沥青的化学组分对路用性能的影响分析
用沥青三大指标判定蜡含量对道路沥青的影响
用沥青三大指标判定蜡含量对道路沥青的影响文章来源：发布人：匿名投稿浏览：96发布时间：2011-08-04孙永忠山东郓城中海沥青有限公司（山东:255425）【摘要】：本文从道路沥青中蜡含量的存在与道路沥青结构组成的关系说明了沥青中蜡含量对路用性能的影响，从而寻找一种简便方法判定沥青质量。
【关键词】：道路沥青、蜡含量、路用性能。
一、前言：国家拉动内需加大对农村公路的投资建设，沥青混凝土路面也越来越被得到了县乡公路的广泛应用，经调查研究发现有许多地方道路建设管理部门却是以交通地方道路管理处组建临时机构负责对县乡道路建设的统筹安排，在道路沥青材料采购上主要委托一些道路沥青经销商采购，由于缺少必要的化验设备，只是按照经验习惯对沥青的三大指标化验分析，经化验三大指标合格的沥青应用于沥青混凝土路面施工现场就出现了车辙、拥抱、露骨、松散、隆起现象更无法谈起其抗车辙及老化性能了，因此我们寻找一条简便的化验方法，尽量保证道路沥青的质量，减少对道路沥青的化验设备投资，确保道路沥青的路用性能是非常有必要的。
虽然它不能完全十分准确的判定道路沥青的全部路用性能，但对道路沥青的内在质量许能够提供较准确的依据。
为沥青混凝土路面施工质量得到有效保证。
二、道路沥青的选择：1：随着社会的发展，沥青生产企业的原料已进入一个多资源、多渠道性，由于道路沥青本身内部结构的复杂性，单凭过去的对沥青经验性化验三大指标已不能够完全直接体现沥青本身在路上应用的全部性质、针入度25℃时有同样性能的沥青，在高温或低温下可能有很大差别，不能反映沥青在使用温度之间内的性能。
由于道路的沥青的针入度合格范围较宽，70#、90#道路沥青低值与高值接近，再加上化验误差，经实验证明，非牛顿流体沥青的粘度与剪切速率有关，沥青针入度不同，在测定过程中剪切速率也不同，通过这些规格指标不能得到与石料拌和时的温度和路面压实温度。
沥青用量虽然约占沥青混合料的5%但沥青的作用显著，对于沥青混凝土路面抗疲劳断裂沥青的贡献约占60%，对抗车辙变形约占40%对抗低温干裂约占85%，因此，沥青的用量对提高路面抗疲劳寿命十分重要，但是过多的沥青用量会导致热稳定性不足，因此，提高沥青混凝土中有限的沥青用量，沥青质量是延长路面寿命的一个关键。
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告
【谈建筑石油沥青的成分与技术性能】石油沥青技术性能实验报告石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
它是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色为褐色或黑褐色。
建筑上主要使用建筑石油沥青制成各种防水材料制品或现场直接使用。
1 石油沥青的组成与结构1.1 石油沥青的组分石油沥青是由众多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
因为沥青的化学组成复杂以及同分异构特点，对组成进行分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，只从使用角度，将沥青中化学成分及14质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称为组分。
在沥青中各组分含量多寡，与沥青的技术性质有着直接关系。
沥青中各组分的主要特性简述如下。
1.1.1 油分油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分。
在170℃较长时伺加热，油分可以挥发。
油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。
油分赋予沥青以流动性。
1.1.2 树脂沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大。
沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。
中性树脂能溶于三氯甲垸、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低，它赋予沥青以良好的粘结性、塑性和可流动性。
中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。
1.1.3 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质，正戊烷，但溶于三氯甲垸和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。
地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
1.2 石油沥青的胶体结构在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
道路沥青的路用性能
备DSR列入Superpave的沥青路用性能规范
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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
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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）
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➢ 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
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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。
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32
沥青中蜡对路用性能的影响
沥青材料(题)
沥青材料一、名词解释l、沥青材料2、溶胶型结构3、针入度4、环球法软化点5、针入度指数6、沥青老化7、延度8、闪点9、乳化沥青二、判断题1、烧结普通砖的质量等级是采用10块砖的强度试验评定的。
2、石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为：油分、沥青和沥青酸。
3、含蜡沥青会使沥青路面的抗滑性降低，影响路面的行车安全。
4、针入度指数（PI）值越大，表示沥青的感温性越高。
5、道路石油沥青的标号是按针入度值划分的。
6、与石油沥青相比，煤沥青温度稳定性和与矿质集料的粘附性均较差。
7、沥青质是石油沥青化学组分中性能最好的一个组分。
8、粘度是沥青材料最重要的技术性质之一。
三、填空题1、沥青按其在自然界中获得的方式可分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿两大类。
2、土木工程中最常采用的沥青为＿＿＿＿＿。
3、沥青在常温下，可以呈＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、和＿＿＿＿＿状态。
4、沥青材料是由高分子的碳氢化合物及其非金属＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿等的衍生物组成的混合物。
5、石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
6、石油沥青的四组分分析法是将沥青分离为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
7、石油沥青的胶体结构可分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿三个类型。
8、软化点的数值随采用的仪器不同而异，我国现行试验法是采用＿＿＿＿＿法。
9、评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿，通称为三大指标。
10、评价沥青与粗集料粘附性的方法主要有＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
11、我国现行标准将道路用石油沥青分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三个等级。
12、评价石油沥青大气稳定性的指标有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。
13、乳化沥青主要是由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等组分所组成。
14、石油沥青的闪点是表示＿＿＿＿＿性的一项指标。
15、改性沥青的改性材料主要有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。
沥青混合料组成对路用性能的影响
沥青混合料组成对路用性能的影响张素云【摘要】综合考虑级配、油石质量比、砂当量、空隙率和外部荷载等因素,应用正交试验设计和方差理论研究了常用的AC-20沥青混合料组成对路用性能的影响.结果表明,空隙率没有随级配区间大小的改变而发生相应改变,尽管0.075 mm和2.36 mm通过率变化较小,却对空隙率影响高度显著.据此优化提出了组成设计范围;空隙率、砂当量与粉胶比是影响路面水稳定性和路面抗车辙性能的关键因素;虽然4.75 mm通过率对马歇尔性能指标的影响并不显著,但对70℃高温动稳定度贡献很大,优化4.75 mm筛孔通过率可显著提高路面高温稳定性能.%Considering factors including gradation, OAC, sand equivalent value, VV and external load and other factors, influence on road performance about the common AC-20 asphalt mixture composition is studied by using orthogonal experiment design and variance theory. The results showed that VV does not change with graded interval changes, and although 0. 075mm and 2. 36mm passing rate has small changes, but them highly significant effect on VV. Thus optimization composition range is proposed. and optimization composition of asphalt mixture design range is proposed; VV , sand equivalent value and DP are key influncing factors about pavement water damage and pavement the antirutting performance; While the 4.75mm passing rate on the impact of Marshall's performance is not significant, but it greatly influences the temperature 70 ℃ dynamic stability. Optimized the 4.75mm passing rate can significantly increase the pavement high temperature performance.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)003【总页数】5页(P471-475)【关键词】道路工程;AC-20沥青混合料;组成设计;试验设计;方差分析;优化【作者】张素云【作者单位】合肥工业大学土木工程学院,合肥230051;安徽交通职业技术学院,合肥230051【正文语种】中文【中图分类】U414国内外大量研究与路面病害分析表明，车辙和水损害主要与中面层相关［1－4］.工程实践也表明，随着夏季高温多雨、湿度偏大与重载车辆、渠化交通等因素的影响，AC－20沥青混凝土结构常出现车辙和水损害问题.因此，中面层应具有很强的高温抗变形能力，以抵抗荷载的重复作用.国内学者对此进行了相关研究［5－6］，有力地提升了沥青混合料设计水平，这些研究主要集中于表面层的原规范AC－16、AK－13型级配［7－8］，对研究常用于中面层的AC－20沥青混合料组成设计与施工细节控制对路用性能的影响研究还较少.笔者在总结前人的研究成果和现行规范［9］级配的基础上，进一步研究沥青混合料组成对综合路用性能的影响，以提高路面使用性能和耐久性.1 基于沥青混合料组成设计的优化1.1 试验原材料与设计粗集料为石灰岩，细集料为石灰岩机制砂，填料为矿粉，结合料为SBS I－D级改性沥青，原材料技术指标均符合规范要求.采用正交试验设计，按照L25（5）6安排试验［10］，适当放大文献［9］级配下限值，尽可能将影响马歇尔技术指标的各因素列入其中，并考虑因素水平搭配组合时不出现负值，选取9.50，4.75，2.36，0.075mm筛孔通过率和油石比的5因素5水平（分别以A，B，C，D，E 表示），见表1.表1 正交设计（AC－20）因素水平1 72 49 28 7 4.7 2 66 44 24 6 4.4 3 60 40 21 5 4.1 4 54 34 19 4 3.8）5 49 28 16 3 3.51.2 结果分析按规程［11］要求成型沥青混合料试件，击实温度为（163±2.5）℃，采用真空法实测理论最大相对密度，每组击实有效试件6个.由于极差分析中不能估计试验过程中必然存在误差大小的缺点，本文同时采用方差分析对各因素的显著性水平给出一个定量分析.方差分析结果如表2所列.1）2种分析计算结果表明，空隙率和饱和度的影响因素大小排序为D＞E＞A＞C ＞B，E＞D＞A＞C＞B.其中，0.075，9.5和2.36mm通过率以及油石质量比为显著影响因子，而4.75mm通过率影响并不显著.表明空隙率并没有因为级配区间变化越大而随之发生较大变化，如0.075 mm筛孔通过变化只有4%，该水平下空隙率均值变化32.8%，据此可优化确定满足此类沥青混合料设计空隙率为3%～6%和饱和度为65%～75%要求的各因素取值范围：A为48%～62%，B为28%～45%，C为19%～28%，D为4.5%～7%，E为4.3%～4.7%.表2 方差分析结果注：若F＞F0.01（f因，fE），称该因素是高度显著的，用3个＊号表示；若F＜F0.01（f因，fE），但F＞F0.05（f因，fE），则称该因素的影响是显著的，用1或2个＊号表示；若F＜F0.05（f因，fE），称该因素的影响是不显著的，不用＊号表示.考核技术指标来源离差Q 自由度均方离差S＝Q／4F值＝S／SE F0.05（4，4）／F0.01（4，4）显著性空隙率／% A 16.05 4 4.01 10.46 6.39／15.98 ＊＊B 3.24 4 0.81 2.11 C 11.63 4 2.91 7.58 ＊D 31.01 4 7.75 20.21 ＊＊＊E 23.27 4 5.82 15.17 ＊＊＊误差QE 1.53 4 0.38总和QT 86.75 24间隙率／% A 12.52 4 3.13 10.33 6.39／15.98 ＊B 2.77 4 0.69 2.28 C 9.67 4 2.42 7.98 ＊D 25.18 4 6.29 20.78 ＊＊＊E 1.53 4 0.38 1.26误差QE 1.21 4 0.30总和QT 52.88 24饱和度／% A 352.42 4 88.10 8.59 6.39／15.98 ＊B 54.00 4 13.50 1.32 C 185.68 4 46.42 4.52 D 569.85 4 142.46 13.88 ＊＊＊E 1 106.25 4 276.56 26.95 ＊＊＊误差QE 41.04 4 10.26总和QT 2 309.24 24毛体积相对密度A 0.01 4 0.00 8.15 6.39／15.98 ＊B 0.00 4 0.00 3.02 C 0.01 4 0.00 9.71 ＊D 0.02 4 0.01 25.15 ＊＊＊E 0.00 4 0.00 3.15误差QE 0.00 4 0.00总和QT 0.04 24稳定度／kN A 43.84 4 10.96 5.32 6.39／15.98 B 7.99 4 2.00 0.97 C 12.08 4 3.02 1.47 D 14.24 4 3.56 1.73 E 4.19 4 1.05 0.51误差QE 8.24 4 2.60 24 06总和QT 90.2）影响马歇尔稳定度的因素大小排序为A＞D＞C＞B＞E.除9.5mm通过率影响接近显著外，其他因素影响不显著，表明合理优化9.5 mm通过率可显著提高沥青混合料的高温承载力；间隙率和毛体积密度的影响因素大小排序为D＞A＞C＞B＞E，D＞C＞A＞E＞B.说明优化0.075mm和9.5mm通过率可显著降低矿料间隙率.综上所述，影响马歇尔技术指标因素的极差和方差分析结果基本一致，表明试验结果并不是由于试验误差引起的，而是因素本身对试验结果产生显著影响；优化0.075，2.36和9.5mm通过率可有效降低空隙率水平和增大试件毛体积密度；毛体积密度和空隙率的影响因素排序不同，主要原因是混合料密度大小不仅取决于空隙率大小，一定程度上更取决于集料组成的空隙率大小，增大油石比可显著降低空隙率，但并不能有效增大试件密度.建议优化集料组成可显著提高沥青混合料组成设计水平.2 沥青混合料组成对TSR与DS的影响分析施工中常因原材料技术质量与施工施工工艺质控制不够严格而对路面内在质量造成较大影响，本文基于施工质量过程控制，选取细集料砂当量、填料类型、粉胶比和空隙率作为因素水平，采用L9（3）4安排试验设计，见表3.先实测机制砂砂当量，采用通过研磨并经过0.075mm筛孔筛分，将小于0.075mm筛孔通过率的泥土作为配制表3设计要求的砂当量使用；固定油石质量比为4.3%，保持2.36mm筛孔通过率不变，调整矿粉和细集料，变化0.075mm 筛孔通过率，依次得到粉胶质量比为0.6，1.1，1.6；通过调整马歇尔击实次数得到不同空隙率水平.以冻融劈裂强度比（TSR）和动稳定度作为评价依据，每组试验有效试件4个，试验仪器为LDR－2型沥青混合料冻融劈裂仪，主要技术参数为最大荷载50kN，荷载范围5～35kN，加载速率（50 ±5）mm／min.取4个试件平均值作为试验结果，见表4，极差分析结果见表5.表3 正交设计（AC－20）因素水平表因素水平砂当量／%（F）填料类型（G）粉胶比（H）空隙率／%（I）1 80 消石灰2 60 水泥1.1 7±0.5 3 40 矿粉表4 正交试验设计与结果试验号砂当量／%（F）填料类型（G）粉胶比（H）空隙率／%（I）空隙率／% DS／（次·mm－1）RT2／MPa RT1／MPa TSR／% 1 1（80） 1（消石灰） 1（0.6） 1（10±0.5）2 1（80） 2（水泥） 2（1.1） 2（7±0.5） 6.6 3 555 0.455 0.388 85.2 3 1（80） 3（矿粉） 3（1.6） 3（5±0.5） 4.9 5 159 0.76 0.686 90.3 4 2（60） 1（消石灰） 2（1.1） 3（5±0.5） 4.5 3 948 0.807 0.716 88.7 5 2（60） 2（水泥） 3（1.6） 1（10±0.5） 9.2 2 758 0.687 0.423 61.5 6 2（60） 3（矿粉） 1（0.6） 2（7±0.5） 9.8 3 145 0.550 0.397 72.2 7 3（40） 1（消石灰） 3（1.6） 2（7±0.5） 7.5 4 809 0.550 0.396 71.9 8 3（40） 2（水泥） 1（0.6） 3（5±0.5） 8.7 3 429 0.687 0.399 57.9 9 3（40） 3（矿粉） 2（1.1） 1（10±0.5）注：DS为动稳定度，mm／次；RT2为未冻融劈裂强度，MPa；RT1为冻融劈裂强度，MPa；TSR为冻融劈裂强度比.表5 冻融劈裂强度和车辙极差分析结果注：k1，k2，k3分别为因素F，G，H，I的第1水平、第2水平、第3水平所在的试验中对应各考核技术指标平均值；R为极差，R越大表示影响因素越显著.考核指标项目砂当量填料粉胶比空隙率／／%（F）类型（G）（H）%（I）未冻融k10.537 0.585 0.545 0.527劈裂强度k20.681 0.610 0.587 0.518／k30.578 0.603 0.666 0.751 MPa R 0.144 0.025 0.121 0.233冻融劈裂强度／MPa k10.455 0.468 0.362 0.323 k20.512 0.4030.453 0.394 k30.350 0.446 0.502 0.600 R 0.162 0.064 0.139 0.278 22.6339.767 7.200 17.000动稳定度／（次·m m－1）冻融劈裂强度比／% k182.933 77.967 67.800 61.967 k274.133 68.200 75.000 76.433 k360.300 71.20074.567 78.967 R 468.67 1 253.67 1 428.00 k13701.67 3716.00 2988.33 2750.67 k23 283.67 3 247.33 3 535.33 3 836.33 k33 780.33 3 802.33 4 242.00 4 178.67 R 418.00从表5分析可知：（1）未冻融和冻融劈裂强度的影响因素排序均为I＞F＞H＞G，表明空隙率和砂当量均为水稳定性的主要影响因素，空隙率由4.5%增至10%时，冻融劈裂强度单调衰减46.2%；TSR的因素排序为F＞I＞G＞H.表明冻融劈裂强度与TSR影响因素的影响程度不一致，TSR不仅取决于未冻融劈裂强度值，也取决于作为分母的冻融劈裂强度值，TSR增大仍存在冻融劈裂强度值小的问题.砂当量由80%降至60%时，TSR衰减10.6%，但当砂当量由80%降低到40%时，冻融劈裂强度比单调降低27.3%.分析认为，试件经过3阶段水循环后的冻融劈裂强度衰减主要取决于试件的内在空隙率大小，空隙率越大，其衰减越明显；（2）影响60℃动稳定度的因素排序为I＞H＞G＞F.空隙率和粉胶质量比较其他因素对动稳定度有显著影响，空隙率由4.5%增至10%，60℃动稳定度衰减34.2%；粉胶质量比由0.6增加到1.6，60℃动稳定度增加29.5%.表明增大施工压实度和适当提高粉胶比有助于提高抗车辙性能.综上所述，以TSR作为评价沥青混合料抗水损害的同时，应结合冻融劈裂强度值的大小综合考虑，以提高路面的力学性能；砂当量宜控制在70%以上，成型路面空隙率宜控制在6%以下，粉胶质量比宜控制在1.1～1.6.3 沥青混合料组成对高温抗车辙性能的影响分析由于中面层在沥青路面结构设计和实际使用性能中具有最为显著的抵抗高温抗剪切变形能力，结合本文研究发现4.75mm筛孔通过率对马歇尔性能指标的影响不显著，专门在高温条件下，通过70℃动稳定度试验研究这类沥青混合料的高温抗车辙特性，以探讨常用于路面结构中面层的AC－20沥青混合料抵抗高温车辙性能的作用.4.75mm筛孔通过率依次确定为24%，27%，30%，33%，41%，49%，级配见表6.油石质量比为4.3%，以马歇尔试件密度成型车辙板，每组3块板变异系数均小于20%，取平均值作为试验结果，如图1～图4.表6 AC－20合成级配组成设计级配号通过以下筛孔（mm）集料的质量分数／% 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075级配1 100.0 100.0 93.4 75.3 65.2 48.8 24.1 15.4 11.7级配2 100.0 100.0 94.1 77.7 67.7 51.3 27.0 18.4 13.9 10.3 7.4 5.6 4.8级配3 100.0 100.0 95.4 81.8 72.1 55.7 29.8 20.8 15.6 11.4 8.0 6.0 5.0级配4 100.0 100.0 95.6 83.0 73.9 58.5 33.3 24.0 17.9 12.8 8.8 6.4 5.3级配5 100.0 100.0 95.5 82.8 74.6 61.0 41.1 29.2 21.4 14.9 9.7 6.8 5.5级配6 100.0 100.0 95.5 83.2 76.5 65.7 49.0 32.623.716.4 10.6 7.2 5.8图1 动稳定度与4.75mm筛孔通过率关系图2 动稳定度与空隙率关系图3 试件空隙率与各筛孔通过率关系图4 试件空隙率与各筛孔通过率关系由上述试验结果可知，随着级配由粗型变为细型，70℃动稳定度呈明显抛物线型，4.75mm通过率为30%～33%时出现峰值，达到近4 000次／mm，此时试件空隙率为4.7%.之后随着4.75 mm通过率逐渐增大，70℃动稳定度由3 913次／mm衰减到1 772次／mm，衰减54.7%；70℃动稳定度与4.75mm通过率的线性相关性（80.9%）明显优于与2.36mm和9.5mm通过率的线性相关性；试件空隙率与2.36mm和9.5mm通过率的线性相关性较4.75mm通过率关系更为密切，表明通过调整2.36mm和9.5mm通过率使空隙率偏小或偏大并不能提高高温抗车辙性能，也进一步印证了本文采用正交均匀理论分析的4.75mm通过率对此类混合料空隙率并不显著结论的正确性.表明尽管4.75mm通过率对马歇尔性能指标影响较小，但对高温70℃抗车辙性能贡献很大，优化4.75mm筛孔通过率可有效提高沥青路面的高温抗车辙性能.4 结论1）应用正交试验设计研究了AC－20沥青混合料马歇尔性能指标的影响因素与排序.结果表明，0.075，9.5和2.36mm通过率和油石质量比为显著影响因子，而4.75mm通过率影响并不显著.据此优化提出了混合料组成设计建议范围.2）基于施工质量控制的AC－20沥青混合料综合路用性能优化表明，空隙率和细集料的洁净程度是影响路面水稳定性的关键因素，空隙率与粉胶比是影响60℃动稳定度的又一关键因素，降低成型路面空隙率，采用洁净的原材料，适当提高粉胶比可有效提高路面的抗水损害性能和抗车辙性能.3）尽管4.75mm通过率对马歇尔性能指标的影响不显著，但对常用于沥青路面结构中面层的AC－20沥青混合料具有显著抵抗高温车辙性能作用，推荐4.75mm通过率范围宜控制在30%～33%之间.参考文献［1］刘志明，王哲人.沥青路面水损害与车辙的分析研究［J］.公路交通科技，2004，21（8）：1－4.［2］王国军.高速公路沥青混凝土路面车辙调查及分析［J］.北方交通，2007（3）：37－41.［3］徐伟，张肖宁，韩大建.高速公路早期车辙病害调查及处治试验分析［J］.公路，2004（3）：113－116.［4］谭积青，张肖宁.三层式沥青面层车辙组成及发展的调查与分析［J］.公路交通科技，2006，23（1）：20－23.［5］孙立军.沥青路面结构行为理论［M］.北京：人民交通出版社，2005. ［6］冯俊领，郭忠印，陈崇驹.高温多雨条件下沥青混合料水损害模拟研究［J］.建筑材料学报，2007（5）：40－44.［7］朱梦良，赵平，高新亮，黄谟钊.AK16抗滑表层的矿料级配优化［J］.中国公路学报，2003，16（1）：10－14.［8］邱颖峰，许志鸿，黄启舒.级配对沥青混合料高稳定性影响的研究［J］.重庆交通学院学报，2006，26（2）：75－79.［9］中华人民共和国交通部.JTG F40－2004公路沥青路面施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.［10］方开泰，马长兴.正交与均匀试验设计［M］.北京：科学出版社，2001. ［11］中华人民共和国交通部.JTJ052－2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.北京：人民交通出版社，2000.。
沥青技术指标
沥青技术指标沥青技术指标是指用于评估沥青质量和性能的一系列参数和标准。
沥青是一种重要的道路建筑材料，其质量和性能的好坏直接影响着道路的使用寿命和安全性。
对沥青技术指标的研究和掌握对于道路建设和维护具有重要意义。
1. 沥青的物理指标沥青的物理指标包括密度、粘度、软化点等。
密度是指沥青的单位体积质量，影响着沥青的耐久性和稳定性；粘度是指沥青的流动性，直接影响着沥青在施工过程中的涂布性能；软化点是指沥青在一定条件下软化的温度，它反映了沥青的高温稳定性。
2. 沥青的化学指标沥青的化学指标主要包括沥青的组分、质量分数、胶质含量等。
沥青含有苯环结构，而且沥青中的胶质含量对其抗老化性能、柔韧性和粘附性能均有很大影响，因此对沥青的化学成分和胶质含量进行分析可以评价沥青的质量和性能。
3. 沥青的工程性指标沥青的工程性指标包括抗剪强度、粘附性、抗老化性能等。
抗剪强度是指沥青在承受交通荷载时的抗剪能力，它直接关系到道路的承载能力和耐久性；粘附性是指沥青与骨料的粘附性能，它影响着沥青混合料的稳定性和耐久性；抗老化性能是指沥青在长期暴露于环境中能够保持持久性能的能力，对于热胀冷缩抗裂性和抗氧化性能等都有很大影响。
4. 沥青混合料的性能指标与沥青有关的混合料性能指标主要包括压实密度、抗滑性、抗水性、抗龟裂性等。
这些指标直接关系到沥青混合料的施工性能、使用性能以及耐久性能。
5. 沥青混合料设计指标沥青混合料设计指标主要包括配合比、骨料密度、沥青含量等。
这些指标的合理设计可以保证沥青混合料具有良好的工程性能和使用寿命。
沥青技术指标是对沥青质量和性能进行评价的重要依据，其研究和控制对于道路建设和维护具有重要意义。
通过不断完善和优化沥青技术指标，可以提高道路的使用寿命和安全性，推动道路建设技术的进步，为社会经济发展做出更大的贡献。
沥青材料学第四章(1)石油沥青的路用性能
评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标为： 针入度、延度、软化点，通称“沥青三大指标”。
沥青三大指标
针入度——粘滞性（确定沥青标号） 延度——塑性（低温抗裂性） 软化点——感温性（高温稳定性）
沥青三大指标（续）
针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度 软化点是沥青达到规定条件粘度时的温度 延度与沥青的流变特性、胶体结构和
④沥青一次灌入各项试验的模具中。 注：反复加热的次数不得超过两次； 灌模剩余的沥青不得重复使用。
（一）针入度实验
针入度试验 (Penetration test)
该法是沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针 经过规定时间贯入沥青试样的深度（以1/10为单位计） 。
针入度试验常用条件为5℃、15℃、25℃和35℃等， 但标准针质量和贯入时间均为100g和5s.
针入度值愈大，表示沥青愈软（稠度愈小）。 实质上，针入度是测定沥青稠度的一种指标。 通常稠度高的沥青，其粘度亦高。
针入度试验（续） (Penetration test)
实验条件以：P（T、m、t）表示。 其中 P为针入度， T为试验温度， m为标准针（包括连杆及砝码）的质量， t为贯入时间。
我国现行试验法(JTJ 052 T 0604-93)规定：
对于沥青含蜡量的限制，由于世界各国测定方法不同，所以限制值也不 一致，其范围为2%～4%。我国标准规定, 重交通量道路石油沥青的含蜡量 （蒸馏法）不大于3%。
石油沥青的评价方法
1.沥青的分级指标 2.沥青的高温稳定性指标 3.沥青的低温抗裂性指标 4.沥青的抗老化性能指标 5.沥青的综合指标
石油沥青三大指标
8个指标归类：
第一类为沥青成分的控制指标
沥青混合料级配和油石比对路用性能的影响
沥青混合料级配和油石比对路用性能的影响沥青混合料级配和油石比对路用性能的影响摘要：通过分析沥青路面出现早期损坏的原因和使用性能降低的影响因素，从路面结构设计，材料选择和施工作业控制等方面探讨改善路面使用性能的途径和方法。
在沥青混合料中，矿料通常情况下占混合料总质量比重要大于90％，它在沥青混合料中的作用非常大，对于用多少的沥青以及沥青在混合料中的作用影响很大，进而制约了沥青混合料的物理力学性能。
所以混合料的级配和油石比是控制沥青混合料的重要指标，对沥青路面的路用性能、使用寿命有很大的影响。
现结合二级公路工程的实际情况，沥青混合料级配和油石比对路用性能的影响现做简单的分析和探讨。
关键词：沥青混合料级配油石比路用性能影响我国沥青路面技术近些年开展不小，路面质量越来越高了，在计算机技术应用越来越普遍的情况下，其设计引入了有限元理论，并且还对结构设计可靠度进行分析，路面设计效率和可靠性得到大大改善。
施工上，拌和设备越来越大型化了，为到达混合料的温度均匀性的目的，减少离析，近几年国外开始使用再拌转输车。
我国路面施工工艺水平也越来越高，不少已竣工路面工程的平整度都小于0.6。
但是我们也发现，不少高速公路路面使用1年后平整度变化的非常快，有的使用还没多久桥头跳车和路面就坏了，有的使用几年就得把罩面再修一遍，使用性能没有提高，反而逐渐降低，与设计要求不一致。
这就要求我们为防止或延缓路面破坏，提高路面使用性能提出合理的措施。
但国内目前没有完整的、系统性的提高路面使用性能上的措施和方法，与实际需要产生了冲突。
在公路建设中，由于受现行路面施工工艺与施工技术的局限，沥青路面的早期破坏问题越来越明显。
对道路的使用寿命和性能造成了不小的负面影响，不仅给公路工程建设造成直接的经济损失，而且在社会上的影响也不好。
虽然涉及到公路设计、重载车辆作用等问题，但大多数问题的根本原因要追究路面施工过程，或者说是施工参数的不确定性造成路面病害的出现。
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质沥青及其聚合物改性沥青 的路用性能进行分析 ， 希 望在实 际生产 过程 中能提供 指导作 用 。
１ 试验部 分 １ 试 验原理及 方法 ． １
２１ 沥青四组分构成对其路用性能的影响 ． 沥青的化学组成中， 饱和分主要 由正构烷烃、 异 构烷烃和环烷烃组成， 其平均相对分子质量在５０ ０— ８０沥青老化后 ， ０， 其饱和分相对含量会降低 ， 向芳香
沥青是原油炼制过程 中剩余的最终产物，其分 子 相对质量 最大 ， 组成 和结构最 复杂 。这类体 系 ， 研
究 人员 习惯 于将 其分 离 成 同类 型组 分来 进 行 分析 。 本 试验 中采 用 四组分 分析 方 法 ， 沥青分 为 ｓ 饱 和 将 （
分 ）Ａ （ 、ｔ 芳香分 ）Ｒ 胶质 ）Ａ （ 、（ 、 ｓ沥青质 ） 四类组分对 其进 行分析 。试验 过程 为 ： 正庚烷溶 解沥青 试样 ， 用 其中不溶组分即为沥青质，然后将滤液加人吸附色 谱柱 中， 依次用正庚烷冲洗得饱和分 ， 甲苯冲洗得芳 香分 ， 甲苯一 乙醇冲洗得胶质。
油 企业 面临的一 大课题 。 道路 石油沥青 的组 分 、 学 化 结 构和结合 形态决 定 了沥青 的物理性 能 ，通 过分 析
试剂： 正庚 烷 、 甲苯 、 乙醇及 常规 化学试 剂 ， 为 均
分析纯 ； 层析用氧化铝 ， 天津光复精细化工研究所 ， 中性 ，０ １０目； 层析用硅 胶 ， 柱 天津市 天新精 细化工 开 发 中心 ，０—１ ０ ６ ０ 目。
分和胶 质转化 ；芳香 分主要 是一些 带环烷 和长链 烷 基 的芳烃 ， 均 相对 分 子质 量 在 １ ０ 左 右 ， 组 成 平 ０ ０ 是 沥青胶 体溶 液 的分散介 质， 到溶胶 和软 化 ； 起 胶质 也 称极 性芳 烃 ， 沥青 质 在 胶体 结 构 中 的分 散剂 ， 是 其
１２ 试 验材料 ．
平均相对分子质量为１ ５ —１ ０ ，它的存在可改 ０ ０ ３ ８ 善沥青的脆裂性和延度；沥青质是沥青胶体体系的 核心， 平均相对 沥青质 高 的沥青 ， 软 化点 高 ， 度 小 ， 含 其 针人 延 度低 。优质 的道路石 油沥青 是 由上述组 分按合 理
～
・ ・ １ ７
表ｌ 东海ＡＨ－ ０ 其改性沥青 四组分试验结果分析 ９及
表１ 和表 ２ 东海 Ａ 一 ０ 改前 后 和改性 后 沥青 是 Ｈ ９技 四组 分试 验分 析结果 及对 其 路用 性 能 的评 价 。 由数
试验方法
据可知 ， 原沥青所含Ａ 组分偏高 ， ｓ 对该沥青针人度 、 延度 两项指 标有 一定 程度 的影 响 ； 新沥 青 的Ｓ ｒ 和Ａ两
摘要 ： 用四组 分分 析方 法 ， 过对 东海Ａ ９ 系列沥青 的化 学组 成 的分析 ， 究 了合理 利 通 Ｈ一 ０ 研
的四组分搭配对优质石油沥青生产的重要性和不同组分对沥青性能各个指标的影响。 此外， 控 制沥青质的生成对防止沥青老化有重要意义。 关键词 ： 四组分法； 东海沥青； 组成 ； 性能； 分析 ； 老化 中图分 类号 ：４４ Ｕ １ 文 献标识 码 ： 文章编 号 ：０６３ ２ （０ ００ －０６． Ａ １０－ ５８２ １）６０ １－２ － ０
十 一五期 间 ，我 国高等级 道路建 设进入 了快 速 司， 改性 沥青 由实验室 制备 ， 用基 质沥青 为新东 海 所
ＡＨ－ ０。 ９
发展期 ， 道路石油沥青的总产量也在逐年增加 ， 但高 等级道路石油沥青的产量依然不能满足国内需求。
如何针对国产原油及进 口原油 自身的特点加工出优 质道路石油 沥青 ， 成为 中石油 、 中石化 等 国内各 大炼
２ １ 年第 ６ ００ 期
东海Ａ ９ Ｈ一 ０ 沥青种类 原沥青 新沥青
郑美军： 沥青的化学组分对路用性能的影响分析
％ 四组分试验结果 Ｓ Ａｒ Ｒ Ａ ３ ２ － ３ ． ２ ． １． ３３ ７７ １１ ７９ ２ ． ３． ２． １． １ ６８ ３９ ５６ ６Ｏ ４５ Ｕ ｌ
沥青 ：东海 Ａ 一 ０ （ Ｈ ９ 以下 称 原沥 青 ） ，新 东海 Ａ 一 ０ 经技 术 改 造 后 ， 下 称 新 沥青 ）３ Ｂ Ｈ ９（ 以 ，％Ｓ Ｒ改
性沥青 ， Ｂ 改性沥青。 ３ Ｓ ％Ｓ 以上技 改前后沥青均来 自中石 油东海石化公
收稿 日期 ：０ ０ １— ２ 修 回 日期 ：０ ０ １一 ３ ２ １— ０ ２ ； ２ １— １Ｏ
１ 试验设 备 － ３
沥青的化学组成 ， 对提高沥青的路用性能 ， 生产出合
格 的优质道 路石 油沥青 意义重 大 。 本文通 过对东 海Ａ 一 ０ 产工 艺技 改前后 的基 Ｈ ９生
液相吸附色谱装置，超级恒温水浴，真空干燥 箱、 水浴锅等。其他试验设备 ， 如针人度仪 、 软化点 仪、 延度仪 、 沥青旋转薄膜烘箱等 ， 均用 于测试和评 价沥青 的路用性 能 。
的比例搭配组成 的胶体 ，其 四类组分的大致比例是 （ ％）饱 和分为１％ １ 芳香分为３％ ～ ０ ｍ ： ３ ３ ％， ２ ６％， 胶质为１％ ９ 沥青质为６ １％． ９ ３％， ％～ ５
作者简介： 郑美军（９ ６ １７ 一 ）男 ， ， 山西原平人 ， 工程师 ， 在职硕士 ，０ １ ２０ 年毕业于太原理工大学应用化学系精细化工专业。
第 ６ 总ｇ２７ 期（ ０ 期） 生
—
匡 墅
山西交通科技 基 ！ Ｑ 星旦
Ｎｏ ６ ．
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Ｄｅ ． ｅ
沥青的化学组分对路用性能的影响分析
郑美军
（ 山西省交通科学研究院 黄土地 区公路建设与养护技术交通行业重点实验室， 太原 山西 ０ ００ ） ３０６