道路石油沥青技术性能-高温及低温性能
沥青路面施工技术质量标准
沥青路面施工技术质量标准<1>基层1、沥青面层施工前应对基层进行检查，基层质量不符合要求的不得铺筑沥青面层。
2、新建沥青路面的基层按结构组合设计要求，选用沥青稳定碎石、沥青贯入式、级配碎石、级配砂砾等柔性基层；水泥稳定土或粒料、石灰与粉煤灰稳定土或粒料的半刚性基层；碾压式水泥混凝土、贫混凝土等刚性基层；以及上部使用柔性基层，下部使用半刚性基层的混合式基层。
3、半刚性基层沥青路面的基层与沥青层宜在同一年内施工，以减少路面开裂。
4、以旧沥青路面作基层时，应根据旧路面质量，确定对原有路面修补、铣刨、加铺罩面层。
旧沥青路面的整平应按高程控制铺筑，分层整平的一层最大厚度不宜超过100mm。
5、以旧的水泥混凝土路面作基层加铺沥青面层时，应根据旧路面质量，确定处治工艺，确认能满足基层要求后，方能加铺沥青层。
6、旧路面处理后必须彻底清除浮灰，根据需要并作适当的铣刨处理，洒布粘层油，再铺筑新的结构层。
<2>材料<2.1>一般规定1、沥青路面使用的各种材料运至现场后必须取样进行质量检验，经评定合格方可使用，不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。
2、沥青路面集料的选择必须经过认真的料源调查，确定料源应尽可能就地取材。
质量符合使用要求，石料开采必须注意环境保护，防止破坏生态平衡。
3、集料粒径规格以方孔筛为准。
不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。
<2.2>道路石油沥青1、沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。
（1）对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级；对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。
道路石油沥青技术性能-高温及低温性能
标
T800要求值
50 (2.9031 log P25) (PI 20 PI
10)
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化单
性 注意事项：
能
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指
相
数。
关
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否
指
定。
标
实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便
关
确定高温粘度
指 标
逆流式毛细管法 赛波特粘度计法 RAV
乳化沥青和煤沥青
恩格拉粘度计法
标准粘度计法
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性 60℃粘度
能
60℃恰好处在夏季路面的高温条件，反映路面的实际情况，
相
为了使沥青混合料具有良好的抗流动变形能力，希望沥青
关
在此温度下有较高的粘度。
关
攻关专题的研究，提出了采用修正软化点代替实测的环球
指
法软化点，称为当量软化点。
标
当量软化点根据“等粘温度”原理提出，表达沥青粘度所
能承受的极限，大体相当于针入度达到800时的温度，遂
定义此温度为当量软化点，T800.
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化点
性 确定方法（一）
能
根据温度敏感性系数得到：
指
我国采用的试验方法为真空减压毛细管法。
标
二、沥青结合料的粘度
高 温
粘度
性
60℃粘度
能
理论公式的推导：
相
S pR4
关 指
D 8QL S r 2P P r
2rL 2L
浅谈沥青性能分级体系
浅谈沥青性能分级体系路面等级也应当与交通特点结合考虑，对于高等级道路，考虑充分的安全储备和路面维护等因素，选择合理等级的沥青，对于SUPerPaVe分级体系中，随着标号增加，其高温、低温和常温性能逐渐改善。
沥青分级体系质量评价1.绪言沥青作为一种非晶体高分子混合物，应用于路面胶结料已经有了上百年的历史。
沥青的分类可以按来源、加工方法、用途和形态划分。
按来源可以分为天然沥青、石油沥青和焦油沥青三大类，按形态分为黏稠沥青和液体沥青。
一般石油沥青分为四大类：道路沥青类、建筑沥青类、专用沥青类和乳化沥青类。
改性沥青作为改良的胶结料应用于道路建设、建筑防水等方面。
PG分级体系要求沥青路面在最高设计温度时能满足高温性能的要求，不产生过量的车辙；在路面最低设计温度时能满足低温性能的要求，避免或减少低温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂，考虑了沥青材料在使用期全温度范围内的流变性,对于沥青材料的质量评价和选择,较针入度分级和黏度分级有了很大改进。
2.沥青性能分级方法针入度分级体系和黏度分级体系的分级方法主要是依据25C针入度和60℃黏度指标，这两种分级方法参考的指标也不相同，而第三种按路用性能分级的出发点是根据沥青表现出的路用性能划定适用温度，与前两种都不一样。
针入度分级体系历史最长，使用的国家也最多。
我国道路沥青基本按针入度分级，《重交通道路石油沥青》中按连续针入度（40〜140）分为5个标号；《公路沥青路面施工技术规范》中修订了沥青等级划分方法，沥青基本按连续20（0.0Imm）针入度梯度进行划分，分为7种，在这个标准中，沥青等级划分是以沥青路面的气候条件为依据，同一个气候分区内，根据道路等级和交通特点再将沥青分为1~3个不同的针入度等级。
技术指标中增加了针入度指60℃动力黏度以及IOe延度指标评价沥青的感温性、高温性能和低温性能，根据沥青中的蜡含量分为A、B、C三个等级，各个等级的技术指标要求逐级降低。
黏度分级体系是按连续黏度进行分级，以美国AASHTO以黏度分级的黏稠沥青技术标准为例，沥青的标号为连续60℃黏度区间的中值，区间大小递增，分为5个等级，135C的黏度不作为划分等级的依据。
道路沥青的路用性能
备DSR列入Superpave的沥青路用性能规范
整理ppt
4
沥青结合料的抗疲劳性能
➢ Superpave沥青胶结料
性能规范要求
τmax
施 加 的 剪 应 力
时间t
τmin
γmax Δt
产
生
的
剪
应
时间t
变
γmin
整理ppt
5
沥青结合料的抗疲劳性能
➢SHRP相关指标
2T r3
虚 轴
•r h
G max min max min
过滤洗涤
35
沥青的化学组成与沥青性能的关系
➢ 沥青组分分析概述
在我国，广泛使用四组分析法(SARA分析法）
• 饱和分（S）
• 芳香分（Ar
）
• 胶质（R）
• 沥青质（A）
五组分分析(化学沉淀法）
• 沥青质（At)
• 氮基（N)
• 第一酸性成分（A1)
• 第二酸性成分（A2)
• 链烷分（P）
整理ppt
➢ 对指标的评价
G*·sinδ值越小，表示疲劳性能越 好。
G*·sinδ实际上包括了复数剪切劲 1
度模量及相位角两个因素。
总之，对检验沥青样品，低温下 2
其G*越小，δ越大的样品，其耐 疲劳性能越好。
G
* 1
G
* 2
1 2 E1 E2
整理ppt
8
沥青结合料的抗疲劳性能
试验要求
试验温度
• 中等路面温度，大体相当于最高设计温度计最低设计温度平 均值以上4℃，在年最不利季节时期的路面温度状态下，相 当于纯融时期的温度条件。
整理ppt
32
沥青中蜡对路用性能的影响
石油沥青
石油沥青摘要：石油沥青是原油馏分之一，常温下呈黑色的无定型固体。
性质特殊，生产工艺复杂，用途广泛。
市场需求大。
是不可多得的宝贵资源。
目录第1节石油沥青性质 (1)第2节石油沥青生产 (2)第3 节常用石油沥青的用途 (6)第4节石油沥青市场展望 (7)姓名：戚本杨班级序号： 30学号： 201100961班级：储运11101班院系：石油工程学院日期： 2013 -11-13（一）石油沥青性质石油沥青约占石油产品总量的3%，。
具有很好的粘结性, 绝缘性和不渗水性，并能抵抗多种化学药物的侵蚀，石油沥青是石油中最重，组成结构最复杂的组分，除乳化沥青外，常温下沥青是黑色无定型固体，具有脆性，断面有光泽。
具有以下性质：一、黏滞性（黏性）：石油沥青的黏滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是划分沥青牌号的主要性能指标。
沥青的黏滞性与其组分及所处的温度有关。
当地沥青质含量较高、又有适量的树脂、且油分含量较少时，黏滞性较大。
在一定的温度范围内，当温度升高，黏滞性随之降低，反之则增大。
建筑工程中多采用针入度来表示石油沥青的黏滞性，其数值越小，表明黏度越大，沥青越硬。
针入度是以250C时100g重的标准针经5s沉入沥青试样中的深度表示，每深1/10 mm，定为1度。
二、塑性：塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后形状性质，它是石油沥青的主要性能之一。
石油沥青的塑性用延度表示。
延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。
延度是将沥青试样制成∞字形标准试件，在25t水中以5cm/min的速度拉伸，直至试件断裂时的伸长值，以“cm”为单位。
三、温度稳定性：温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。
在工程中使用的沥青，要求有较好的温度稳定性，否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象，使防水层失效。
通常用软化点来表示石油沥青的温度稳定性，即沥青受热由固态转变为具有一定流动态时的温度。
关于沥青用途的相关知识
特种石油沥青（ bitumen） 特种石油沥青（special petroleum bitumen）
具有绝缘性好，耐水性、抗老化和耐腐蚀强，油溶性好， 性能 并有耐寒、耐温等特点。 主要用于电器绝缘材料，制作胶模以用用于光学仪器的 用途 棱镜、平镜、凸镜等玻璃零件的抛光。 生产方法 质量指标 行 Q/YL022—93 标准。 用原油蒸馏所得的减压渣油经氧化而制得。 玉门炼油化工总厂生产 4 号、5 号、6 号等三个牌号，执
专用石油沥青（ asphalt） 专用石油沥青（special petroleum asphalt）
具有良好的粘结性、绝缘性和安全性。按用途可分为 1、 性能 2、3 号三个牌号。 1 号适用于电缆防潮防腐，或用本沥青包在电缆外部，能 用途 上能下节省钢管。2 号适用于电气绝缘填充材料。 生产方法 生产概况 质量指标 油减压渣油经氧化、成型制得。 无 质量执行 SH0418—9。
蓄电池沥青（ asphalt） 蓄电池沥青（stourage battery asphalt）
本产品的温变适应性、气密性及耐酸性好，封口时无气 性能 泡，附着力强，低温时无裂纹。 用途 生产方法 质量指标 主要用作各利蓄电池绝缘封口胶的主料。 本产品为减压重油在一定条件下氧化而制得。 该产品执行 QJ/SH026—87 标准
建筑石油沥青（ architecture） 建筑石油沥青（petroleum bitumens for architecture）
含胶质、沥青质多，含炭青质、游离碳和机械杂质少， 性能 溶解度高，溶解度高，粘附性好，抗水防潮、不易脆。 10 号用于屋顶沥青防层、油毡纸防水层结合材料；30 号 用途 用于建筑工程用地下防水的胶结材料、生产建筑。 以天然原油的减压渣油为原料，经氧化釜高温通风连续 生产方法 氧化、成型面制得。 质量指标 建筑石油沥青的质量执行 GB—85 国家标准。
道路石油沥青技术性能-高温及低温性能资料
标
T800
lg
800 A
lg
P25
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能
当量软化点
确定方法（二）
较之方法一、 更为准确！
根据三个及三个以上温度下的针入度回归PI值，确定A、K
由PI回归公式进行反算：
相
关
指 标
T800
lg 800 K A
2.9031 K A
标
T800要求值
50
(2.9031 log P25) 20 PI
(PI
10)
25
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温
当量软化单
性 注意事项：
能
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指
相
数。
关
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否
指
定。
标
实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便
道路沥青的路用性能
沥青混合料的高温及 低温性能
路用性能结构示意图
低温劲度模量
沥
感温性
软化点和当量软化点
青
低温针入度
结
高温性能
合
道
脆粘点与度当量脆点
料 的
路 沥
低低温温性性能能
DSR（延SHRP）度
高 温
青 路
抗疲劳性
及
用
低
性
老化性
温
能
低温收缩 DTT（SHRP） BBR（SHRP）
性
粘附性
低温粘度
以针入度为基础，容易掌握；实验设备，推广应用不存在任何困 难！
沥青路面施工技术及质量控制
改性沥青 热塑性橡胶类（橡胶树脂类）：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS） 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS） 苯乙烯-聚乙烯（SB）
配伍性 相容性
SBS
橡胶类：
天然橡胶（NR） 丁苯橡胶（SBR） 氯丁橡胶（CR） 丁二烯橡胶（BR）
树脂类：
聚乙烯（PE） 乙烯-乙酸乙烯（EVA） 聚氯乙烯（PVC）
4cmAC-13改性沥青混凝土上面层
6cmAC-20普通沥青混凝土下面层
8cmAC-25普通沥青混凝土下面层
36cm水泥稳定级配碎石基层
20cm低剂量水泥碎石底基层
主线路面结构
沥青混合料设计
目标配合比设计 集料级配设计 油石比设计 稳定度、密度、流值、空隙率、矿料间隙率、饱和度与油石比的关系 性能验证 抗水损害：浸水马歇尔稳定度试验与冻融劈裂试验。 高温稳定性：动稳定度试验 低温抗裂性：低温小梁试验。 渗水系数检验（渗水试验）
加工性指标
针片状颗粒含量 含泥量 筛分
沥青面层用粗集料质量技术要求
层位、要求 规范 要求
上面 层 不大于 不大于 12 18 60 不大于 15 中下 面层 15 20 上面 层 10 15 70 10
项目 要求
中下 面层 12 18
检测项目 针片状颗粒含量大于9.5mm(%) 针片状颗粒含量大于9.5mm(%) 细集料砂当量（%) 不小于 细集料＜0.075mm颗粒含量(%)
10
15
20
25
30
35
气候
PG 76 - 22
性能等级 高温等级 低温等级
80 70 60 50 40 30 20 10 0
1日 2日 3日 4日 5日 6日 7日 8日 9日 8月 8月 8月 8月 8月 8月 8月 8月 8月 8月 10 日
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K 0.95 R 10
美国:立体法（Cube Method）
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
影响因素
沥青质的含量
根据J.R. Dickie的研究，沥青的软化点由沥青的组分决定。以x、y、 z、w分别表示沥青质、树脂、芳香烃、饱和烃的含量，则软化点可 由下式表示，其误差的标准差为3℃。
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
试验方法
中国：采用环与球法，TR&B
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
环与球法
钢球质量3.5g
升温速率5℃/min 起始温度5℃
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
其他国家
德国：克-沙氏法（Kramer Sarnow test），测定值K（℃）与环 球法软化点之间的关系：
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化点
确定方法（二）
较之方法一、 更为准确！
根据三个及三个以上温度下的针入度回归PI值，确定A、K
由PI回归公式进行反算：
T800
lg 800 K 2.9031 K A A
以针入度为基础，容易掌握；实验设备，推广应用不存在任何困 难！
一、沥青的软化点与当量软化点
确定高温粘度
赛波特粘度计法
RAV 恩格拉粘度计法
乳化沥青和煤沥青
标准粘度计法
二、沥青结合料的粘度
高 温 性 能 相 关 指 标
粘度
60℃粘度
60℃恰好处在夏季路面的高温条件，反映路面的实际情况， 为了使沥青混合料具有良好的抗流动变形能力，希望沥青 在此温度下有较高的粘度。
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化单
注意事项：
当量软化点取决于沥青的针入度值，它的本质仍然是指 数。
提出当量软化点并不等于将环球法测定的软化点全盘否 定。 实测软化点在沥青生产和质量检验上仍然是重要而方便 的指标。
二、沥青结合料的粘度
高 温 性 能 相 关 指 标
S pR4 D 8QL r 2 P P r S 2rL 2 L 4Q D 3 r
水银密度d 13.5339g / cm3 6.7312 104 r 2 h 2t 2 3 3 20.301h( L2 2 L1 ) ( L2 L1 )
道路沥青的路用性能
沥青混合料的高温及 低温性能
路用性能结构示意图
沥 青 结 合 料 的 高 温 及 低 温 性 能
感温性 高温性能
道 路 沥 青 路 用 性 能
低温劲度模量 软化点和当量软化点 低温针入度 粘 度 脆点与当量脆点
延 度 DSR（ SHRP） 低温收缩 DTT（SHRP）
低温性能 低温性能
粘度
定义：
沥青式样在规定条件下流动时所产生 的抵抗力或内部阻力。
常用试验方法
普通道路石油沥青：
真空减压毛细管法
二、沥青结合料的粘度
高 温 性 能 相 关 指 标
粘度
常用试验方法
聚合物改性沥青
孔径较粗的毛细管法
布洛克菲尔德（Brookfield）粘度计法(旋转粘度计法，RAV） 逆流式毛细管法
我国采用的试验方法为真空减压毛细管法。
二、沥青结合料的粘度
高 温 性 能 相 关 指 标
粘度
60℃粘度
理论公式的推导：
r 2tg 2 2 3 3 L L L L 8 2 1 2 1 2( hd Z ) 3( hd Z )
抗疲劳性 老化性
BBR（SHRP） 低温粘度
粘附性 其他性能指标
玻璃化温度
高温性能问题的提出
高 温 性 能 相 关 指 标
沥青路面的高温流动变形问题是世界各国普遍关注 的路面损坏形式之一。
我国大部分地区夏季高温，沥青路面温度最高达
70℃，沥青材料接近塑性流动状态，抗变形能力差。
与沥青高温下劲度息息相关。
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化点
软化点指标的弊端
W型沥青中的蜡成分对软化点造成假象
软化点结果受试验操作影响大
试件预处理方法、时间、水浴的搅拌、加热速率、测温方法 及升温速率
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化点
优点：
当量软化点发挥了软化点的功能，具有软化点的所有优点，又 克服了多蜡沥青的影响。
“八五”专题要求：
“八五”根据各地区所要求的PI值，提出T800的最低值。
T800要求值
50 (2.9031 log P25 ) ( PI 10) 25 20 PI
概念的提出
在我国，多蜡沥青的问题比其他国家都突出，为了解决软 化点的问题，我们经过“七五”、“八五”两个国家科技 攻关专题的研究，提出了采用修正软化点代替实测的环球 法软化点，称为当量软化点。
当量软化点根据“等粘温度”原理提出，表达沥青粘度所 能承受的极限，大体相当于针入度达到800时的温度，遂 定义此温度为当量软化点，T800.
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
当量软化点
据温度敏感性系数得到：
A
lg 800 lg P25 lg 800 lg P25 TR&B 25 T800 25
T800
lg 800 lg P25 25 A
一、沥青的软化点与当量软化点
TR&B 1.19x 6.71101 y 6.82101 z 8.38102 w 83.6
蜡含量
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
主要应用
与针入度一样，常常作为控制制造工艺、检验产品质量、 评定沥青性质及选择使用条件等。
与针入度一起求解PI值，表征沥青的感温性。 与弗拉斯脆点一起评价沥青的使用性能。
一、沥青的软化点与当量软化点
高 温 性 能 相 关 指 标
软化点
基本意义：
在特定条件下，表示沥青软硬程度的条件温度。
沥青的最基本性质指标，我国三大常用沥青指标之一，也 是大多数国家用来表征沥青高温性能的指标。 数字表达形式直观，直接与路面软化变形程度相关联。
一、沥青的软化点与当量软化点