普通建筑材料之沥青混合料概述
建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)

a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式:
1.库仑理论:在常温或较高温度下,粘结力 不足引起变形,抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下,抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是:针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法:50cm³ 的沥青在规定温度(20、 25、30、60℃)流过规定 直径(3、5、10mm)的所 需时间(s)
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
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填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺,压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
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石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
建筑材料沥青及沥青混合料

介于溶胶型和凝 胶型之间
弹性和粘性较高,
温度敏感性较小,
流动性和塑性较
低
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技术性质
?防水性 ?粘性 ?塑性 ?温度敏感性 ?大气稳定性(耐久性)
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防水性
石油沥青有以下性质:憎水性,构造致密, 附着力强和好的塑性,所以它有很好的防 潮和防水性能。
石油沥青性质 ?憎水性 ?构造致密 ?附着力强 ?好的塑性
软化点
图 5 环球法软化点仪
温度 敏感性
温度敏感性
试验条件和方法
将沥青试样装入规定尺寸 (D=16mm,h=6mm) 的铜环 内,试样上放置一标准钢 球(5mm,W=3.5g) ,浸入水
或甘油中,以规定的速度 (5℃/min )加热,使沥青
下垂,当下垂到规定距离 时的温度(℃)即为软化 点。
图 6 软化点试验 示意图
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大气稳定性
定义
石油沥青长期在热、阳光、氧气和潮湿等综合因 素的作用下抵抗老化的性能。
指标
用蒸发损失和蒸发后的针入度比来评定。
试验:沥青试样,先测重量和针入度,于160℃烘箱 中蒸发 5h,冷却后再测重量和针入度。
蒸发损失
?
失重 原重
蒸发损失越低,稳定性越好。
大气稳定性
蒸发后的针入度比 ? 蒸发后的针入度 蒸发前的针入度
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石油沥青是由许多高分子碳氢化合物
及其非金属衍生物组成的复杂混合物, 其化学成分非常复杂,因此在进行分 析时,将沥青中化学成分和性质极为 相近,并且与物理力学性质有一定关 系的成分,划分为若干个组,称为组 分。
石油沥青的组分
石油沥青的组成与性能关系 如表 1所示
表 1 石油沥青的组分与性能关系
道路建筑材料-第四章沥青混合料技术性质-修改解析

(二)沥青混合料分类
热拌沥青混合料
按施工温度
中温沥青混合料
冷拌沥青混合料
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沥青混合料的分类
不同类型沥青
不同组成的 矿质集料
不同结构的 沥青路面
1. 沥青混凝土路面AC
2. 沥青马蹄脂碎石混合料路面SMA 3. 多孔隙沥青混合料路面OGFC
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4. 乳化沥青碎石路面 5. 沥青碎石路面AM
E 100 100 100 100 97 89
F 100 100 100 100 95 80
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(二)沥青混合料分类
按集料公称 最大粒径分
类
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特粗式沥青混合料 粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料
公称最大粒径 1
>31.5mm
公称最大粒径为 2
26.5或31.5mm
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1、沥青混合料简介
(一)定义
• 沥青混合料 由一定粘度和适当 用量的沥青结合料与一定级配的 矿料拌和而成的混合料总称。
粗集料——骨架作用 沥青+细集料——填充与粘结作用
矿粉
+
砂
+ 沥青
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粗集料骨架 Stones
+ 纤维
+
Mastic
用玛蹄脂填充的粗集料骨架
4
-
OGFC-10
-
-
-
>18
>18
半开级配
沥青稳 定碎石
- - - AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6~12
沥青与沥青混合料

沥青与沥青混合料沥青是一种黑色的沥青质物质,它通常以天然沥青或石油沥青的形式存在。
它具有优异的隔水、隔气和耐腐蚀性能,常被用作路面材料和防水材料。
沥青混合料是由沥青和骨料混合而成的一种复合材料。
沥青和沥青混合料在道路、空地和建筑行业中广泛应用,下面我们来详细了解一下这两种材料。
一、沥青1.1 沥青的分类沥青可以分为天然沥青和石油沥青。
天然沥青是一种由深层热力学变化的有机质形成的质地坚硬、富含沥青的矿物质。
石油沥青是从石油中提取的一种黏性液体,它是一种复杂的有机化合物混合物,可以分为原沥青和改性沥青两种。
1.2 沥青的性质沥青的主要物性参数包括黏度、密度、软化点、延伸性和抗拉强度等。
在光照、温度变化和空气湿度等环境因素的作用下,沥青会出现变化,例如退火、氧化、老化和龟裂等。
针对这些问题,研究人员进行了许多改性沥青的研究和开发,以提高其性能。
1.3 沥青的应用沥青被广泛用作路面材料和防水材料。
它的使用可以改善路面的稳定性和使用寿命,并且可以防止水的渗透和损坏建筑物的结构。
此外,它还可以用于生产航空器防冰材料、涂层材料、护板材料和柔性密封材料等。
二、沥青混合料2.1 沥青混合料的分类沥青混合料分为沥青混合料和沥青混凝土两种。
沥青混合料通常是由骨料和沥青混合而成的,它可以进一步分为石料骨料、干浆骨料和沥青混合骨料三种类型。
沥青混凝土是由矿渣、沙子、水泥和沥青等成分混合而成的一种复合材料。
2.2 沥青混合料的性质沥青混合料的性质包括摩擦系数、粘度、弯曲强度、压缩强度和抗剪强度等。
它的性能指标对于道路的使用寿命和耐用性具有至关重要的作用。
2.3 沥青混合料的应用沥青混合料可以用于路面铺装、建筑物防水以及水坝的密封和堆场的防尘等。
其应用范围广泛,覆盖了许多行业和领域。
三、沥青和沥青混合料的应用前景沥青和沥青混合料在各种行业应用广泛,其应用前景也非常广阔。
随着环保意识的增强和技术的发展,研究人员不断提高其性能和可持续发展性,使其在路面材料、防水材料、耐磨材料和表面涂层等领域中有着广泛应用前景。
09建筑材料-沥青材料

其它: 2~3%的沥青碳和似碳物:石油沥青中分子量最大的,能降低石油沥青粘结力。 石蜡:它会降低石油沥青的粘结性、塑性和温度稳定性。是有害成分。
建筑材料 降低沥青高温稳 定性,使沥青高温 时出现车辙或流 淌; 降低低温抗裂 性,使沥青低温时 变脆硬; 使沥青与石料粘 附性降低,使路面 石子产生剥落; 使沥青路面抗滑 性降低,影响路面 行车安全。
影响因素
• 地沥青质含量高,软化点高,温度敏感性减小; • 沥青中蜡含量高,增大其温度敏感性; • 加入矿物粉末填料(滑石粉、石灰石粉等)可减小其温度敏感性。
建筑材料
• 高温敏感性(耐热性)
概念 耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性 能。 评价指标 软化点,它是沥青材料由固态转变为粘流态时 的温度。试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为 800 。沥青材料的软化点应与环境温度相适应,沥青软化 点不能太低,不然夏季易融化发软;但也不能太高,否则 不易施工,并且质地太硬,冬季易发生脆裂现象。 测定方法 环球法 影响因素 • 地沥青质含量高,软化点高,耐热性好;
建筑材料
• 2.温度稳定性(温度敏感性)
概念 温度稳定性是指石油沥青的粘性和塑性随温度升 降而改变的程度,是沥青的重要指标之一。 评价指标 高温敏感性(软化点),低温抗裂性(脆化 点)。温度稳定性差的沥青对温度变化反应敏感。
Tg 玻璃态
高弹态
Tm
粘流态
T 温度
脆化点 软化点 Tg↓、Tm↑→温度敏感性↓
建筑材料
(二)石油沥青的胶体结构
2、胶体结构类型(三种)
a、溶胶型结构
b、溶-凝胶型结构
c、凝胶型结构
建筑材料
石油沥青的胶体结构与性能
道路工程材料-第3章沥青混合料

试件尺寸:
(1)Ф101.6mm×63.5mm(±1.3mm,两侧高度差不大于
2mm)。适用于公称最大粒径<26.5mm的混合料,试件成型
击实次数根据公路等级、混合料类型、气候条件选择,一般
为75次或50次。试验中一组试件需平行试件通常为4个。
(2) Ф152.4mm×95.3mm(±2.5mm,两侧高度差不大于
1.6 沥青混合料的结构强度理论
影响φ 和 C 的因素
沥青性质对粘结力的影响: 沥青粘结性↑(粘度↑)→粘聚力C↑→抗剪强度τ↑ 沥青与矿料相互作用 矿粉对涂敷于周围的沥青分子有吸附作用→靠近界面处粘度↑
→ 扩散溶剂化膜(10um) 膜内—结构沥青:粘度高 → C大 膜外—自由沥青:粘度小 → C小
道路工程材料
第三章沥青混合料
全自动车辙试验机
道路工程材料
第三章沥青混合料
车辙试验试模及成型试件
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
摩阻角就愈高。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素
温度及形变速率对沥青混合料抗剪强度的影响 随温度升高,沥青的粘聚力 C 值减小,而变形能力增强。
温度降低,可使混合料粘聚力提高,强度增加,变形能力降 低。温度过低会使沥青混合料路面开裂。
1、库仑理论:在常温或较高温度下,粘结力不足引起的变 形,及抗剪强度不足引起的推挤波浪、拥包等破坏。
本章重点:热拌沥青混合料的组成结构技术性质组成材料和设计

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(三)影响沥青混合料抗剪强度的因素 沥青混合料抗剪强度的影响因素主要是 材料的组成、材料的技术性质,以及外界因 素。 1、沥青的粘度对沥青混合料抗剪强度的 影响 沥青混合料的粘聚力c是随着沥青粘度的 提高而增加,内摩阻角随着沥青粘度的提高 稍有提高;沥青粘度大,内部胶团相互位移 时,介质抵抗剪切作用力大,使沥青混合料 的粘滞阻力增大,因而具有较高抗剪强度。
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沥青混合料的典型组成结构见图5-1所示。
悬浮﹣密实结构 骨架﹣空隙结构 骨架﹣密实结构 图5-1 沥青混合料的典型组成结构
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(二)沥青混合料的强度理论 沥青混合料的强度理论,主要是要求沥青混 合料在高温时,必须具备抗剪强度和抵抗变形 的能力。 沥青路面结构破坏的原因,主要是高温时抗 剪强度降低塑性变形增大而产生推挤波浪、拥 包等现象;低温时,塑性能力变差,使沥青路 面易产生裂缝现象。 通过三轴剪切强度研究得出结论:沥青混合 料的抗剪强度(τ)主要取决于沥青与矿质集料物 理、化学交互作用而产生的粘聚力( c ),以 及矿质集料在沥青混合料中分散程度不同而产 生的内摩擦角(φ)。下式所示 τ = c + σ tanφ
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4 、矿料的级配类型及表面性质对沥青混 合料抗剪强度的影响 沥青混合料的抗剪强度与矿质集料在沥青 混合料中的分布情况有密切关系。矿料级配 类型是影响沥青混合料抗剪强度的因素之一。 在沥青混合料中,矿质集料的粗度、形状 对沥青混合料的抗剪强度也有明显的影响, 通常集料颗粒具有棱角,表面有明显的粗糙 度,铺筑路面具有很大的内摩阻角,提高了 混合料的抗剪强度。矿质集料愈粗,配制成 的沥青混合料的内摩阻角就愈高。
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二、沥青混合料的分类 1、按胶凝材料分类 分为石油沥青混合料和煤沥青混合料。 2、按公称最大粒径分类 分为:特粗式沥青混合料 公称最大粒径等于或 大于31.5mm的沥青混合料; 粗粒式沥青混合料 公称最大粒径为26.5mm的沥 青混合料; 中粒式沥青混合料 公称最大粒径为 16mm 或 19mm的沥青混合料; 细粒式沥青混合料 公称最大粒径为 9.5mm 或 13.2mm的沥青混合料; 砂粒式沥青混合料 公称最大粒径小于4.75mm的 沥青混合料。
沥青与沥青混合料

我国公路发展的现状与规划
我国公路建设迅速发展,2003年全国高速公 路里程已达2.97万公里,居世界第二。
截至2010年底,全国公路网总里程达到 398.4万公里,其中高速公路通车里程 达到7.4万公里(美国10万公里,居世界第 一)
到2020年,高速公路里程达到10万公里以上, 基本形成国家高速公路网。
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2)变形性能(延性或塑性)
沥青具有良好的塑性。 沥青的塑性大小受内部组成及外界
温度的影响,树脂含量越多的沥青, 塑性越好;外界温度升高,沥青的 塑性增大。 表征沥青塑性的指标是延度。
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沥青的延伸性试验(延度)
一 定 温 度 ( 25oC) 下 , 以 5cm/min 的速度对沥青试件进行拉伸直至断裂 时所伸长的长度(cm)。
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软 化 点 试 验 仪
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4) Ageing & Durability 大气稳定性——耐久性
石油沥青在温度、湿度、阳光、 氧气等大气因素作用下,抵抗老 化变质的能力称为大气稳定性。
沥青老化:在大气因素作用下, 沥青材料塑性逐渐减小、脆性增 加的现象。
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沥青老化的原因
分子量较小的油分、树脂发生氧 化、挥发、缩合、聚合等作用, 沥青组丛中油分、树脂含量相对 减少,地沥青质含量相对增加。
5) 安全性
➢闪点(也称闪火点):沥青加热挥发出可 燃气体与空气混合,与火焰接触闪火时的最 低温度。 ➢燃点(也称着火点):与火焰接触能持续 燃烧5s以上时的最低温度。 ➢二者高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能 性的大小,它关系到运输、储存和加热使用 等方面的安全。一般燃点比闪点高10 ℃. ➢例如,建筑石油沥青闪点约230℃.在熬制 时—般温度为185-200℃,为安全起见,沥 青还应与火焰隔离。
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Coarse grade Dmax=37.5 ,31.5mm
Medium grade Dmax=26.5,19mm
图9.1.2 颗粒筛
Fine grade
Dmax=16, 13.2, 4.75mm
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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沥青混合料的分类
Fig.9.1.1 铺设现场施工
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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沥青混合料的分类
按最大粒径分为:特粗式,粗 Special coarse grade
粒式,中粒式和 细粒式
Dmax=53mm
Bituminous Mixture
Maximum Particle Diameter
按矿料级配分为:连续式和间断式
Continuous
Bituminous Mixture Mineral Gradation
Discontinuous
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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沥青混合料的分类
按混合料密实度或压实后剩余孔隙率p 分为三类:密级配,半开级配和开级配
第九章
§9.2 沥青混合料的组成结构 及强度理论
❖组成结构 ❖强度理论 ❖影响φ和C的因素
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理论
组成结构
表面理论:(传统理论)
粗、细骨料及填料→密实级配的矿质骨架→较稀
沥青分布其间→沥青混合料
胶浆理论:(现代理论)
第九章
目录
基本要求 9.1 概述 9.2 沥青混合料的组成结构及强度理论 9.3 沥青混合料的技术性质 9.4 沥青混合料的组成材料 9.5 沥青混合料的技术标准 9.6 沥青混合料的配合比设计
基本要求
课时: 讲课 4, 试验 1 (1/2 hour) 主要内容 ➢沥青混合料的概念、分类及应用。热拌热 铺沥青混合料的组成结构及强度理论,组成 材料,技术性质及标准,配合比设计。 重点: ➢热拌热铺沥青混合料的强度影响因素,技 术性质
➢ 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆-微分散体系 ➢ 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆-细分散体
系 ➢ 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料-粗
分散体系
特点:
高稠度沥青 /沥青用量大/ 间断级配
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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Coarse aggregate
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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热拌热铺沥青混合料
• 它是沥青混合料中使用最广泛、最 典型的材料
• 工程应用广泛 • 我们将详细地学习这种沥青混合料
的内容
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Fine aggregate
Breeze
High consistent bitumen
Adhesive cement
Bituminous Bituminous mixture
mortar
Micro dispersion Fine dispersion Coarse dispersion
system
system
Bituminous Mixture
Admixture material
compactness or the residual porosity after pressure
Dense gradation (p<10%)
Half open-gradation (p>10%)
Open-gradation p>15%
system
普通建筑材料之沥青混合料概述(ppt7 3页)
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沥青混合料的类型
类型和沥青混合料的特点如下图9.2.1 和表9.2.1所示。
a- 密实悬浮结构 b- 骨架孔隙结构 c- 密实骨架结构 图 9.2.1 沥青混合料的类型
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§9.1 概 述
❖什么是“沥青混凝土” ❖沥青混合料定义 ❖沥青混合料的分类 ❖沥青混合料的特点
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什么是“沥青混凝土”
填料 矿质集料
沥青混合料
摊铺 压实
沥青混凝土
沥青混合料由矿质混合料和沥青胶组成的 混合体系。 矿料 (矿质集料, 矿质混合料) + 沥青 → 沥 青混合料 → 摊铺,压实 → 沥青混凝土 (AC) 或 沥青碎石 (AM)
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沥青混合料的分类
按施工温度分为热拌热铺、热拌冷铺 和冷拌冷铺
Bituminous Mixture
Construction Temperature
Hot-mixed and hot-spread Hot-mixed and cool-spread
Cool-mixed and cool-spread
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沥青混合料的定义
➢经人工合理选择级配组成的矿料与适量沥 青结合料,经拌合组成的优质路面材料。
Mineral Bituminous
Bituminous mixture
沥青混合料示意图
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Density type Ⅰ 3%~6%
Density type Ⅱ 4%~10%
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沥青混合料的特点
➢ 粘-弹-塑性好,力学性质优良, 有高温稳定性和低温柔性。
➢ 安全性好 ➢ 施工方便 ➢ 经济耐久 ➢ 可再生利用
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沥青混合料的分类
按照沥青种类分为: 石油沥青混合料和煤沥青混合料
Bituminous Mixture
Bituminous
Petroleum bituminous mixture
Coal bituminous mixture
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