最新版《道路建筑材料》精品电子课件 模块5 沥 青 材 料
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第1章道路建筑材料精品PPT课件
这类材料的性质具有明显的方向性，一般平行纤维方向的 强度较高，导热性较好。 ②层状结构：
具有叠合结构，它使用胶结料将不同的片状材料或具有各向异性的片 状材料胶合成整体，可显著提高材料的强度、硬度、绝热性或装饰性等 性质，扩大其使用范围。
③纹理结构：具有良好的装饰性 ④粒状结构：
分为密实颗粒和轻质多孔颗粒，前者因其致密、强度高，适合作承 重的混凝土集料；后者因其多孔结构，适合作绝热材料。 ⑤堆聚结构
表观密度是指干燥材料单位表观体积（含矿质实体既不吸水的闭口孔 隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：
' t
ms Vs Vn
式中：
' t
——材料的表观密度， g/cm 3
V n ——材料闭口孔隙的体积，
其他符号同上
cm3
表观密度的大小可间接反映才来噢的致密程度与孔隙多少。通常情况
下，同种材料的表观密度愈大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈 强，导热性愈好。
第二节 材料的物理性质
一、基本物理性质
1、真实密度、表观密度、毛体积密度与堆积密度
质量
体积
空隙
开口孔隙 闭口孔隙
矿质实体
图1-1 散粒材料体积绝对密实状态下单位体积的质量称为材料的真实密度，用公
式表示为：
t
ms Vs
式中： t ——材料的真实密度， g/cm 3
m s ——材料在干燥状态下实体的质量，g
（3）毛体积密度（俗称容重）
材料在自然状态下单位体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口空孔隙 在内的体积）的质量称为材料的毛体积密度，按下式计算：
●玻璃体的三种学术观点： ①无规则网络结构学术 ②微晶子学术 ③近程有序、远程无序学术
●玻璃体强度低于晶体 （3）胶体 ●定义：物质以极细小的质点分散在介质中所形成的结构。 ●胶体具有较强的黏结力。
具有叠合结构，它使用胶结料将不同的片状材料或具有各向异性的片 状材料胶合成整体，可显著提高材料的强度、硬度、绝热性或装饰性等 性质，扩大其使用范围。
③纹理结构：具有良好的装饰性 ④粒状结构：
分为密实颗粒和轻质多孔颗粒，前者因其致密、强度高，适合作承 重的混凝土集料；后者因其多孔结构，适合作绝热材料。 ⑤堆聚结构
表观密度是指干燥材料单位表观体积（含矿质实体既不吸水的闭口孔 隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：
' t
ms Vs Vn
式中：
' t
——材料的表观密度， g/cm 3
V n ——材料闭口孔隙的体积，
其他符号同上
cm3
表观密度的大小可间接反映才来噢的致密程度与孔隙多少。通常情况
下，同种材料的表观密度愈大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈 强，导热性愈好。
第二节 材料的物理性质
一、基本物理性质
1、真实密度、表观密度、毛体积密度与堆积密度
质量
体积
空隙
开口孔隙 闭口孔隙
矿质实体
图1-1 散粒材料体积绝对密实状态下单位体积的质量称为材料的真实密度，用公
式表示为：
t
ms Vs
式中： t ——材料的真实密度， g/cm 3
m s ——材料在干燥状态下实体的质量，g
（3）毛体积密度（俗称容重）
材料在自然状态下单位体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口空孔隙 在内的体积）的质量称为材料的毛体积密度，按下式计算：
●玻璃体的三种学术观点： ①无规则网络结构学术 ②微晶子学术 ③近程有序、远程无序学术
●玻璃体强度低于晶体 （3）胶体 ●定义：物质以极细小的质点分散在介质中所形成的结构。 ●胶体具有较强的黏结力。
2024年度《道路建筑材料全部》PPT课件
砂石的加工
加工过程包括破碎、筛分、洗涤等步骤，以得到符合不同工程要求的砂石料。
2024/3/23
9
砂石在道路工程中的应用
路基填筑
砂石可作为路基填筑材料，提高路基的承载力和稳定性。
排水设施
砂石具有良好的透水性，可用于道路排水设施的建设，如 排水沟、排水管等。
2024/3/23
路面基层
在沥青路面中，砂石可作为基层材料，提供良好的承载力 和稳定性；在水泥混凝土路面中，砂石可作为骨料，提高 路面的强度和耐久性。
道路建筑材料是指用于道路建设 中的各种原材料和制品，包括土 、石、砂、沥青、水泥、钢材等 。
分类
按材料性质可分为天然材料和人 工材料；按使用功能可分为路基 材料、路面材料、桥梁材料、隧 道材料等。
4
道路建筑材料的重要性
2024/3/23
对道路性能的影响
01
道路建筑材料直接决定了道路的承载能力、平整度、抗滑性、
配比设计
根据所选胶凝材料的性质、使用要求等因素，进行科学的配 比设计，以达到最佳的使用效果。例如，水泥混凝土中水泥 的用量应根据强度等级、骨料种类和粒径、水灰比等因素确 定。
14
04
沥青材料
2024/3/23
15
沥青的分类与性质
01
02
03
分类
根据来源和性质，沥青可 分为天然沥青、石油沥青 、煤焦油沥青等。
2024/3/23
29
道路建筑材料的施工工艺与注意事项
2024/3/23
施工前准备
熟悉施工图纸和设计要求，制定详细的施工方案和进度计 划；对进场的建筑材料进行检验和验收，确保其质量符合 规范要求。
施工过程控制
道路建筑材料第二章沥青材料511PPT课件
2020/9/28
12
（二）石油沥青的生产工艺
原油常蒸压馏
轻质油分：汽油、煤油、柴油
溶剂脱
常压渣油减蒸压馏
重柴油
减压渣油
溶剂脱沥青
减压渣油
深拔 氧化
直溜沥青：对原油选择性强、感温性大 氧化沥青：感温性小、粘度大
半氧化沥青：感温性适中，具有较好的高 温稳定性和低温变形能力
13
（二）石油沥青的生产工艺
由天然形成或人工炼制而成；
定义：由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和 这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍生 物所组成的混合物，呈褐色至黑色，可溶于苯或 二硫化碳等溶剂，是自然界中天然存在的或从原 油经蒸馏得到的残渣。
2020/9/28
3
一、沥青材料简介
• 沥青的发展历史
➢ 公元前3800~公元前2500年，开始使用沥青 ➢ 公元前600年，古巴比伦出现第一条用沥青铺装
蒸馏法
氧化法
溶剂法
调和法
2020/9/28
14
（二）石油沥青的生产工艺
原油常蒸压馏
轻质油分：汽油、煤油、柴油
溶剂脱
常压渣油减蒸压馏
重柴油
减压渣油
溶剂脱沥青
减压渣油
深拔 氧化
直溜沥青：对原油选择性强、感温性大 氧化沥青：感温性小、粘度大
半氧化沥青：感温性适中，具有较好的高 温稳定性和低温变形能力
15
35.0 62.0 －
－－
20.5 2.6
3.6 71.8 －
－－
俄罗斯
10.9 4.0 －
41.0 49.0 －
2.0 4.0
美国 委内瑞拉
总计
4.6 － 1.7 3.1 － 5.5 100 1.8 2.8
道路建筑材料 沥青混合料组成设计精品PPT课件
• (3)计算C集料在矿质混合料中的用量(Z)为
Z10 X 0Y
• (4)按上述步骤可以计算混合料中的配合比,经校核如不在要求的级配范围内,应调整配 合比重新计算和复核,直到符合要求为止,如经计算确不能满足级配要求时,可调整或增 加集料数量。
• 例题：P95
3.1 矿质混合料组成设计
• 图解法
1．绘制矩形图框 2．连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）
1.2 粗集料（技术要求、规格）
粗集料对破碎面的要求
1.2 粗集料（技术要求、规格）
沥青混合料用粗集料规格
1.3 细集料（技术要求、规格）
沥青混合料用细集料质量技术要求
1.3 细集料（机制砂技术要求、规格）
天然砂规格要求
机制砂或石屑规格要求
1.4 填料（技术要求）
沥青混合料用矿粉技术要求
二、 沥青混合料的技术要求
筛孔 16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
级配 100 范围
级配 100 中植
95~100 70~88
98
79
48~68 57
36~53 24~41 18~30
45
33
24
0.3 12~22
0.15 0.075 8~16 4~8
17
12
6
3．绘制级配曲线坐标图 纵坐标：通过百分率（%） 绘制横坐标，表示筛孔尺（mm），由级配中值确定筛孔位置
沥青与集料 相对密度测定
生产配合比 验证阶段
2020/10/6
交通科学与工程学院
23
3.1 矿质混合料组成设计
•目的：确定各档集料的掺配比例
•依据:
Z10 X 0Y
• (4)按上述步骤可以计算混合料中的配合比,经校核如不在要求的级配范围内,应调整配 合比重新计算和复核,直到符合要求为止,如经计算确不能满足级配要求时,可调整或增 加集料数量。
• 例题：P95
3.1 矿质混合料组成设计
• 图解法
1．绘制矩形图框 2．连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）
1.2 粗集料（技术要求、规格）
粗集料对破碎面的要求
1.2 粗集料（技术要求、规格）
沥青混合料用粗集料规格
1.3 细集料（技术要求、规格）
沥青混合料用细集料质量技术要求
1.3 细集料（机制砂技术要求、规格）
天然砂规格要求
机制砂或石屑规格要求
1.4 填料（技术要求）
沥青混合料用矿粉技术要求
二、 沥青混合料的技术要求
筛孔 16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
级配 100 范围
级配 100 中植
95~100 70~88
98
79
48~68 57
36~53 24~41 18~30
45
33
24
0.3 12~22
0.15 0.075 8~16 4~8
17
12
6
3．绘制级配曲线坐标图 纵坐标：通过百分率（%） 绘制横坐标，表示筛孔尺（mm），由级配中值确定筛孔位置
沥青与集料 相对密度测定
生产配合比 验证阶段
2020/10/6
交通科学与工程学院
23
3.1 矿质混合料组成设计
•目的：确定各档集料的掺配比例
•依据:
道路建筑材料_申爱琴_授课教案幻灯片第2章沥青材料(2)
道路建筑材料·沥青
11 前言 22 石油沥青的组成 33 石油沥青的技术性质
道路建筑材料·沥青
第一课时 第一节 前 言
道路建筑材料·沥青
沥青定义：沥青是黑色或暗黑色固体、半固体或粘稠状物，由 天然或人工制造而得，主要为高分烃类所组成，完 全溶解于二硫化碳。
沥青分类：
石油沥青：地壳中的原油，经开采加工得到的沥 青。可以从生产工艺中考虑。
道路建筑材料·沥青
3．溶—凝胶型沥青 概念：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：高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力。
道路建筑材料·沥青
道路建筑材料·沥青
第二课时
二、沥青的胶体结构
胶体理论：大多数沥青属于胶体体系，它是由相对分子量很大，芳香性很高 的沥青质分散在分子质量较低的可溶性介质中形成的。沥青中不含沥青质， 只有单纯的可溶质时，沥青则只具有粘性液体的特征而不成为胶体体系。沥 青质分子由于对极性强大的胶质具有很强的吸附力，因而形成了以沥青质为 中心的胶团核心，而极性相当的胶质吸附在沥青质周围形成中间相。由于胶 团的胶溶作用，而使胶团弥散和溶解于分子量较低、极性较弱的芳香分和饱 和分组成分散介质中，形成了稳固的胶体。
英国道路研究所（TRRL）研究认为，沥青路面的抗滑阻力的改善与 介电常数有关，因此英国标准对道路用沥青介电常数提出了要求。
道路建筑材料·沥青
第四课时
二、沥青的路用性能
1.粘滞性
（1）沥青粘滞性的定义
粘滞性：是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的 抵抗剪切变形的
《道路建筑材料》最新备课课件：第五章 沥青混合料
4.矿料级配类型及表面性质的影响
➢ 矿料的级配类型：密级配c↑、↓；开级配c↓、↑；间断 级配c↑、↑。
➢ 矿料的表面状态：集料颗粒具有棱角、近似正方体、表面有 明显的粗糙度时，具有很大的内摩擦角（↑），混合料的 抗剪强度高（↑）。
外因：
5.温度及形变速率产生的影响
温度升高：沥青易变形，黏聚力C下降，强度降低； 温度降低：黏聚力C升高，内摩擦角变化不大，故抗剪强度
3）骨架-密实结构：是一种理想结构，它既有一定的粗集料形成骨架，又有 足够的细集料充填空隙，既有较高的粘聚力，又有较高的内摩阻角。
3.沥青混合料的强度理论
➢ 沥青混合料铺筑的路面产生破坏的主要原因： 夏季高温时的抗剪强度不足导致变形过大产生推挤、拥包等现象 冬季低温时抵抗变形能力过差导致裂缝的产生
2.沥青与矿料的吸附作用
①物理吸附 矿料与沥青间的分子力吸附，与沥青表面活性物质含量有关，且只有
在干燥状态下才具有一定的黏附力。 ②化学吸附
沥青在沥青混合料中以两种形式存在，一种为结构沥青，一种为自由沥青。
沥青与矿料交互作用后，沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜如下 图所示，在结构膜以内的称为结构沥青，在结构膜以外的称为自由沥青。
泛油
波浪
车辙
一、定义
沥青混合料是将经合理级配组成的矿质混合料（如碎石、砂、矿粉 等），与适量的沥青材料在一定温度下经拌和所组成的混合物。将沥 青混合料经摊铺后碾压成型，即成为各种类型的沥青混合料路面。
沥青混凝土： 结构是粗集料较多、细集料和矿粉也较多。 特点：对级配要求严格、密实度大、空隙率＜10%，抗渗性好。
2.沥青混合料组成结构类型
1）悬浮-密实结构：属于连续型密级配， 细集料较多，粗集料较少 特点：粘聚力大，内摩阻角小，高温稳定性差。强度主要来源于沥青的 粘结力。 沥青路面中，要求至少有一层是密级配沥青混合料。
《道路建筑材料全部》课件
道路建筑材料的健康与安全
1
安全措施
介绍道路建筑材料使用过程中的安全
危险评估
2
注意事项和防护措施。
了解各种道路建筑材料可能带来的潜
在危险，并提出预防措施。
3
应急响应
讨论应对道路建筑材料事故和应急状 况的应急计划。
道路建筑材料的成本分析
建设成本
分析道路建筑材料的成本结构和预算规划。
维护成本
探讨道路建筑材料的维护成本和相关修复策略。
监督和检查
掌握道路建筑材料的监督和 检查方法，以确保施工质量。
道路建筑材料的运输和储存
1 有效运输
2 储存需求
3 环境影响
了解道路建筑材料的运 输最佳路建筑材料的正 确储存方法，以延长其 使用寿命。
讨论道路建筑材料运输 和储存对环境的影响， 提出可行的改进方法。
可持续性成本
考虑道路建筑材料的环境影响和其对可持续发展的经济影响。
道路建筑材料的未来趋势
1 创新材料
展望未来道路建筑材料的创新发展，如高性能材料和可再生材料。
2 数字化技术
探索数字化技术在道路建筑材料领域的应用，如智能监测和自动化施工。
3 可持续建设
讨论道路建筑材料行业朝着可持续性方向发展的趋势和挑战。
回收材料
介绍回收材料在道路建筑中的 应用，降低环境影响。
粉煤灰
深入了解粉煤灰作为替代材料 在道路建筑中的用途和好处。
土工材料
了解土工材料在道路建筑中的 功能和使用方法。
道路建筑材料的质量控制
性能测试
详细介绍对道路建筑材料进 行的常见性能测试，以确保 其质量。
质量标准
了解道路建筑材料的相关质 量标准和认证机构。
公路施工技术第五章沥青路面施工PPT课件
15.08.202碾0 压密实成型。可采用热油冷料或冷油冷料拌 11
❖ 厂拌法，采用具有一定级配的矿料和沥青材 料，经工厂专用设备加热拌和后，运送至工地 摊铺碾压成形。
拌和均匀性好，且使用较粘稠的沥青和较高强度 的石料，强度高耐久性好。
沥青碎石混合料，不含或少含矿粉，混合料为开 级配，空隙率可达10％以上；
点进行施工组织设计，选择沥青强度等级及沥青 混合料类型。根据气温的不同，我国沥青路面气 候分区按表10-1分为寒区、温区及热区，同一省 区的气候条件不一致时，可按最低月平均气温确 定气候分区。
❖对于沥青路面的水稳定性、抗滑性能等与路面 潮湿情况有关的技术要求，应根据道路所在地的 降雨量及降雨天数确定。
❖ 常用的主要结构有沥青贯人、沥青表面处治 等。这类沥青路面使用同一粒径的矿料为主骨 料，分层撒铺嵌缝料，经碾压而形成结构层。 路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒间相互 嵌挤产生的内摩阻力，凝聚力仅起次要作用。
15.08.202其0 面层结构的主要特点是热稳定性好，但由于 7
沥青混合料的组成结构
❖沥青混合料是一种复合材料，它由沥青、 粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成，这 些组成材料在混合料中，由于组成材料质 量的差异和数量的不同，可形成不同的组 成结构，并表现出不同的力学性能。
和检查
15.08.2020
3
第一节 沥青路面基本特性及分类
❖ 一、基本特性
❖ 沥青路面，以沥青为结合料，在一定的技术条件下， 与具有级配的矿料经拌和、摊铺、碾压而形成具有 良好整体性和密实性的结构。即可作面层、又可作 基层。
❖ 从力学性能上分类，沥青路面属于柔性路面，刚性
较小，并具有较好的变形性能。但由于其一般厚度
❖ 应用在各种道路上的沥青路面面层，主要包 括沥青表面处治路面、沥青贯人式路面、沥青 碎石及沥青碎石混合料和沥青混凝土在内的四 种类型。
❖ 厂拌法，采用具有一定级配的矿料和沥青材 料，经工厂专用设备加热拌和后，运送至工地 摊铺碾压成形。
拌和均匀性好，且使用较粘稠的沥青和较高强度 的石料，强度高耐久性好。
沥青碎石混合料，不含或少含矿粉，混合料为开 级配，空隙率可达10％以上；
点进行施工组织设计，选择沥青强度等级及沥青 混合料类型。根据气温的不同，我国沥青路面气 候分区按表10-1分为寒区、温区及热区，同一省 区的气候条件不一致时，可按最低月平均气温确 定气候分区。
❖对于沥青路面的水稳定性、抗滑性能等与路面 潮湿情况有关的技术要求，应根据道路所在地的 降雨量及降雨天数确定。
❖ 常用的主要结构有沥青贯人、沥青表面处治 等。这类沥青路面使用同一粒径的矿料为主骨 料，分层撒铺嵌缝料，经碾压而形成结构层。 路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒间相互 嵌挤产生的内摩阻力，凝聚力仅起次要作用。
15.08.202其0 面层结构的主要特点是热稳定性好，但由于 7
沥青混合料的组成结构
❖沥青混合料是一种复合材料，它由沥青、 粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成，这 些组成材料在混合料中，由于组成材料质 量的差异和数量的不同，可形成不同的组 成结构，并表现出不同的力学性能。
和检查
15.08.2020
3
第一节 沥青路面基本特性及分类
❖ 一、基本特性
❖ 沥青路面，以沥青为结合料，在一定的技术条件下， 与具有级配的矿料经拌和、摊铺、碾压而形成具有 良好整体性和密实性的结构。即可作面层、又可作 基层。
❖ 从力学性能上分类，沥青路面属于柔性路面，刚性
较小，并具有较好的变形性能。但由于其一般厚度
❖ 应用在各种道路上的沥青路面面层，主要包 括沥青表面处治路面、沥青贯人式路面、沥青 碎石及沥青碎石混合料和沥青混凝土在内的四 种类型。
《道路建筑材料》PPT课件_OK
高
四种矿物组成的特征：见右表
二、常用水泥的技术标准及强度指标
三、合格、不合格、废品的评定
废品：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项 不符合标准规定时，均为废品。
不合格：凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项 不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强 度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装 标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号 不全的也属于不合格品
在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。
9
重要的定义：
• 天然砂natural sand 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径小于 4.75mm的岩石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
• 人工砂manufactured sand 经除土处理的 机制砂、混合砂的统称。
• 机制砂：由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩 石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
3、生产 两磨一烧
C3S
4、化学成分和矿物组成
A：化学成分 主要是由石灰质原料来的氧化钙（CaO） 反应
快
和氧粘化土铁质（原Fe料2O来3）的氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、 B：水泥熟料中的主要矿物组成
速度 释热量
大
C铁主a铝O要酸·有四S硅i钙O酸2（三简4钙CC2a（SO)、3·C铝aAO酸l2O·三3钙·SiO（F2e3简2OCCa3O简3S)C·、4AA硅Fl2)酸O3二简钙C（3A2)、 强度
矿渣水泥
火山灰水泥
粉煤灰水泥
P．S
P．P
P．F
硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺
20%~70%粒化 20%~50%火山 加20~40% 粉煤
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2）脆点
石油沥青
脆点是指沥青材料由黏塑状态转变为固体状态达 到条件脆裂时的温度。表征沥青在低温下,受到瞬时 荷载作用时,出现脆性破坏的性能。弗拉斯脆点仪如 图5-10所示,弯曲器如图5-11所示。
石油沥青
溶剂脱沥青是利用轻烃对渣油中各组分的不同溶解能力 将渣油分离,得到不含沥青质的脱沥青质和沥青质的脱油沥 青。溶剂脱沥青是调节渣油组成的有效手段,它在道路沥青 生产中,尤其是从不能通过蒸馏生产合格道路沥青的原油中 生产合格道路沥青具有重要作用。如图5-3所示是以丙烷为 溶剂的脱沥青基本流程。
5.2
POWEPOINT
适用于商务主题及相关类别演示
目录
模块5 沥 青 材 料
5.1 5.2 5.3 5.4
沥青及其分类 石油沥青
煤沥青
其他沥青
模块5 沥 青 材 料
学习目标
掌握石油沥青的技术性质、性能特点和技术标准。
了解石油沥青的化学组分和胶体结构。 了解其他各类沥青的组成和性质。
5.1
沥青及其分类
石油沥青
图5-3 溶剂脱沥青工艺流程示意图
5.2
5.2.2
石油沥青
1.
石油沥青的化学组成
石油沥青的组成和结构
石油沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和一些碳氢化 合物的非金属衍生物组成的混合物。表5-1为几种典型石油 沥青的化学组成。
表5-1 几种典型石油沥青的化学组成
5.2
2. 石油沥青的化学组
分
5.2
4. 温度稳定性
石油沥青
1）软化点
软化点是石油沥青材料由固体状态转变为具有一定流
动性的膏体时的温度。我国现行标准《公路工程沥青及沥
青混合料试验规程》（JTG E20—2011）规定,软化点可通 过“环球法”试验测定。将沥青试样装入规定尺寸的试验
环中,上置规定尺寸和质量的钢球,再将置球的试验环放在
(5±0.025) mm或(10±0.025) mm）的孔,漏下50 mL
所需的秒数。沥青黏度计如图5-6所示。
5.2
石油沥青
图5-6 沥青黏度计（尺寸单位：mm）
5.2
3. 塑性
石油沥青
塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破 坏的能力,是沥青性质的重要指标之一。石油沥青的塑 性与其组分有关,当树脂含量增加,其组分含量又适当时, 则塑性增大；膜层越厚,则塑性越大。 沥青延度仪与延度仪试模如图5-7和图5-8所示。
5.2
石油沥青
1—试模； 2—试样； 3—电机； 4—水槽； 5—泄水孔； 6—开关柄； 7—指针； 8—标尺 图5-7 沥青延度仪
5.2
石油沥青
A—两端模环中心点距离111.5 mm～113.5 mm； B—试件总长74.5 mm～ 75.5 mm； C—端模间距29.7 mm～30.3 mm； D—肩长6.8 mm～7.2 mm； E—半径15.75 mm～16.25 mm； F—最小横断面宽9.9 mm～10.1 mm； G—端模口宽19.8 mm～20.2 mm； H—两半圆心间距离42.9 mm～43.1 mm；I—端模孔直径6.5 mm～6.7 mm； J—厚度9.9 mm～10.1 mm 图5-8 延度仪试模
有水或甘油的烧杯中,以5 ℃/min的速率加热至沥青软化下 垂至规定距离时的温度（℃）,即为沥青软化点。沥青软化
点试验仪如图5-9所示。
5.2
石油沥青
1—温度计； 2—上盖板； 3—立柱； 4—钢球； 5—钢球定位环； 6—金属环； 7—中层板； 8—下底板； 9—烧杯
图5-9 沥青软化点试验仪
5.2
5.2
石油沥青
图5-5 针入度标准针（尺寸单位：mm）
5.2
黏滞性 2）标准黏度
石油沥青
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合料试验
规程》（JTG E20—2011）规定,标准黏度是指液体沥
青在一定温度（20 ℃、25 ℃、30 ℃或60 ℃）条件 下,经规定直径（3±0.025) mm、(4 ±0.025) mm、
石油沥青
1.
物理特征常数
5
密度
1 2
耐蚀性
4 3
介电常数
热胀系数
防水性
5.2
2. 黏滞性
石油沥青
1）针入度
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合 料试验规程》（JTG E20—2011）规定,针入度 是指在温度为15 ℃、25 ℃或30 ℃的条件下, 以质量(100±0.05) g的标准针,经5 s沉入沥青 中的深度（0.1 mm称1°）来表示。针入度标准 针如图5-5所示。
石油沥青
1）油分
2）沥青脂胶 （树脂）
3）地沥青质 （沥青质）
5.2
石油沥青
表5-2 几种石油沥青的化学组成分析（四分法）
5.2
3. 石油沥青的胶体结
构
石油沥青
3)
•溶-凝胶型结构
2) •凝胶型结构 1) •溶胶型结构
5.2
石油沥青
图5-4 沥青胶体结构示意图
5.2
5.2.3 石油沥青的技术性质
由煤干馏所得的煤焦油经再加工后得到的沥青,称为煤沥青。
在道路与桥梁工程中,最常用的主要是石油沥青和煤沥青两类, 其次是天然沥青。
5.2
5.2.1 石油沥青的生产工艺
石油沥青
1. 蒸馏工艺
蒸馏工艺是在炼油厂内采用塔式蒸馏法将原油经过 加热汽化、冷凝、精馏使之按沸点范围分为汽油、煤油、
柴油和蜡油等轻质产品馏分,从分馏塔顶和侧线分别抽出,
感性变小,以达到沥青的规格指标和使用性能要求。 氧化沥青的工艺流程如图5-2所示。
5.2
石油沥青
1—加热炉; 2—氧化塔; 3—混合冷凝器; 4—冷却器; 5—循环油罐; 6—气液分离罐; 7—汁水源; 8—柴油循环泵; 9—成品泵; 10—原料泵
图5-2 塔式氧化沥青的工艺流程示意图
5.2
3. 溶剂脱沥青工艺
沥青是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物 的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半 固体或液体的混合物。沥青材料按其在自然界中的获得方式可分为 两大类,即地沥青和焦油沥青。地沥青是天然存在的或石油加工后 得到的沥青材料。按其产源又可分为天然沥青和石油沥青。焦油沥 青按其干馏原料的不同可分为煤沥青、木沥青和泥炭沥青。例如,
同时原油中所含高沸点组分浓缩而得到石油沥青。图51所示为原油蒸馏工艺生产直馏沥青的示意图。
5.2石油沥青源自图5-1 原油蒸馏工艺流程示意图
5.2
2. 氧化工艺
石油沥青
沥青生产的氧化工艺是在一定温度条件下向软 化点低、针入度及温度敏感性大的减压渣油和溶 剂脱油沥青或二者的混合物中吹入空气,使其组成
发生变化,宏观表现为软化点升高,针入度和温度敏
石油沥青
脆点是指沥青材料由黏塑状态转变为固体状态达 到条件脆裂时的温度。表征沥青在低温下,受到瞬时 荷载作用时,出现脆性破坏的性能。弗拉斯脆点仪如 图5-10所示,弯曲器如图5-11所示。
石油沥青
溶剂脱沥青是利用轻烃对渣油中各组分的不同溶解能力 将渣油分离,得到不含沥青质的脱沥青质和沥青质的脱油沥 青。溶剂脱沥青是调节渣油组成的有效手段,它在道路沥青 生产中,尤其是从不能通过蒸馏生产合格道路沥青的原油中 生产合格道路沥青具有重要作用。如图5-3所示是以丙烷为 溶剂的脱沥青基本流程。
5.2
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目录
模块5 沥 青 材 料
5.1 5.2 5.3 5.4
沥青及其分类 石油沥青
煤沥青
其他沥青
模块5 沥 青 材 料
学习目标
掌握石油沥青的技术性质、性能特点和技术标准。
了解石油沥青的化学组分和胶体结构。 了解其他各类沥青的组成和性质。
5.1
沥青及其分类
石油沥青
图5-3 溶剂脱沥青工艺流程示意图
5.2
5.2.2
石油沥青
1.
石油沥青的化学组成
石油沥青的组成和结构
石油沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和一些碳氢化 合物的非金属衍生物组成的混合物。表5-1为几种典型石油 沥青的化学组成。
表5-1 几种典型石油沥青的化学组成
5.2
2. 石油沥青的化学组
分
5.2
4. 温度稳定性
石油沥青
1）软化点
软化点是石油沥青材料由固体状态转变为具有一定流
动性的膏体时的温度。我国现行标准《公路工程沥青及沥
青混合料试验规程》（JTG E20—2011）规定,软化点可通 过“环球法”试验测定。将沥青试样装入规定尺寸的试验
环中,上置规定尺寸和质量的钢球,再将置球的试验环放在
(5±0.025) mm或(10±0.025) mm）的孔,漏下50 mL
所需的秒数。沥青黏度计如图5-6所示。
5.2
石油沥青
图5-6 沥青黏度计（尺寸单位：mm）
5.2
3. 塑性
石油沥青
塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破 坏的能力,是沥青性质的重要指标之一。石油沥青的塑 性与其组分有关,当树脂含量增加,其组分含量又适当时, 则塑性增大；膜层越厚,则塑性越大。 沥青延度仪与延度仪试模如图5-7和图5-8所示。
5.2
石油沥青
1—试模； 2—试样； 3—电机； 4—水槽； 5—泄水孔； 6—开关柄； 7—指针； 8—标尺 图5-7 沥青延度仪
5.2
石油沥青
A—两端模环中心点距离111.5 mm～113.5 mm； B—试件总长74.5 mm～ 75.5 mm； C—端模间距29.7 mm～30.3 mm； D—肩长6.8 mm～7.2 mm； E—半径15.75 mm～16.25 mm； F—最小横断面宽9.9 mm～10.1 mm； G—端模口宽19.8 mm～20.2 mm； H—两半圆心间距离42.9 mm～43.1 mm；I—端模孔直径6.5 mm～6.7 mm； J—厚度9.9 mm～10.1 mm 图5-8 延度仪试模
有水或甘油的烧杯中,以5 ℃/min的速率加热至沥青软化下 垂至规定距离时的温度（℃）,即为沥青软化点。沥青软化
点试验仪如图5-9所示。
5.2
石油沥青
1—温度计； 2—上盖板； 3—立柱； 4—钢球； 5—钢球定位环； 6—金属环； 7—中层板； 8—下底板； 9—烧杯
图5-9 沥青软化点试验仪
5.2
5.2
石油沥青
图5-5 针入度标准针（尺寸单位：mm）
5.2
黏滞性 2）标准黏度
石油沥青
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合料试验
规程》（JTG E20—2011）规定,标准黏度是指液体沥
青在一定温度（20 ℃、25 ℃、30 ℃或60 ℃）条件 下,经规定直径（3±0.025) mm、(4 ±0.025) mm、
石油沥青
1.
物理特征常数
5
密度
1 2
耐蚀性
4 3
介电常数
热胀系数
防水性
5.2
2. 黏滞性
石油沥青
1）针入度
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合 料试验规程》（JTG E20—2011）规定,针入度 是指在温度为15 ℃、25 ℃或30 ℃的条件下, 以质量(100±0.05) g的标准针,经5 s沉入沥青 中的深度（0.1 mm称1°）来表示。针入度标准 针如图5-5所示。
石油沥青
1）油分
2）沥青脂胶 （树脂）
3）地沥青质 （沥青质）
5.2
石油沥青
表5-2 几种石油沥青的化学组成分析（四分法）
5.2
3. 石油沥青的胶体结
构
石油沥青
3)
•溶-凝胶型结构
2) •凝胶型结构 1) •溶胶型结构
5.2
石油沥青
图5-4 沥青胶体结构示意图
5.2
5.2.3 石油沥青的技术性质
由煤干馏所得的煤焦油经再加工后得到的沥青,称为煤沥青。
在道路与桥梁工程中,最常用的主要是石油沥青和煤沥青两类, 其次是天然沥青。
5.2
5.2.1 石油沥青的生产工艺
石油沥青
1. 蒸馏工艺
蒸馏工艺是在炼油厂内采用塔式蒸馏法将原油经过 加热汽化、冷凝、精馏使之按沸点范围分为汽油、煤油、
柴油和蜡油等轻质产品馏分,从分馏塔顶和侧线分别抽出,
感性变小,以达到沥青的规格指标和使用性能要求。 氧化沥青的工艺流程如图5-2所示。
5.2
石油沥青
1—加热炉; 2—氧化塔; 3—混合冷凝器; 4—冷却器; 5—循环油罐; 6—气液分离罐; 7—汁水源; 8—柴油循环泵; 9—成品泵; 10—原料泵
图5-2 塔式氧化沥青的工艺流程示意图
5.2
3. 溶剂脱沥青工艺
沥青是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物 的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半 固体或液体的混合物。沥青材料按其在自然界中的获得方式可分为 两大类,即地沥青和焦油沥青。地沥青是天然存在的或石油加工后 得到的沥青材料。按其产源又可分为天然沥青和石油沥青。焦油沥 青按其干馏原料的不同可分为煤沥青、木沥青和泥炭沥青。例如,
同时原油中所含高沸点组分浓缩而得到石油沥青。图51所示为原油蒸馏工艺生产直馏沥青的示意图。
5.2石油沥青源自图5-1 原油蒸馏工艺流程示意图
5.2
2. 氧化工艺
石油沥青
沥青生产的氧化工艺是在一定温度条件下向软 化点低、针入度及温度敏感性大的减压渣油和溶 剂脱油沥青或二者的混合物中吹入空气,使其组成
发生变化,宏观表现为软化点升高,针入度和温度敏