合可以计算出沥青的平均分子式(见表9-3);如与相对密度、分子量、红外光谱和核磁共振波谱等数据配合可以计算出沥青的平均化学结构。

因此,沥青的元素组成是研究沥青化学结构的重要参数。

微量元素在沥青中的作用,目前还研究不够。

一般认为,他们的含量与沥青的加工艺(如与催化剂的匹配)和性能改善(如与改性剂的协同作用)有较密切的关系。

(二)化学组分石油沥青是由多种化合物所组成的混合物,由于它的结构复杂性,将其分离为纯粹的化合物单体,目前分析技术还有一定困难。

实际上,在生产应用中,并没有这样的必要。

因此,许多研究者就致力于沥青“化学组分”分析的研究。

化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近,而且与其路用性质有一定联系的几个组,这些组就称为“组分”。

石油沥青的化学组分,许多研究者曾提出不同的分析方法,而且还在不断修正和发展中。

我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中规定有三组分和四组分两种分析法。

1. 三组分分析法。

石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为:油分、树脂和沥青质3个组分。

因我国富产石蜡基中间基沥青,在油分中往往含有蜡,故在分析时还应将油蜡分离。

由于这一组分分析方法,是兼用了选择性溶解和选择性吸附的方法,所以又称为溶解一吸附法。

该方法分析流程是用正庚烷沉淀沥青质,继将溶于正庚烷中的可溶分用硅胶吸附,装于抽提仪中抽提油蜡,再用苯—乙醇抽出树脂。

最后将抽出的油蜡用丁酮—苯为脱蜡溶剂。

在-20℃的条件下,冷冻过滤分离油、蜡。

按此方法的分析原理,如图9-2所示。

按三组分分析法所得各组分的性状如表9-4。

按上述分析方法,对几种不同油源和工艺的典型国产沥青进行组分分析,其结果如表9-5。

从表中分析结果可以看出,相同粘度等级的沥青,由于原油基属的差异,其所含化学组分不同。

图9-2 石油沥青三组分分析原理图解表9-4 石油沥青三组分分析法的各组分性状组分外观特征平均分子量碳氢比(原子比)C/H物化特征油分淡黄透明液体200~7000.5~0.7几乎可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0.910~0.925树脂红褐色粘稠半固体800~30000.7~0.8温度敏感性高,溶点低于100℃,相对密度大于1.000沥青质深褐色固体末状微粒1000~50000.8~1.0加热不熔化,分解为硬焦碳,使沥青呈黑色表9-5 石油沥青化学组分(溶解—吸附法)序号沥青标号沥青粘(稠)度油源工艺化学组分油源基属加工工艺油分(O)树脂(R)沥青质(A)蜡(P)1AL(S)-4C60,5=38S低馏石蜡基直馏36.4130.3510.3222.92 2AL(S)-4C60,5=32S含馏中间基直馏38.9732.4612.3916.18 3AL(S)-4C60,5=34S含馏环烷基直馏37.4137.2916.408.90 4A-60P25℃=70 (1/10mm)低馏石蜡基氧化13.6419.9733.8632.53 5A-60P25℃=62(1/10mm)低馏石蜡基丙脱 4.0677.0514.86 4.03溶解—吸附法的优点是组分界限很明确,组分含量能在一定程度上说明沥青的性能,但是它的主要缺点是分析流程复杂,分析时间很长。

2. 四组分分析法。

四组分分析法是将沥青试样先用正庚烷沉淀“沥青质(At)”,再将可溶分(即软沥青质)吸附于氧化铝谱柱上,先用正庚烷冲洗,所得的组分称为“饱和分(S)”;继用甲苯冲洗,所得的组分称为“芳香分(Ar)”;最后用甲苯—乙醇、甲苯、乙醇冲洗,所得组分称为“胶质(R)”。

按此方法分析的原理,如图9-3所示。

对于含蜡沥青,可将所分离得的饱和分与芳香分,以丁酮—苯为脱蜡溶剂,在-20℃下冷冻分离固态烷烃,确定含蜡量。

图9-3 石油沥青四组分分析原理图解石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如表9-6。

表9-6 石油沥青四组分分析法的各组分性状性状组分外观特征相对密度(平均)平均分子量芳烃指数环数/分子(平均)化学结构环烷环芳香环饱和分无色液体0.896250.00 3.00.0[纯链烷烃]+[纯环烷]+[混合链烷-环烷烃]芳香分黄色至红色液体0.997300.25 3.5 2.0[混合链烷-环烷-芳香烃]+[芳香烃]+[含S化合物]胶质棕色粘稠液体 1.099700.42 3.67.4[(链烷-环烷-芳香烃)多环结构]+[含S,O,N化合物]沥青质深棕色至黑色固态1.1534000.50——[(链烷-环烷-芳香烃)缩合环结构]+[含S,O,N化合物]按照石油沥青四组分分析法,各组分对沥青性质的影响,根据L.W.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。

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