沥青材料感温性.共36页
沥青材料的感温性
交通工程学院
沥青材料的感温性
第一节 概述 第二节 沥青感温性指标 第三节 改善道路沥青感温性的措施
沥青材料的感温性
• 第一节 概述
感温性指标：表征沥青随温度而发生性质变化幅度 的指标。
沥青材料的感温性
弹性行为 粘性行为 粘弹性行为
低温开裂 永久变形 抗疲劳性能
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
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既然道路沥青的感温性对沥青的路用性能至关重要， 而且把道路沥青的针入度指数作为沥青标准中的最 核心的指标看待，那么改善沥青感温性就显得非常 重要。 目前，通常改善道路沥青的感温性的措施都集中在 两个途径上： ①在沥青的生产部门，认真选择原油，炼制温度敏 感性低的沥青，使其具有更好的路用性能； ②在沥青应用部门，通过采用各种类型的改性措施
• （3）由不同温度的针入 度计算PI
• 通常采用15℃、25℃、30℃（或5℃）的针入 度
沥青材料的感温性 • （4）由0.2Pa·s等粘温度及软 化点计算PI
此式对于蜡质沥青不适用，因为TR&B 有假象，应 予修正。方法是将针入度区直线延长与T800 线相交， 该温度TN 即修正软化点。
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
沥青材料的感温性
• 7.针入度测定值对针入度指 数PI的影响
由试验可知，针入度试验的精度对PI值有较大 的影响，尽管相关系数大于0.995，但由于试验温 度不同，计算的PI值也不同。
沥青材料的感温性
• 8.不同地区PI要求 的建议值
沥青温度敏感性的分析与评价
沥青温度敏感性的分析与评价摘要：对比分析了多种国际品牌沥青与国产品牌沥青的感温性能之间的差异，结果表明，中国针入度指数PIpen评价沥青温度敏感性存在明显的缺陷，国际针入度指数PIpen R＆B与PIpen之间无明显的相关性，PIpen R＆B变化趋势更接近于针入度粘度指数PVN，进而印证了采用PIpen R＆B作为评价沥青的温度敏感性更为科学合理；试验沥青蜡含量与实测软化点之间无明显的线性相关性，说明PIpen R＆B与PIpen之间差异并不是由于蜡含量对软化点的影响造成，两种方法计算PI值的不同并非充分来源于软化点差异；采用指数函数评价沥青在不同温度下表现不同流变特性具有较好的适应性。
关键词：沥青温度敏感性；针入度指数；针入度粘度指数；指数回归与幂函数回归；评价沥青路面高温抗车辙问题在我国道路使用过程中依然存在[1～3]。
研究表明，沥青性能对提高路面高温抗车辙和低温抗变形的影响较为显著[4]。
各国学者提出了各种评价沥青感温性的技术指标[5]。
其中，1889年从Browen提出针入度试验方法，1936年Pfeiffer和J Phand Van Doormaal发现针入度对数与温度呈线性关系，假定软化点时的针入度为800，取其对数，通过25℃针入度对数与25℃和软化点之间呈线性关系获取直线斜率A值，据此定义了以25℃针入度与软化点计算沥青的针入度指数（PIpenR＆B），这也是欧洲新标准中普遍用于评价沥青感温性能的技术指标；加拿大提出沥青针入度粘度指数（PVN）。
[1]1 沥青感温性评价指标回顾1936年，Pfeiffer和J Phand Van Doormaal通过沥青试验研究，发现针入度（P25℃,100g,5s）对数与温度（T）之间存在如（1-1）线性关系，并按（1-2）和（1-3）求取针入度温度敏感性系数A值和针入度指数PIpenR＆B：（1-1）A=（lg800-lg P25℃,100g,5s）/（TR＆B-25）（1-2）（1-3）此式是国际上最常用的PI计算公式，各国分别作了严格规定，西班牙和瑞士要求-1.0≤PI≤+1.0；前苏联要求-1.5≤PI≤+1.0；荷兰要求-1.2≤PI≤+1.0；欧洲标准化国际组织（Committee European de Normalization，简称CEN）要求-1.5≤PI≤+1.0。
新型TPS改性沥青的高低温及感温性能
FEATURES |特稿0 引言排水沥青路面因具有特殊的结构而有着排水、降噪、抗滑以及雨天减轻水漂、水雾等多种功能，大大提高了行车的安全性。
法国是推广排水沥青路面最快、最为广泛的国家，其将排水路面中的黏结材料聚合物采用改性沥青、橡胶沥青以及纤维，从而提高混合料的抗松散、剥落的性能[1]。
英国早在20世纪60年代就已经开始铺筑过排水性沥青路面，但是由于当时用普通沥青作为混合料的黏结材料，所以使用效果不佳，英国认为在保证高温下不发生沥青析漏的前提下应尽量采用较多的沥青[2]。
日本对于排水沥青路面的研究不是很早，但是其技术研究较深入、成熟，提出了自己的设计方法和标准，累计铺筑面积已经达到3 000万m 2[3]。
日本自主研究出一种名为TPS 的高黏改性剂，用于制作高黏改性沥青。
在2003年，陕西的公路建设部门同日本的某公司合作，在咸阳国际机场的高速路上铺设了厚度为50 mm 的排水性沥青路面[4-6]，其中沥青改性剂采用的就是日本的TPS 高黏改性剂。
结果显示，高黏改性剂的加入确实解决了排水路面常见的病害，明显增强了集料与沥青之间的黏结力。
TPS 高黏改性沥青以其优异的黏性和黏附能力，已在排水路面中得到了广泛应用[7-8]，在中国当前排水路面中使用的高黏改性沥青多数是进口改性沥青，价格的高昂成为制约排水赵少宗1，董飞龙2，陈阳阳2， 郭 创2， 王佳伟21. 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 2000822. 长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西 西安 710064沥青路面推广、发展的关键性因素。
中国的高黏改性剂研究正处于起步阶段，并没有形成一个成熟的材料评价体系和标准。
所以，本文主要研究一种新型的国产TPS 高黏改性剂，并将这种TPS 改性沥青与SBS 改性沥青和日本的TPS 改性沥青进行温度性能的对比，目的在于研究新型TPS 改性剂的最佳掺量，为国内的排水沥青路面建设打下良好基础。
沥青材料的感温性分析
又由图２可知
ｍ。ｇ＝＿＝ｆ：Ⅱ８ｒ
（６）
式中：ｍ．为标准针的质量（ｋｇ）；ｇ为重力加速度；ｚ
为针入度值（ｍ）；８为标准针直径（ｍ）。
则粘度值可改写为
＿一黜
（７）
对式（７）进行积分处理
卜ｄ—ｒ７旦姿。ｄ。：
（８）
搿
㈣
对上式进行改写可得粘度值
ｖ一絮挚
㈤，
式中：￡，为某温度下针人度测试时间（ｓ）。 对剪切区厚度Ａ，ＨｅｕｋｅｌｏｍＥ６ ３对５０种沥青的
（２）在模型推导过程巾，假定了一个剪切区厚度 Ａ，其值的确定是通过有限种沥青回归后，由Ｈｅｕｋｅ— ｌｏｒｅ公式回归得到的．对不同沥青、不同温度、不同 标准针直径，该值都会有所差异，尽管对计算结果影 响不会太大，但这一厚度是由有限拗青样本提供的， 可靠性不强。
（３）模型中实际上假定ｒ针人度试验中的剪切 速率是匀速递减的，沥青在试验温度下是牛顿液体， 而实际试验中却不是这样的，因此由该模型预测的 粘度与实测粘度之间会产生一定的差异，这也会对 ＥｖＴｓ３计算结果产生影响。
ＣＨＥＮ Ｈｕａ－ｘｉｎｌ，Ｉ。Ｉ Ｎｉｎｇ－ｌｉ２，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ—ｑｉｌ，ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇ ｇａｎ９１
（１．Ｋｅｙ ＬａＢｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｓｐｅｃｉａｌ Ａｒｅａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ． Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６４．Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
剪切流变仪或针入度试验结果换算出沥青粘度，来求算［ｖＴｓ］是可行的。
关键词：道路Ｚ－程；沥青；感温性；粘温指数；针入度；动态剪切流变仪；复数粘度；分析评价
道路沥青温度敏感性指标的分析与讨论_王立志
感性评价指标。中高温区间利 用动态剪切流变仪评价沥青温 度敏感 性, 使用弯曲 梁流变 仪评价 沥青在 低温区 间的温 度敏感
性, 高温区间沥青的温度敏感性采用旋转粘度仪评价。结果表明 SHRP 试验得 到的试验数 据物理意 义明确, 用来评价 沥青的
温度敏感性具有明显优势。同时 SHR P试验 方法可以分不同温度区间对道路沥青的温度敏感性进行评价; 中高温度区间推荐
由表5中数据可以看出150e高温范围内各沥青的粘温关系能很好地符合walther式相关系数均在沥青的粘温曲线斜率n相关系数及温感性排序沥青999沥青沥青在低温区间温度敏感性常规试验中并没有沥青在低温区的温度敏感性指标只是通过针入度指数来预测沥青的温感由于公式的外延及测量的主观因素会造成人为误差并且并不能科学的评价沥青在该温度区间的温度敏感性
性指标后, 选择了针入度指数 P I作为中国沥青温感 性评价指标, 并将其作为改性沥青和道路石油沥青 技术 要求 的核心 指标。但 目前 已有许 多研 究 者 [ 7) 11] 认为 1) P I是基于针入度、软化点等经验性 指标计算得出的参数, 求解 P I的偏差受针入度、软 化点、脆点等试验方法的精密度制约; 2) 用于表征 沥青温度敏感性的 P I源于在相当窄温度范围内的 沥青粘稠度的变化, 并将其简化为线 性关系, 试验 结果外延时有时会引起误导; 3) 使用三个温度点的 针入度计算 P I过于敏感, 对沥青分级有较大影响, 同时三个温度求计算的 P I值误差较大; 4) P I不仅 与沥青性质有 关, 同时会 受到 测试针 入度 时的 预 冷、不同温度、温度个数等因素的影响; 5) 强调回归 计算时的相关系数大于 0. 997并不能成为检验试验 数据是否可信的依据, 也不能保证回归得到的 P I可 信。同时针对聚合物改性道路沥青, 研究者 [ 10] 认为 其结构形态与传统石油沥青的胶体结构不相同, 用 传统的经验性的 P I作为指标不能准确描述改性沥 青的温度敏感性能, 文献 [ 12] 经研究也发现在较宽 的温度区间内针 入度对数与温度 呈曲线相关。基 于此, 有研究分别提出采用稠度-温度指数 [ 13] 和宽
第二章-沥青材料PPT课件
直馏沥青
调和沥青氧化沥青来自乳化沥青溶剂沥青改性沥青
石油沥青
2.3 石油沥青的组成和结构
石油沥青的元素组成 C（80~87%） H（10~15%） O、N、S（3%）
芳香烃、含S衍生物
非极性，分子量最低，是主要的分散介质。溶解力很强
胶质
棕色粘稠液体
1.09
970
多环结构，含S、O、N衍生物
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。
沥青质
深棕色至黑色固体
1.15
3400
缩合环结构，含S、O、N衍生物
极性很强；影响着沥青的粘结力、粘度、温度稳定性、硬度。
按在自然界获得方式分：
沥青分类
地沥青
焦油沥青
沥青
天然沥青
石油沥青
煤沥青
页岩沥青
石油的基属分类 石油沥青的生产工艺 蒸馏法——直馏沥青 氧化法——氧化沥青 溶剂法——溶剂沥青 调和法——调和沥青
沥青沥青
沥青质
高分子芳香烃
胶质
饱和酚
芳香酚
凝胶结构——当沥青质含量很大，达到或超过25%-30%时，胶质的数量不足以包裹在沥青质周围使之胶溶，沥青质胶团会相互连结，形成三维网状结构，胶团在连续相中移动比较困难。 特点：这类沥青在常温下呈现非牛顿流动特性，在路用性能上，常温下具有较好的温度稳定性，但低温变形能力较差。
第二章 沥青材料
2.1 概述
历史及发展 沥青的定义及分类 沥青定义：国际道路会议常设委员会（AIPCR） 美国材料试验协会（ASTM） 我国沥青定义
溶一凝胶结构——当沥青或沥青质中含有较多的烷基侧链，生成的胶团结构比较松散，可能含有一些开式网状结构，网状结构的形成与温度密切相关，在常温时，在变形的最初阶段表现出明显的弹性效应，但在变形增加至一定阶段时，则表现为牛顿液体状态。 特点：在路用性能上，在高温时具有较低的感温性，低温时又有较好的形变能力。
防水材料之沥青材料PPT课件
油纸按原纸1m2的质量克数分为200、350两 个标号。主要用于多层(粘贴式)防水层下层、隔 蒸汽层、防潮层等。其技术性能见表10.6。
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•
石油沥青油毡(简称油毡)是采用高软化点沥青涂盖油纸的两面，再涂或
10.1 沥青
•
沥青是一种有机胶结材料，是有机化合物的复杂混合物。
•
沥青具有良好的粘结性、塑性、不透水性及耐化学侵蚀性，并能抵抗大
气的风化作用。
•
在建筑工程上主要用于屋面及地下室防水、车间耐腐蚀地面及道路路面
等。此外，还可用来制造防水卷材、防水涂料、油膏、胶结剂及防腐涂料等
等。一般用于建筑工程的有石油沥青和煤沥青两种。
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2 干燥时间及沥青的加热温度 在水泥基底上涂刷慢挥发性冷底子油，其中 干燥时间为12~48h；涂刷快挥发性冷底子油的干 燥时间为5~10h 当加入慢挥发性溶剂时，沥青的温度不得超 过140℃；加入快挥发性溶剂时，则沥青的温度 不得超过110℃。
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乳化沥青
乳化沥青是一种冷施工的防水涂料，是将石 油沥青在乳化剂水溶液作用下，经乳化机(搅拌机 )强烈搅拌而成。
•
煤沥青纸胎油毡(以下称简油毡)是采用低软化点煤沥青浸渍原纸，然后
用高软化点煤沥青涂盖油纸两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水
卷材。
•
油毡按技术要求分为一等品(B)和合格品(C)；按所用隔离材料分为粉状
面油毡(F)和片状面油毡(P)两个品种。
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•
油毡的标号分为200号、270号和350号三种。各等级各标号油毡的技术性质应符合JC 505—92规定，
沥青感温性能评价指标_马翔
沥青种类 15 针入度 / 0 1m m 软化点 / I PEN I TR& B 25 30
表 2 老化沥青针入度及针入度指数
1
试验材料与试验方法
本文采用 2 种 70# 普通沥青 ( P1 、 P 2 ) 和 3 种不
Tab. 2
Penetrations and penetration indi ces of ageing asphalts
Abstract: To choose t he reasonable evaluat ion index of t emperature susceptibilit y f or asphalt , the penetrat ion indices of asphalt w ere calculated t hrough the penetrat ions at 15, 25 and 30 and the penetrat ion and soft ening point at 25 respectively, they w ere applied t o evaluat e the temperat ure susceptibilities of tw o kinds of common asphalt s and t hree kinds of polymer modified asphalts( PMA) , the dynamic complex viscosit ies of the asphalt s under diff erent t emperat ure condit ions w ere test ed by using dynamic shear rheomet er, and t heir relationships bet ween viscosity and temperature w ere analyzed. Analysis result show s t hat t here are linear correlations betw een viscosit y and temperature for normal bit umens within 15~ 60 , t heir temperature suscept ibilit ies are a const ant, w hile the relationships of viscosity and temperature for PMA satisfy WLF equat ion, their temperature susceptibilities change w it h temperature. So the temperature suscept ibilit y of common asphalt may be expressed by using penet ration index, but temperature condition must be appointed to estimate t he t emperat ure suscept ibilit y of PMA. 6 tabs, 1 fig, 10 refs. Key words: pav em ent engineering; asphalt; WLF equat ion;