第九章
沥青具有良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性。它是由高分子碳氢化合物及其衍生物组成的黑色或深褐色有机材料。其分类如下所示：
沥青地沥青
天然沥青
石油沥青焦油沥青
煤沥青
页岩沥青
一、石油沥青的组分与结构：
1. 组分：
（1）三组分分析法
油分（液体）多：流动性大；
树脂(半固体)多：塑性和粘结性好；
地沥青质（固体）多：耐热性好、粘性大。
（2）四组分分析法：沥青质、饱和分、芳香分、胶质
2.胶体结构：
溶胶结构：地沥青质少，粘性小；油分多，塑性好；树脂多，感温性大
凝胶结构：相反
溶-凝胶结构：二者之间
二、石油沥青的技术性质
1.粘性（粘滞性）
（1）概念：沥青抵抗变形或相对流动的特性。
（2）评定：固体和半固体沥青—针入度小，粘性大
液体沥青—标准粘度（粘滞度）大，粘性大
（3）影响因素：地沥青质多，粘性大；温度升高，粘性降低。
2.塑性
（1）概念：沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形后的形状的性质。（2）评定：延度越大，塑性越好。
（3）影响因素：树脂多，塑性大；温度升高，塑性增大；沥青膜层越厚，塑性越大。
3.温度敏感性（感温性）
（1）概念：沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的程度。
（2）评价：软化点高，感温性低（温度稳定性好）。
（3）影响因素：地沥青质多，感温性低；沥青含蜡量高，感温性大
（4）改善：加入滑石粉、石灰石粉等矿物粉末填料
4.大气稳定性（抗老化性）
（1）概念：沥青在热、光、氧和潮湿等因素长期作用下，抵抗老化的性能。
（2）老化：大气因素作用下，沥青各组分发生递变，即油分→树脂→地沥青质，沥青粘性增大，塑性降低，变硬变脆。
（3）评定：蒸发损失率愈小，蒸发后针入度比愈大，则大气稳定性愈好。
（4）影响因素：油分含量高，大气稳定性差
5.其他性能
溶解度：石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示沥青中有效物质含量。
闪点：加热沥青至初次闪火时的温度。
燃点或着火点：加热沥青能持续燃烧5秒以上时的温度。
三、石油沥青的技术标准
1.牌号：根据针入度、延度和软化点等指标划分，以针入度值表示。
2.牌号与性质的关系：牌号↑：粘性↓（针入度↑），塑性↑（延度↑），感温性↑（软化点↓）。
四、石油沥青的选用
选用原则：满足使用条件下，选用牌号较大的石油沥青，以保证使用寿命。
?道路沥青：塑性好、粘性小拌制沥青砼或砂浆—道路或地面
?建筑石油沥青：耐热性好，塑性差制造防水材料—屋面及地下防水、防腐。
?普通石油沥青：蜡多，感温性大，粘性小，塑性差。不宜直接使用，可掺配或改性。
?防水防潮石油沥青—温度稳定性较好寒冷地区的防水防潮工程。
建筑石油沥青的选用：
?高温地区及受日晒部位——较低牌号（防止沥青受热软化）
?寒冷地区——中等牌号（考虑低温时沥青易脆断，又要考虑受热软化）
?不受大气影响的部位——较高牌号
五、沥青的掺配和改性
1.沥青的掺配（1）原则：同源沥青掺配（2）估算：
2.改性沥青
（1）氧化（吹制）改性:粘性↑，感温性↓。
（2）矿粉填料（滑石粉、石灰石粉）改性：“结构沥青”—粘结力、柔韧性和耐热性↑。
（3）聚合物（橡胶、树脂）改性:胶体结构→网状结构
高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性↑
SBS改性沥青—最成功和用量最大的改性沥青
APP改性沥青—适用于气温较高地区
（4）纤维类（木质素纤维、矿物纤维、有机纤维）改性：高温稳定性↑，低温抗拉强度↑。
六、煤沥青
1.分类：低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青
2.特点：感温性大；大气稳定性、塑性较差；防腐能力好；粘附性好；密度较大
一、冷底子油与沥青胶
1.冷底子油
（1）组成：沥青+稀释剂（汽油、柴油、煤油、苯等）（2）用途：常温下用于防水工程的底层。
2.沥青胶（玛蹄脂）
（1）组成：沥青+粉状或纤维状矿物填充料（2）用法：热用和冷用。
（3）标号：根据耐热度分为S-60、S-65、S-70、S-75、S-80、S-85
二、防水卷材
1.沥青防水卷材
（1)制法：用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青，表面撒布粉状、粒状或片状材料而制成。
（2）特点：温度稳定性差、延伸率小，易起鼓、老化和渗漏。
（3）品种：石油沥青纸胎油毡；石油沥青玻璃布油毡；石油沥青玻璃纤维胎油毡
2.聚合物改性沥青防水卷材
（1）制法：以聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物和纤维毡为胎体，粉状、片状或薄膜材料为隔离层而制成。
（2）特点：高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、塑性好、耐久性高。
（3）品种：SBS改性沥青防水卷材；APP改性沥青防水卷材
3.合成高分子防水卷材
（1）制作：以合成橡胶、合成树脂或两者共混体为基料，加入适量化学助剂，经成型、硫化、定型等工序制成的无胎防水卷材。
（2）特点：拉伸强度和抗撕裂强度高，断裂伸长率极大，耐热性和低温柔性好，耐腐蚀，耐老化。
（3）品种：三元乙丙（EPDM）橡胶防水卷材；聚氯乙烯（PVC）防水卷材；氯化聚乙烯－橡胶共混防水卷材。
三、防水涂料
1.概念：防水涂料是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。
2.优点：能在各种复杂、不规则的部位进行防水施工，并形成无接缝的完整防水膜。
3.类型：溶剂型、水乳型和反应型三大类。
4.用途：屋面防水工程、地下室防水工程和地面防潮、防渗等。
9.3 沥青混合料
1.概念：矿料(集料和矿粉) + 沥青→沥青混合料→摊铺，压实→沥青混凝土(AC) ：P＜10%
沥青碎石(AM)：P＞10%
2.特点：（1）粘-弹-塑性好，力学性质好，有高温稳定性和低温抗裂性；（2）安全性好；（3）施工方便；（4）经济耐久；（5）可再生利用。
3.分类：
(1)按胶结材料：石油沥青混合料；煤沥青混合料
(2)按骨料的最大粒径：粗粒式(Dm=26.5mm或31.5mm)；中粒式(Dm=16mm或19mm)；细粒式(Dm=9. 5mm或13.2mm)；砂粒式(Dm≤4.75mm)；
(3)按混合料的密实程度：密实式(P=3％-6％)、半密实式(P=4％-10％)、半开式(P=10％-15％)、
开式(P>15％)
(4)按施工温度：热拌热铺式；热拌冷铺式；冷拌冷铺式；
二、组成材料
1.沥青材料-道路石油沥青选用:
气温高的地区，交通量大的道路：牌号较小的沥青。
重交通道路石油沥青：高速公路、一级公路路面、机场道面及重要的城市道路路面
中、轻交通道路石油沥青：一般道路路面、车间地面等
三、组成结构
悬浮密实型连续型密级配密实度和强度高，稳定性差
骨架空隙型连续型开级配热稳定性好，耐久性差
骨架密实型间断型密级配密实度、强度、稳定性好
四、技术性质
1.高温稳定性
（1）定义：沥青混合料在高温条件下，承受多次重复荷载不产生车辙、波浪等现象的性质。
（2）试验方法：①马歇尔试验：马歇尔稳定度MS大②车辙试验：动稳定度DS大
（3）影响因素：沥青粘度较大；适当减少沥青用量；骨料形状好、富棱角；骨架密实结构
2.低温抗裂性
（1）定义：温度较低时沥青混合料抵抗收缩变形，不产生开裂的性质。
（2）沥青路面裂纹原因：①重复荷载→疲劳开裂；②低温脆化→变形能力↓→开裂；③低温收缩。
（3）影响因素：沥青粘度较低；适当增加沥青用量；
3.耐久性
（1）定义：沥青混合料在大气因素的长期作用下抗老化的能力，抗水损害的能力和在行车荷载长期作用下抗疲劳破坏的能力。
（2）影响因素：结构沥青多；沥青用量增加；骨料坚固；密实结构
（3）指标：孔隙率低；饱和度（沥青填隙率）高；残留稳定度大
4.抗滑性
（1）影响因素:矿料表面结构、级配、混合料组成及沥青用量。
（2）改善措施①选用耐磨石料（注意:硬质石料往往属于酸性石料，需加抗剥离剂）。
②控制沥青用量：沥青↑→表面平滑↑→抗滑性↓。
5. 施工和易性：取决于矿料级配、沥青粘度及用量、气温及施工条件。
五、技术指标
1.稳定度MS（KN）
（1）定义：D=101.6mm，h=63.5mm的圆柱体试件在60℃保温30min以上，以50±5mm/min的速度加荷，达到破坏时的最大荷载。（2）意义：评价高温稳定性。
2.残留稳定度MS0
（1）定义：浸水48h和按常规处理的两种试件的马歇尔稳定度的比值。
（2）意义：评价耐水性，在一定程度上反映耐久性。
3.流值FL（0.1mm）
（1）定义：试件达到最大荷载时的垂直压缩变形值。（2）意义：表示抵抗塑性变形的能力。
4.空隙率( Vv )
(1)定义：空隙体积占沥青混合料总体积的百分率。(2)公式：
(3)意义：表示沥青混合料的密实度。Vv↑→热稳定性及抗滑性↑，耐久性↓。
5.沥青饱和度（沥青填隙率VFA）
(1)定义：沥青体积占矿料空隙体积的百分率。(2)公式：
(3)意义：VFA过小→沥青难以包裹矿料→耐久性↓；VFA过高→空隙小→高温稳定性差。
六、热拌沥青混合料的配合比设计
1. 矿料的配合比设计：（1）确定沥青混合料类型和集料最大粒径（2）确定矿料的级配范围（3）计算矿料配合比：试算法和图解法
2.确定沥青最佳用量：（1）制作5组马歇尔试件（2）测定和计算ρ实测、ρ理论、Vv、VFA
（3）测定MS、FL（4）建立沥青用量－技术指标关系曲线在各关系曲线上确定性能合格的沥青用量范围，取其中值为沥青最佳用量。（5）沥青混合料性能校核：水稳定性试验；车辙试验