沥青材料 沥青材料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，憎水性材料，结构致密，几乎完全不溶于水、不吸水，具有良好的防水性，因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗；沥青属于有机胶凝材料，与砂、石等矿质混合料具有非常好的粘结能力，所制 石油沥青的组成与结构 1.元素组成 石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有一些微量的金属元素。 2.组分组成 通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分”。我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。 石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。 1）油分为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从而造成开裂。由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。 2）树脂为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于100℃，包括中性树脂和酸性树脂。中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。 3）沥青质为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。 石油沥青的技术性质
石油沥青期货相关知识 概述 众所周知，沥青是最古老的石油产品，人类在认识石油之前便开始使用沥青了。早在5000多年前人们发现了天然沥青，并且利用其良好的黏结能力、防水特性、防腐性能等特征，以不同的形式用作铺筑石块路的黏结剂，为宫殿等建筑物作防水处理，作为船体填缝料等。21世纪的今天，沥青作为工程材料在国民经济各部门有广泛的用途，在许多领域仍然是不可替代的产品，而且应用领域还在不断拓宽。 沥青是经过简单加工就可以生产出来的石油产品。早期沥青来自天然沥青矿,其大规模生产和使用是在大约100年前利用原油作为原料之后。只要原油选择合适，通过常减压蒸馏就可以得到铺路用的沥青，或再经过吹风氧化提高沥青的硬度就可得到屋面防渗、防水用沥青。 石油沥青经过一百多年的生产和发展，已经出现道路沥青、防水防潮、油漆涂料、绝缘材料等数十个品种和上百个牌号的产品。目前石油沥青已被广泛用于国民经济各个领域，特别是随着公路交通事业的发展，使用高等级道路沥青铺筑的路面越来越多。沥青的生产和使用已成为一个国家公路建设、房屋建筑等发展水平的主要标志。我国是发展中的第一大国，公路建设和建筑业持续高速发展，特别是近年来提出加大基础设施的建设，西部大开发等，对石油沥青的需求愈发强劲，市场容量很大。自1988年我国首条高速公路——沪嘉高速建成，高等级公路建设在我国迅猛发展。2011年高速公路通车里程达8.5万公里，截止“十二五”末期我国高速公路规划总里程将达到13.9万公里，成为世界高速公路总里程第一的国家。伴随着公路建设的飞速发展，石油沥青市场方兴未艾，我国无疑已经成为全球最大、最活跃的沥青市场。 沥青的概念及分类 尽管早在20世纪初，人们就企图将沥青做一个统一的定义，但是，迄今为止还没有定论。在国外关于沥青的名词有：bitumen，asphalt，asphaltic bitumen等。在国内一般将bitumen，asphalt，asphaltic bitumen均译为沥青，而在使用上，bitumen常常指天然沥青，asphalt常常指石油炼制所得的沥青。这里需要说明的是：在文献与著作中，美国习惯把来自石油加工所得渣油或由渣油氧化所得产物叫做“asphalt”，而欧洲则习惯地称之为“bitumen”。 沥青主要是指由高分子的烃类和非烃类组成的黑色到暗褐色的固态或半固态粘稠状物质，它全部以固态或半固态存在于自然界或由石油炼制过程制得。 沥青按其在自然界中获得的方式可分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青又分为天然沥青和石油沥青，天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成
河南科技2012.10 上 性，富水性差。一级马道上长期泥泞。 （2）上第三系软岩孔隙裂隙潜水主要赋存于下部泥灰岩和黏土岩中，黏土岩一般具微透水性，泥灰岩一般具中等透水性，现地下水位高程约122m 。探槽在开挖过程多未见水，但停工之后槽底附近多沿裂隙向外渗水。上第三系基岩孔隙裂隙含水层组主要接受大气降水入渗和侧向迳流补给，以侧向迳流方式排泄。在局部岗丘地段，地下水埋藏较浅，以蒸发排泄为主。 三、工程地质评价 1.禹长二标SH （3）67+430~SH （3）68+500段，在渠道SH （3） 68+050附近地势最高，向上、下游缓倾，渠道左侧高于右侧，边坡 上部为土层，其下为中等膨胀的泥灰岩，多见有隐蔽的网状小裂 隙，下部为强膨胀的黏土岩，多见有原生裂隙发育，黏土岩的结构面强度低，出露高程不均，上、下游略低。膨胀岩的膨胀潜势空间分布不均匀。膨胀岩土遇水膨胀、干后收缩的特性对工程施工极为不利，影响边坡和地基稳定，特别是微裂隙发育、裂面光滑的黏土岩，一般具较强的胀缩性。结合现场膨胀岩土的地质特征、埋藏深度、地下水因素及施工因素，建议采用复合土钉墙或抗滑桩等防护工程措施。 2.膨胀岩（土）具有遇水膨胀、崩解、软化，失水干裂等特性， 崩解试验表明，其崩解耐久性属低或极低，说明岩膨胀（土）对软化及崩解作用的抵抗能力很低。目前该渠段多已开挖至一级马道附近，坡面预留有厚1~2m 的保护层，鉴于开挖期间降雨频繁，加之膨胀岩土的卸荷效应，坡体表层膨胀岩土体受降雨浸润影响，容易发生饱和软化或剥落松弛，冬季还伴有冻胀现象发 生，表层岩土多已风化成碎屑或泥化。为了预防浅层膨胀土的溜塌、滑坡及地面裂缝现象，建议尽量缩短膨胀岩土处理的工期，达到快速施工、及时封闭，保湿、压重、约束的目的。建议施工期间坡顶严禁堆载，严禁重载卡车通过或停放，雨季作好坡面防浸湿软化工作，基坑积水及时要抽排等，工程的预防保护工作要特别注意。 四、结论 膨胀岩多为极软岩，其矿物成分主要为蒙脱石、伊利石等黏土矿物和碎屑矿物，其中蒙脱石和伊利石，具有吸水量大，快速膨胀与收缩等特性，使膨胀岩土具有超固结性、多裂隙性和胀缩性的特点，局部尚存在层间结构面和软弱夹层等软弱结构面，抗剪强度低，对渠道边坡的稳定极为不利，易发生滑坡、坍塌等危险，对工程的安全运行影响很大，而且其处理难度、处理的工程量及投资也较大，因此，膨胀岩土的处理是南水北调中线工程的主要技术问题之一。而提出对膨胀岩处理的合理化、可行性建议就显得尤为重要。禹长二标膨胀岩边坡依据室内试验成果，并结合现场裂隙的统计结果，从水文地质条件、现场膨胀岩土的地质特征、埋藏深度及施工因素等方面进行分析后，提出了采用复合土钉墙或抗滑桩等防护工程措施的处理建议。在工程实际施工中采用了抗滑桩防护工程措施处理方案，抗滑桩设置于渠道两侧一级马道上，桩身采用C25钢筋混凝土方桩，桩宽×高为1.5m×2.8m ，桩间距6m ，桩长15m ，桩顶高程与换填面底部高程齐平。这一措施的实施取得了良好的效果，保证了工程施工的 顺利进行。H K 据统计，2004年起，中国每年将有12%的沥青路面因老化而需要翻修，所废弃的沥青混合料多达1900万t ，而且这一数字还将以每年15%的速度增长。沥青是不可再生资源，为了变废弃的沥青混合料为“宝”，人们开始用各种添加剂对老化沥青进行改性，以便进行回收利用。本文，笔者将催化裂化油浆、轮胎裂化油2种添加剂加入到老化沥青中，利用4组分法测定老化沥青组分的变化规律，并为筛选添加剂提供依据。 一、理论基础 1.4组分法。我国习惯采用4组分法，目前已经成为国际上 通用的沥青组分评价方法。4组分法即色谱分析法，该方法将沥青分解成沥青质、饱和分、芳香分和胶质4种组分。这种组分试验方法的特点是试验速度快，组分与沥青结构关系密切，但试验操作的要求较高。 2.沥青老化理论。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为300~1000。沥青老化时，饱和分主要发生断链反应，生成低沸点的小分子，受热挥发引起含量 减少。当老化达到一定程度后，沥青质会发生开环、断链等反应，向饱和分和芳香分转化，使得饱和分含量几乎不再变化。芳香分主要是一些带环烷和长链烷基的芳香烃，平均相对分子质量为500~2000。老化时，芳香分含量总体变化趋势是减少的。老化开始0~5h 后，芬香分含量明显减少，这主要是由于芳香分受热缩合向胶质转化引起。胶质平均相对分子质量为500~1000或更大。老化前期，胶质含量减少不明显；达到一定时间后，胶质含量明显减少，这是因为此时芳香分含量基本不变，而胶质始终对热敏感，继续向沥青质转化。 综上可知，饱和分、芳香分和胶质的最终老化产物是沥青质。在老化过程中，饱和分含量变化量较小，芳香分和胶质含量减少，沥青质含量明显增加。饱和分主要受热分解挥发而导致含量减少，芳香分受热缩合向胶质转化，进而向沥青质转化。故沥青老化过程中主要变化的组分是胶质和沥青质。 二、试验研究 1.试验仪器。试验用到的仪器主要有分析天平、电子天平、河南中原高速公路股份有限公司赵欢 任占伟 路桥建设 ROAD &BRIDGE CONSTRUCTION 89
1 总则 1.0.1 为贯彻“精心施工，质量第一”的方针，保证沥青路面的施工质量，特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于各等级新建和改建公路的沥青路面工程。 1.0.3 沥青路面施工必须符合国家环境和生态保护的规定。 1.0.4 沥青路面施工必须有施工组织设计，并保证合理的施工工期。沥青路面不得在气温10C（高速公路和一级公路）或5C（其他等级公路），以及雨天、路面潮湿的情况下施工。 1.0.5 沥青面层宜连续施工，避免与可能污染沥青层的其他工序交叉干扰，以杜绝施工和运输污染。 1.0.6 沥青路面施工应确保安全，有良好的劳动保护。沥青拌和厂应具备防火设施，配制和使用液体石油沥青的全过程严禁烟火。使用煤沥青时应采取措施防止工作人员吸入煤沥青或避免皮肤直接接触煤沥青造成身体伤害。 1.0.7 沥青路面试验检测的实验室应通过认证，取得相应的资质，试验人员持证上岗，仪器设备必须检定合格。 1.0.8 沥青路面工程应积极采用经试验和实践证明有效的新技术、新材料、新工艺。 1.0.9 沥青路面施工除应符合本规范外，尚应符合国家颁布的现行有关标准、规范的规定。特殊地质条件和地区的沥青路面工程，可根据实际情况，制订补充规定。各省、市、自治区或工程建设单位可根据具体情况，制订相应的技术指南，但技术要求不宜低于本规范的规定。
2 术语、符号、代号 术语 2.1.1 沥青结合料asphalt binder ，asphalt cement 在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料（含添加的外掺剂、改性剂等）的总称。 2.1.2 乳化沥青emulsified bitumen（英）, asphalt emulsion ，emulsified asphalt（美） 石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称 沥青乳液。 2.1.3 液体沥青liquid bitumen（英）, cutback asphalt（美） 用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥 青。 2.1.4 改性沥青modified bitumen（英） , modified asphalt cement（美） 掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂（改性剂），使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。 2.1.5 改性乳化沥青modified emulsified bitumen （英）, modified asphalt emulsion（美） 在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳，或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合，或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。 2.1.6 天然沥青natural bitumen （英）natural asphalt（美） 石油在自然界长期受地壳挤压、变化，并与空气、水接触逐渐变化而形成的、以天然状态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可以分为湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩等。 2.1.7 透层prime coat 为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、 煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。 2.1.8 粘层tack coat 为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。 2.1.9 封层seal coat 为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层，铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。稀浆封层slurry seal 用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青、外掺剂 和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青 封层。 2.1.11 微表处micro-surfacing 用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）采用聚合物改性 乳化 沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。 2.1.12 沥青混合料bituminous mixtures（英），asphalt（美） 由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料，按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公 称最大粒径的大小可分为特粗式（公称最大粒径等于或大于31.5mm）、粗粒式（公称最大粒径26.5mm）、中粒式（公称最大粒径16或19mm、细粒式（公称最大粒径或13.2mm）、砂粒式（公
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。软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。沥青的软
石油沥青的分类技术标准 及应用 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
石油沥青的分类、技术标准及应用 一、石油沥青的分类 按用途分： 道路石油沥青； 建筑石油沥青； 防水防潮石油沥青。 二、技术标准 道路石油沥青、建筑石油沥青和防水防潮石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青材料中，牌号愈小，沥青愈硬；牌号愈大，沥青愈软，同时随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度增大），而温度敏感性增大（软化点降低）。 三、石油沥青的选用 在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。 1、道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。道路石油沥青还可作密封材料、粘结剂及沥青涂料等。此时宜选用粘性较大和软化点较高的道路石油沥青，如60甲。 2、建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止过分软化。据高温季节测试，沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25℃～30℃，
为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20℃以上。例如某地区沥青屋面温度可达65℃，选用的沥青软化点应在85℃以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青。 3、防水防潮石油沥青的温度稳定性较好，特别适用做油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的粘结材料。其中3号沥青温度敏感性一般，质地较软，用于一般温度下的室内及地下结构部分的防水。4号沥青温度敏感性较小，用于一般地区可行走的缓坡屋面防水。5号沥青温度敏感性小，用于一般地区暴露屋顶或气温较高地区的屋面防水。6号沥青温度敏感性最小，并且质地较软，除一般地区外，主要用于寒冷地区的屋面及其它防水防潮工程。 4、普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大天5%，有的高达20%以上（称多蜡石油沥青），因而温度敏感性大，故在工程中不宜单独使用，只能与其它种类石油沥青掺配使用。 石油沥青的技术标准见表11-5。
第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐 久；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％
1 总则 1.0.1为贯彻“精心施工，质量第一”的方针，保证沥青路面的施工质量，特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于各等级新建和改建公路的沥青路面工程。 1.0.3沥青路面施工必须符合国家环境和生态保护的规定。 1.0.4沥青路面施工必须有施工组织设计，并保证合理的施工工期。沥青路面不得在气温10℃(高速公路和一级公路)或5℃(其他等级公路)，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。1.0.5沥青面层宜连续施工，避免与可能污染沥青层的其他工序交叉干扰，以杜绝施工和运输污染。 1.0.6沥青路面施工应确保安全，有良好的劳动保护。沥青拌和厂应具备防火设施，配制和使用液体石油沥青的全过程严禁烟火。使用煤沥青时应采取措施防止工作人员吸入煤沥青或避免皮肤直接接触煤沥青造成身体伤害。 1.0.7沥青路面试验检测的实验室应通过认证，取得相应的资质，试验人员持证上岗，仪器设备必须检定合格。 1.0.8沥青路面工程应积极采用经试验和实践证明有效的新技术、新材料、新工艺。 1.0.9沥青路面施工除应符合本规范外，尚应符合国家颁布的现行有关标准、规范的规定。特殊地质条件和地区的沥青路面工程，可根据实际情况，制订补充规定。各省、市、自治区或工程建设单位可根据具体情况，制订相应的技术指南，但技术要求不宜低于本规范的规定。
2 术语、符号、代号 术语 2.1.1沥青结合料 asphalt binder，asphalt cement 在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等)的总称。 2.1.2乳化沥青emulsified bitumen(英), asphalt emulsion，emulsified asphalt(美) 石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。 2.1.3液体沥青 liquid bitumen(英), cutback asphalt(美) 用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥青。 2.1.4改性沥青 modified bitumen(英) , modified asphalt cement(美) 掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂（改性剂），使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。 2.1.5 改性乳化沥青modified emulsified bitumen (英), modified asphalt emulsion(美) 在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳，或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合，或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。 2.1.6 天然沥青 natural bitumen (英)natural asphalt(美) 石油在自然界长期受地壳挤压、变化，并与空气、水接触逐渐变化而形成的、以天然状态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可以分为湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩等。 2.1.7透层 prime coat 为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。 2.1.8粘层 tack coat 为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。 2.1.9封层 seal coat 为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层，铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。 2.1.10稀浆封层 slurry seal 用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。 2.1.11微表处 micro-surfacing 用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）采用聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。 2.1.12沥青混合料bituminous mixtures(英)， asphalt(美) 由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料，按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公
石油沥青 石油沥青是石油原油(或石油衍生物)分馏出汽油、煤油、柴油及润滑油后的残留，再经过氧化处理而得到的产品。 8.1.1石油沥青的组分 石油沥青的化学组成和结构甚为复杂，常按其化学组成和物理力学性质比较接近的成分划分为若干组，称为组分。石油沥青的组分主要有以下几种： 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，其分子量为100～500，密度为0.70～1.00g／cm3，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40％～60％。油分赋予沥青以流动性。 2．树脂(沥青脂胶) 沥青脂胶为黄色至黑色半固体粘稠物质，分子量为600～1000，密度为1.0～1.1g／cm3，熔点低于100oC。沥青脂胶中绝大部分属中性树脂，其含量增加，沥青的品质就好。在石油沥青中，沥青脂胶的含量为15％～30％，它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。 3．地沥青质（沥青质） 地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的固体粉末，分子量为2000～6000，密度大于1.0 g／cm3。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10％～30％，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。 此外，石油沥青中还含2％～3％的沥青碳和似碳物，它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性及温度稳定性。所以，蜡是石油沥青中的有害成分。 8.1.2石油沥青的结构 在石油沥青中，油分和树脂可以互溶，而树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的表面形成薄膜，构成以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的胶团，无数胶团分散在油分中，形成胶体结构。在此分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分，地沥青质和树脂之间无明显界面。 石油沥青的性质随各组分的数量比例不同而变化。油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团间相对运动较自由，沥青的流动性、塑性较好，开裂后有一定的自行愈合能力，但温度稳定性差。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团彼此靠拢，相互间的引力增大，沥青的弹性、粘性和温度稳定性较高，但流动性和塑性较低。 8.1.3石油沥青的技术性质 1．粘滞性 粘滞性，又称粘性，是指石油沥青在外力作用下，抵抗变形的性能。当地沥青质含量较高，有适量树脂，但油分含量较少时，则粘滞性较大。在一定温度范围内，当温度升高时，粘性随之降低；反之，则增大。 粘稠石油沥青的粘滞性用针入度值来表示。其测定方法是：在25℃的温度下，用质量
改性石油沥青机理和材料 改性石油沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。 改性沥青其机理有两种，一是改变沥青化学组成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构在土木工程中使用的沥青应具有一定的物理性质和粘附性。在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗“老化”能力；还应与各种矿物料和结构表面有较强的粘附力；以及对变形的适应性和耐疲劳性。 一、橡胶改性沥青 橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形小，低温柔性好。 1.氯丁橡胶改性沥青 沥青中掺入氯丁橡胶后，可使其气密性、低温柔性、耐化学腐蚀性、耐气候性等得到大大改善。 2.丁基橡胶改性沥青 丁基橡胶改性沥青具有优异的耐分解性，并有较好的低温抗裂性能和耐热性能，多用于道路路面工程和制作密封材料和涂料。 3.热塑性弹性体改性沥青 热塑性弹性体改性沥青兼有橡胶和树脂的特性，常温下具有橡胶的弹
性，高温下又能像树脂那样熔融流动，成为可塑的材料。 4.再生橡胶改性沥青 再生橡胶掺入沥青中以后，可提高沥青的气密性，低温柔性、耐光、热、臭氧性，耐气候性。 二、树脂改性沥青 用树脂改性石油沥青，可以改进沥青的耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性这一方法得到越来越多的应用。由于石油沥青中含芳香性化合物很少，故树脂和石油沥青的相容性较差，而且可用的树脂品种也较少，常用的树脂改性沥青有：古马隆树脂改性沥青、聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性沥青等，可选择杜邦或塑泰接枝PE、接枝SEBS、接枝POE等做不同树脂的相容剂。 三、橡胶和树脂改性沥青 橡胶和树脂同时用于改善沥青的性质，使沥青同时具有橡胶和树脂的特性。且树脂比橡胶便宜，橡胶和树脂又有较好的混溶性，故效果较好。 四、矿物填充料改性沥青 为了提高沥青的粘结能力和耐热性，降低沥青的温度敏感性，经常加入一定数量的矿物填充料。 1.矿物填充料的品种 常用的矿物填充料大多是粉状和纤维状的，主要有滑石粉、石灰石粉、硅藻土和石棉等。 2.矿物填充料的作用机理
第一章： PONA: Paraffin（烷烃）、Olefin（烯烃）、Naphthene（环烷烃）、Aromatic（芳香烃）、naphtha （石脑油） 一、原油crude oil分类： 1、Density（密度）light crude oil 轻质≤0.8654 Middle crude oil 中质0.8654~0.9340 Heavy crude oil 重质0.9340~1.000 Extra heavy crude oil 特重≥1.000 2、元素组成：C.carbon 83%~87% N.nitrogen 0.02~2.0% H.hydrogen 10~14% S.sulfur 0.05~8.0% O.oxygen 0.05~2.0% Metals <0.1% 3、馏分组成：IBP——180/200℃轻馏分/汽油/石脑油naphtha 180/200℃——350℃AGC（Atmospheric Gas oil）常压瓦斯油/柴油 350——500℃VGO（Vacuum Reduced crude）减压瓦斯油 >350℃AR常压渣油（Atomspheric Residue oil） >500℃VR （Vacuum Residue oil）减压渣油 我国原油特点：低硫高氮，偏重常规原油，渣油含量高汽油馏分含量少 石油直馏馏分：P N A 天然气（Natural Gas） Liquefied petroleum gas (LPG)（液化石油气）:主要组成C3、C4烃类 汽油馏分特点：主要组成为正构及支链较少（具有一个甲基）的烷烃，及部分环烷烃、芳烃。 4、石油中烃类表示方法： ⑴单体烃组成DHA（Detailed Hydrocarbon Analysis） ⑵族组成HGA（Hydrocarbpn Group-type Analysis） ⑶结构族组成SGA（Structural Group Analysis） 5、四组分分析法（SARA method） S——saturate饱和分A——aromatic芳香分R——resin 胶质A——asphaltene沥青 渣油：油中最重，分子量最大，成分较复杂（四组分分析法） 6、生物标志化合物（Biomarker） ⑴类异戊二烯型异构烷烃Isoprenoid-type ⑵正构烷烃n-paraffins ⑶卟啉化合物porphynina 二、①含硫化合物（sulfur compounds）课本P35 活性硫Active sulfur compoundes 非活性馏Non-active sulfur compounds 同一种油随沸点升高，分子量高，硫含量增加；汽油中含硫量最低，减压汽油中硫含量最高。 ②harmful：A、corrosion apparantus（Tower tanks）腐蚀塔罐 B、catalyst poisoning 催化剂中毒 C、corrosion engines 腐蚀发动机 D、increasing motor vehicle exhaust emission增加了机动车废气排放 E、stability （products）安定性 ③根据硫含量对原油分类 <0.5% low sufur crude oil 低硫
.沥青的化学组成对石油沥青性质的影响 沥青的化学组成与沥青的胶体性能的关系 ?沥青中的饱和分含量不能过多，饱和分过多，将使沥青中分散介质的芳香度降低，不能形成稳定的胶体分散体系。 ?沥青中芳香分的存在是必需的，它的存在提高了沥青中分散介质的芳香度，使胶体体系易于稳定。 ?胶质本身具有较好的塑性和粘附性，是沥青中必不可少的组分，它能使沥青质稳定的交融于体系中。 沥青的化学组成与沥青的胶体性能联系 ?需要指出的是沥青质对沥青性能的影响不仅与沥青质的数量有关系，同时还与沥青质与可溶质的组成结构有关。但沥青质本身的／比较低，相对分子量较大时，他就较难于溶胶中分散，也就更容易析出。当可溶质的芳香度较小时，胶质的含量不足，则沥青的胶束稳定性就会下降。由此可见沥青中各个组分之间的相互关系是比较复杂的，必须在数量上和性质上都能很好的保证沥青胶体体系的稳定，沥青才能具有良好的使用性能。 四组分对沥青性质针入度、软化点、粘度的影响 ?日本公司的田中晴等人对沥青的化学组成与沥青物理性质的影响进行深入的研究，考察沥青的针入度、软化点、高温粘度等指标与沥青组成及相对平均分子量的关系得出下表中的关系： 指标回归关系式相关系数 针入度 － 软化点 ＝ ＝－＝ ℃粘度η(η ) (η) 注：代表饱和分。代表芳香分。代表胶质。代表沥青质。平均相对分子量 由表中的内容可以看出：沥青中重质成分（沥青质、胶质）使针入度变小、软化点增加、高温粘度增加。轻质成分（饱和分、芳香分）使针入度增加、软化点降低、高温粘度降低。而对于针入度和高温粘度来说它与沥青的组成之间是指数关系，沥青组成发生很小变化就会对针入度和高温粘度产生很大的影响。大量研究显示，沥青质的存在可以改善沥青的高温性质，但沥青质含量过多，会使沥青的延度大大降低，易于脆裂。 饭岛通过对大约种沥青的研究得出： ?软化点＝－*××－××＋ ?由此可以看出沥青质对软化点的影响最大，随着沥青质含量的增加软化点增加。而胶质和芳香分增加时软化点稍有下降，饱和分含量增加软化点稍有降低。 ?从上面的分析可以看出沥青质降低针入度,增加软化点,增加高温粘度，芳香分和饱和分增加针入度,降低软化点,降低高温粘度。 四组分对沥青延度的影响 ?随着大量研究显示芳香分有助于改善沥青的延度。沥青质含量的增加会降低和度延度。 四组分对沥青老化性质的影响
沥青混凝土原材料要求 一、粗集料 粗集料应符合下列要求： 1）粗集料应符合工程设计规定的级配范围。 2）骨料对沥青的粘附性，城市快速路、主干路应大于或等于4级；次干路及以下道路应大于或等于3级。集料具有一定的破碎面颗粒含量，具有1个破碎面宜大于90％，2个及以上的宜大于80％。 沥青混合料用粗集料质量技术要求 指标单位高速公路及一级公路其他等级公 路备注 表面层其他层次 石料压碎值，不大于% 26 28 30 洛杉矶磨耗值，不大于% 28 30 35 表观相对密度，不小于－ 2.60 2.50 2.45 吸水率，不大于% 2.0 3.0 3.0 坚固性，不大于% 12 12 － 针片状颗料含量(混合料)，不大于其中粒径大于9.5mm，不大于 其中粒径小于9.5mm，不大于% % % 15 12 18 18 15 20 20 － － 水洗法<0.075mm颗粒含量，不大于% 1 1 1 软石含量，不大于% 3 5 5 注：１坚固性试验可根据需要进行． ２用于高速公路、一级公路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m3，吸水率可放宽至３％，但必须得到建设单位的批准，且不得用于ＳＭＡ路面． ３对Ｓ１４即３～５规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，<０.075mm含量可放宽到３％． 沥青混合料用粗集料规格 规格名称公称粒径 （mm） 通过下列筛孔（mm）的质量百分率（％） 106 75 63 53 37.5 31.5 26.5 19 13.2 9.5 4.75 2.36 0.6 S1 40~75 100 90~100 －－0~15 －0~5 S2 40~60 100 90~100 －0~15 －0~5 S3 30~60 100 90~100 －－0~15 －0~5 S4 25~50 10090~100 －－0~15 －0~5 S5 20~40 100 90~100 －－0~15 －0~5 S6 15~30 100 90~100 －－0~15 －0~5 S7 10~30 100 90~100 －－－0~15 0~5 S8 10~25 100 90~100 －0~15 －0~5 S9 10~20 100 90~100 －0~15 0~5 S10 10~15 100 90~100 0~15 0~5 S11 5~15 100 90~100 40~70 0~15 0~5
1常减压蒸馏一次加工装置能将原油分离成汽、煤、柴油等轻质油和重柴油、润滑油馏分及各种裂化原料和渣油。 2其它各二次加工装置是将所得重馏分油和渣油经过各种裂化以生产轻质油，还包括提高汽油质量和生产芳香烃的催化重整、轻质油品精制和生产润滑油的各个加工装置。近年来，为满足市场对轻质油品日益增长的需要以及适应我国原油产量增长减缓、原油性质变重的形势，在提高炼油厂加工能力和产品质量的同时、重点发展重油加工，以提高轻油产率，扩大出口能力；积极开发、应用新技术新工艺；有选择地引进国外先进技术，取得了明显成效。除了大力发展重油催化裂化、延迟焦化外，渣油溶剂脱沥青、减粘裂化、提高减压蒸馏拔出率等工艺也有较大发展，同时适当发展了烷基化、加氢裂化、轻质油品和石蜡加氢精制等工艺。 3 配合炼油技术的技术改造和新工艺的发展，开发出多种活性高、选择性好的催化裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化催化剂，其性能均已达到或超过国外同类催化剂的水平。 4 石油是从地下开采出来的液体燃料，未经加工的石油称为原油。石油是一种流动或半流动状态的粘稠液体，颜色大都呈暗色，从褐色至深黑色，亦有呈赤褐色、浅黄色。石油相对密度一般小于1。 5 石油主要由碳、氢两种元素组成，石油中碳、氢两元素含量为95.6％- 99.4％(m)，其中碳含量约为83％- 87％、氢含量约为11％- 14％。此外，还含有硫、氮、氧及微量元素，其总含量不过1％—5％。但这仅就一般而言，有的石油如墨酉哥石油含硫高达3.6％- 5.3％；大多数石油含氮量甚少，约千分之几到万分之几，也有个别石油如美国加利福尼亚石油含氮量可达1.4％- 2.2％。氧元素含量一般约为0.1％- 1％。 6 石油是组分多到难以计数的复杂混合物，其中每个组分都有其各自不同沸（fei)点。炼油厂中的第一步加工就是初馏，即按石油中各组分沸点的差别，用蒸馏的方法，使石油得到初步的分离。初馏时，通常把石油按沸点不同―切割‖成几个―馏分‖，如分成＜200℃馏分、200-350℃馏分等。 ―馏分‖的含意为馏出的部分，它仍是一种复杂混合物，但所含组分数比原油少很多。从原油直接蒸馏得到的馏分称为直馏馏分，由它生产的产品即为直馏产品。它基本保持原来石油的化学组成状况，如不含不饱和烃等。经过催化裂化、焦炭化等二次加工得到的馏分或产品，称为二次加工产品，其化学组成有很大变化。 7 为便于讨论问题，一般称低于200℃的馏分为汽油馏分或低沸馏分、180-350℃的馏分为煤、柴油馏分或中间馏分、350-500℃的馏分为减压馏分或重馏分，而＞500℃的馏分为减压渣油或残渣油。 ⒏组成石油的主要成分是烃类。在石油和直馏产品中含有烷烃、环烷烃和芳香烃。一般不含烯烃，只有在二次加工产品和煤或页岩焦油中才含有烯烃。 ⒐直链或带支链而无环结构的正构和异构烷烃是石油的主要组分之一。不同类型石油的烷烃含量不同，有高达50-70％或低至＜15％的。在常温常压下，正构烷烃中C1-C4是气体、C5-C15是液体、＞C15是固体。 ⒑环烷烃是饱和的环状碳氢化合物，也是石油的一种主要组分。石油中主要含五员环和六员环的环烷烃及其同系物，其中六员环多于五员环，在较重馏分中还含有双环和多环环烷烃。环烷烃有较高的抗爆性能、凝点低。环少而支链长的环烷烃有较好的粘-温性能和润滑性能，是汽油、喷气燃料和润滑油的良好组分。
石油沥青的分类、技术标准及应用 一、石油沥青的分类 按用途分： 道路石油沥青； 建筑石油沥青； 防水防潮石油沥青。 二、技术标准 道路石油沥青、建筑石油沥青和防水防潮石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青材料中，牌号愈小，沥青愈硬；牌 号愈大，沥青愈软，同时随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度增大），而温度敏感性增大（软化点降低）。 三、石油沥青的选用 在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。 1、道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。道路石油沥青 还可作密封材料、粘结剂及沥青涂料等。此时宜选用粘性较大和软化点 较高的道路石油沥青，如60甲。 2、建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止
过分软化。据高温季节测试，沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25℃～30℃，为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20℃以上。例如某地区沥青屋面温度可达65℃，选用的沥青软化点应在85℃以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青。 3、防水防潮石油沥青的温度稳定性较好，特别适用做油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的粘结材料。其中3号沥青温度敏感性一般，质地较软，用于一般温度下的室内及地下结构部分的防水。4号沥青温度敏感性较小，用于一般地区可行走的缓坡屋面防水。5号沥青温度敏感性小，用于一般地区暴露屋顶或气温较高地区的屋面防水。6号沥青温度敏感性最小，并且质地较软，除一般地区外，主要用于寒冷地区的屋面及其它防水防潮工程。 4、普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大天5%，有的高达20%以上（称多蜡石油沥青），因而温度敏感性大，故在工程中不宜单独使用，只能与其它种类石油沥青掺配使用。 石油沥青的技术标准见表11-5。