建筑材料沥青及沥青混合料
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建材沥青混合料配比设计作业(修改稿)页数:1
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建筑材料沥青混凝土描述PPT课件页数:39
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建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)
组成结构类型如下图1 所示。
a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式：
1.库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力 不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下，抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是：针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法：50cm³ 的沥青在规定温度（20、 25、30、60℃）流过规定 直径（3、5、10mm）的所 需时间（s）
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
Back
填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺，压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
Back
石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式：
1.库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力 不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下，抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是：针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法：50cm³ 的沥青在规定温度（20、 25、30、60℃）流过规定 直径（3、5、10mm）的所 需时间（s）
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
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填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺，压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
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石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
道路建筑材料-第四章沥青混合料技术性质-修改解析
11
（二）沥青混合料分类
热拌沥青混合料
按施工温度
中温沥青混合料
冷拌沥青混合料
2020/10/17
12
沥青混合料的分类
不同类型沥青
不同组成的 矿质集料
不同结构的 沥青路面
1. 沥青混凝土路面AC
2. 沥青马蹄脂碎石混合料路面SMA 3. 多孔隙沥青混合料路面OGFC
2020/10/17
4. 乳化沥青碎石路面 5. 沥青碎石路面AM
E 100 100 100 100 97 89
F 100 100 100 100 95 80
2020/10/17
6
（二）沥青混合料分类
按集料公称 最大粒径分
类
2020/10/17
特粗式沥青混合料 粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料
公称最大粒径 1
>31.5mm
公称最大粒径为 2
26.5或31.5mm
2020/10/17
3
1、沥青混合料简介
（一）定义
• 沥青混合料 由一定粘度和适当 用量的沥青结合料与一定级配的 矿料拌和而成的混合料总称。
粗集料——骨架作用 沥青+细集料——填充与粘结作用
矿粉
+
砂
+ 沥青
2020/10/17
粗集料骨架 Stones
+ 纤维
+
Mastic
用玛蹄脂填充的粗集料骨架
4
-
OGFC-10
-
-
-
>18
>18
半开级配
沥青稳 定碎石
－ － － AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6～12
（二）沥青混合料分类
热拌沥青混合料
按施工温度
中温沥青混合料
冷拌沥青混合料
2020/10/17
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沥青混合料的分类
不同类型沥青
不同组成的 矿质集料
不同结构的 沥青路面
1. 沥青混凝土路面AC
2. 沥青马蹄脂碎石混合料路面SMA 3. 多孔隙沥青混合料路面OGFC
2020/10/17
4. 乳化沥青碎石路面 5. 沥青碎石路面AM
E 100 100 100 100 97 89
F 100 100 100 100 95 80
2020/10/17
6
（二）沥青混合料分类
按集料公称 最大粒径分
类
2020/10/17
特粗式沥青混合料 粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料
公称最大粒径 1
>31.5mm
公称最大粒径为 2
26.5或31.5mm
2020/10/17
3
1、沥青混合料简介
（一）定义
• 沥青混合料 由一定粘度和适当 用量的沥青结合料与一定级配的 矿料拌和而成的混合料总称。
粗集料——骨架作用 沥青+细集料——填充与粘结作用
矿粉
+
砂
+ 沥青
2020/10/17
粗集料骨架 Stones
+ 纤维
+
Mastic
用玛蹄脂填充的粗集料骨架
4
-
OGFC-10
-
-
-
>18
>18
半开级配
沥青稳 定碎石
－ － － AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6～12
沥青与沥青混合料
沥青与沥青混合料沥青是一种黑色的沥青质物质，它通常以天然沥青或石油沥青的形式存在。
它具有优异的隔水、隔气和耐腐蚀性能，常被用作路面材料和防水材料。
沥青混合料是由沥青和骨料混合而成的一种复合材料。
沥青和沥青混合料在道路、空地和建筑行业中广泛应用，下面我们来详细了解一下这两种材料。
一、沥青1.1 沥青的分类沥青可以分为天然沥青和石油沥青。
天然沥青是一种由深层热力学变化的有机质形成的质地坚硬、富含沥青的矿物质。
石油沥青是从石油中提取的一种黏性液体，它是一种复杂的有机化合物混合物，可以分为原沥青和改性沥青两种。
1.2 沥青的性质沥青的主要物性参数包括黏度、密度、软化点、延伸性和抗拉强度等。
在光照、温度变化和空气湿度等环境因素的作用下，沥青会出现变化，例如退火、氧化、老化和龟裂等。
针对这些问题，研究人员进行了许多改性沥青的研究和开发，以提高其性能。
1.3 沥青的应用沥青被广泛用作路面材料和防水材料。
它的使用可以改善路面的稳定性和使用寿命，并且可以防止水的渗透和损坏建筑物的结构。
此外，它还可以用于生产航空器防冰材料、涂层材料、护板材料和柔性密封材料等。
二、沥青混合料2.1 沥青混合料的分类沥青混合料分为沥青混合料和沥青混凝土两种。
沥青混合料通常是由骨料和沥青混合而成的，它可以进一步分为石料骨料、干浆骨料和沥青混合骨料三种类型。
沥青混凝土是由矿渣、沙子、水泥和沥青等成分混合而成的一种复合材料。
2.2 沥青混合料的性质沥青混合料的性质包括摩擦系数、粘度、弯曲强度、压缩强度和抗剪强度等。
它的性能指标对于道路的使用寿命和耐用性具有至关重要的作用。
2.3 沥青混合料的应用沥青混合料可以用于路面铺装、建筑物防水以及水坝的密封和堆场的防尘等。
其应用范围广泛，覆盖了许多行业和领域。
三、沥青和沥青混合料的应用前景沥青和沥青混合料在各种行业应用广泛，其应用前景也非常广阔。
随着环保意识的增强和技术的发展，研究人员不断提高其性能和可持续发展性，使其在路面材料、防水材料、耐磨材料和表面涂层等领域中有着广泛应用前景。
沥青与沥青混合料
4）低温柔韧性：在低温条件下，保持柔韧性的性能。 5）大气稳定性：在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质
等因素的长期综合作用下，抵抗老化变质的能力。
24
密封材料
定义：在土木工程中，常出现大量的建筑结构缝和 施工缝，为保证建筑物的水密性和气密性，需对 这些缝隙填充有一定弹性、粘结性及密封性的材 料。
25
17
7.2.1 防水涂料
施工方法：热施工、冷施工（常温）
一、沥青基防水涂料 1)冷底子油 用石油沥青直接溶于汽油、煤油、柴 油等有机溶剂中成为溶剂型沥青涂料 2)沥青胶
18
二、改性沥青防水涂料
再生橡胶改性沥青防水涂料 氯丁橡胶改性沥青防水涂料 SBS改性沥青防水涂料 聚氨酯防水涂料 硅橡胶防水涂料 丙烯酸酯防水涂料
13
树脂改性沥青 聚乙烯改性沥青 聚氯乙烯改性沥青 聚丙烯改性沥青 无规聚丙烯改性沥青
14
橡胶和树脂共混改性沥青
热塑性弹性体(SBS)改性沥青 苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物
15
7.2 沥青及改性沥青基防水材料
防水材料的分类 按形状和用途分为 防水涂料
防水卷材、片材 密封材料 防水材料的发展趋势
①根据道路等级、路面类型、所处的结构部位确 定沥青混合料类型（表12-14）； ②确定矿料最大粒径(D)及级配范围（表12-17）， D与路面结构层最小厚度h有关：h/D≈2; ③根据粗骨料、细骨料、矿粉的筛分试验结果， 计算各种矿料的用量比例。
A、条件： a、混合料类型 b、各种矿料筛分结果
B、方法： a、图解法 b、电算法
46
结构 层次
上面层
高速公路、一级公 路
城市快速路、主干 路
三层式 沥
青混凝 土 路面
等因素的长期综合作用下，抵抗老化变质的能力。
24
密封材料
定义：在土木工程中，常出现大量的建筑结构缝和 施工缝，为保证建筑物的水密性和气密性，需对 这些缝隙填充有一定弹性、粘结性及密封性的材 料。
25
17
7.2.1 防水涂料
施工方法：热施工、冷施工（常温）
一、沥青基防水涂料 1)冷底子油 用石油沥青直接溶于汽油、煤油、柴 油等有机溶剂中成为溶剂型沥青涂料 2)沥青胶
18
二、改性沥青防水涂料
再生橡胶改性沥青防水涂料 氯丁橡胶改性沥青防水涂料 SBS改性沥青防水涂料 聚氨酯防水涂料 硅橡胶防水涂料 丙烯酸酯防水涂料
13
树脂改性沥青 聚乙烯改性沥青 聚氯乙烯改性沥青 聚丙烯改性沥青 无规聚丙烯改性沥青
14
橡胶和树脂共混改性沥青
热塑性弹性体(SBS)改性沥青 苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物
15
7.2 沥青及改性沥青基防水材料
防水材料的分类 按形状和用途分为 防水涂料
防水卷材、片材 密封材料 防水材料的发展趋势
①根据道路等级、路面类型、所处的结构部位确 定沥青混合料类型（表12-14）； ②确定矿料最大粒径(D)及级配范围（表12-17）， D与路面结构层最小厚度h有关：h/D≈2; ③根据粗骨料、细骨料、矿粉的筛分试验结果， 计算各种矿料的用量比例。
A、条件： a、混合料类型 b、各种矿料筛分结果
B、方法： a、图解法 b、电算法
46
结构 层次
上面层
高速公路、一级公 路
城市快速路、主干 路
三层式 沥
青混凝 土 路面
第六章沥青及沥青混合料
除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。
指标：延度
（cm）。延度愈大，塑性愈好。
影响因素：温度；沥青膜层的厚度
（3）温度稳定性：沥青粘性和塑性不随温度升降
而变化的性能。
指标：软化点 （℃）。 影响因素：地沥青质的含量；含蜡量。
玻璃态
技术性质
Tg
高弹态
Tm 软化点
粘流态
T 温度
脆化点
Tg↓、Tm↑→温度敏感性↓
§ 6.1.1 石油沥青
(4）大气稳定性：在大气的长期作用下，抵抗老化的 性能.
老化过程：
低分子量物质
衡量指标：
光、氧、热、水等作用
高分子量物质
蒸发后质量损失_小 蒸发后针入度 _大
蒸发前针入度
→大气稳定性_好
以上四种性质是石油沥青材料的主要性质，前三 项是划分石油沥青牌号的依据。此外，为评定沥青的 品质和保证施工安全，还应了解石油沥青的溶解度、 闪点和燃点等性质。
具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，
耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。
概
分类
地沥青
沥青 焦油沥青
述
天然沥青 石油沥青 煤沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青
应用
主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面
或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及 贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。
返回
§6.1.1 石油沥青
矿物填充料改性沥青
矿物填充料的品种：
滑石粉、石灰石粉、硅藻土、云母粉、石棉绒、 粉煤灰、水泥等。 作用机理： 由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥 青分子可能成单分子装排列在矿物颗粒（或纤维） 表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，因而又称为 “结构沥青”。 改性作用：
指标：延度
（cm）。延度愈大，塑性愈好。
影响因素：温度；沥青膜层的厚度
（3）温度稳定性：沥青粘性和塑性不随温度升降
而变化的性能。
指标：软化点 （℃）。 影响因素：地沥青质的含量；含蜡量。
玻璃态
技术性质
Tg
高弹态
Tm 软化点
粘流态
T 温度
脆化点
Tg↓、Tm↑→温度敏感性↓
§ 6.1.1 石油沥青
(4）大气稳定性：在大气的长期作用下，抵抗老化的 性能.
老化过程：
低分子量物质
衡量指标：
光、氧、热、水等作用
高分子量物质
蒸发后质量损失_小 蒸发后针入度 _大
蒸发前针入度
→大气稳定性_好
以上四种性质是石油沥青材料的主要性质，前三 项是划分石油沥青牌号的依据。此外，为评定沥青的 品质和保证施工安全，还应了解石油沥青的溶解度、 闪点和燃点等性质。
具有结构致密、粘结力良好，不导电、不吸水，
耐酸、耐碱、耐腐蚀等性能。
概
分类
地沥青
沥青 焦油沥青
述
天然沥青 石油沥青 煤沥青 木沥青 泥炭沥青 页岩沥青
应用
主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面
或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及 贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。
返回
§6.1.1 石油沥青
矿物填充料改性沥青
矿物填充料的品种：
滑石粉、石灰石粉、硅藻土、云母粉、石棉绒、 粉煤灰、水泥等。 作用机理： 由于沥青对矿物填充料的润湿和吸附作用，沥 青分子可能成单分子装排列在矿物颗粒（或纤维） 表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，因而又称为 “结构沥青”。 改性作用：
沥青及沥青混合料
2）中、轻交通道路石油沥青
用于一般的道路路面
标号有：A-60甲，60乙,100甲，100乙,140,180,200
(3)沥青的掺配
一各牌号的沥青不符合工程要求时采用
掺配的两种沥青应表面张力相近、化学性质相似
掺配的两种沥青比例：
Q1=(T2-T)/(T2-T1) Q1—较软沥青所占的比例 T—掺配后的沥青软化低点，度
a.沥青路面施工气候分区：
寒区：黑、吉、辽（营口以北）、内蒙古（包头以北)、冀（承德、张家 口以北）、晋（大同以北）、陕（榆林以北）、甘、新、青、宁、藏 等
温区：辽（营口以南）、内蒙古（包头以南)、冀（承德、张家口以南）、 晋（大同以南）、陕（榆林以南、西安以北）、甘（天水一带）、鲁、 豫（南阳以北）、京、津、苏（徐州、淮阴以北）、皖（宿县、毫县 以北）、川（成都西北）等
石油沥青和煤沥青的元素比较;
沥青名称 元素组成（%）
碳氢比（原子数比）
C
H
OS
N
石油沥青 86.7 9.7 1.0 2.0 0.6 0.8
煤沥青
93.0 4.5 1.0 0.6 0.9 1.7
根据道路标准粘度煤沥青分为9个标号：T-1,T-2,T-3,T-4,T5,T-6,T-7,T-8,T-9
（1）石油沥青的组分
石油沥青由许多高分子碳氢化合物及其氧、硫、氮等衍生物 组成的复杂混合物。其成分简化为：
油分 油状液体→流动性
树脂 粘稠状物质（半固体） →粘结性、塑性、流动性
地沥青质 固体粉末→温度敏感性、粘度
(2)石油沥青的胶体结构
胶体结构：胶团+油分
油分
地沥青质
树脂
溶胶型胶体结构 溶凝型胶体结构 凝胶型胶体结构 2、石油沥青的技术性质 （1）防水性（用作防水材料） 憎水材料 不溶于水 与矿物材料表面粘结力强 (2)粘滞性（粘性） 指阻碍相对流动的性质（流体）。 影响因素？ 用相对粘度表示 测定指标： a.粘稠沥青用针入度（25度，100克标准针，5秒内贯入沥青
用于一般的道路路面
标号有：A-60甲，60乙,100甲，100乙,140,180,200
(3)沥青的掺配
一各牌号的沥青不符合工程要求时采用
掺配的两种沥青应表面张力相近、化学性质相似
掺配的两种沥青比例：
Q1=(T2-T)/(T2-T1) Q1—较软沥青所占的比例 T—掺配后的沥青软化低点，度
a.沥青路面施工气候分区：
寒区：黑、吉、辽（营口以北）、内蒙古（包头以北)、冀（承德、张家 口以北）、晋（大同以北）、陕（榆林以北）、甘、新、青、宁、藏 等
温区：辽（营口以南）、内蒙古（包头以南)、冀（承德、张家口以南）、 晋（大同以南）、陕（榆林以南、西安以北）、甘（天水一带）、鲁、 豫（南阳以北）、京、津、苏（徐州、淮阴以北）、皖（宿县、毫县 以北）、川（成都西北）等
石油沥青和煤沥青的元素比较;
沥青名称 元素组成（%）
碳氢比（原子数比）
C
H
OS
N
石油沥青 86.7 9.7 1.0 2.0 0.6 0.8
煤沥青
93.0 4.5 1.0 0.6 0.9 1.7
根据道路标准粘度煤沥青分为9个标号：T-1,T-2,T-3,T-4,T5,T-6,T-7,T-8,T-9
（1）石油沥青的组分
石油沥青由许多高分子碳氢化合物及其氧、硫、氮等衍生物 组成的复杂混合物。其成分简化为：
油分 油状液体→流动性
树脂 粘稠状物质（半固体） →粘结性、塑性、流动性
地沥青质 固体粉末→温度敏感性、粘度
(2)石油沥青的胶体结构
胶体结构：胶团+油分
油分
地沥青质
树脂
溶胶型胶体结构 溶凝型胶体结构 凝胶型胶体结构 2、石油沥青的技术性质 （1）防水性（用作防水材料） 憎水材料 不溶于水 与矿物材料表面粘结力强 (2)粘滞性（粘性） 指阻碍相对流动的性质（流体）。 影响因素？ 用相对粘度表示 测定指标： a.粘稠沥青用针入度（25度，100克标准针，5秒内贯入沥青
第6章沥青和沥青混合料
请比较下列A、B两种建筑石油沥青的针入度、延度及软化点测 定值。若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适？
宜用 B石油沥青。建 筑沥青在使用制成的沥 青胶膜较厚，增大了对 温度的敏感性，同时沥 青表面又是较强的吸热 体，一般同一地区的沥 青屋面的表面温度比当 地最高气温高25～30℃。
为了避免夏季流淌，用于屋面的沥青材料的软化点应比本地区屋面最 高温度高出20～25℃，亦即比当地最高温度高出50℃左右。南方炎热 地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。 可选B，但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂 现象。
第6章 沥青和沥青混合料
本章学习指导 工程应用 6.1 沥青材料 6.2 沥青混合料
创造性培养
本章学习指导
本章共两个知识点。本章的学习目的是： （1）掌握沥青材料的基本组成、工程性质及测定 方法；了解沥青的改性和掺配，了解主要沥青制品及其 用途。 （2）掌握沥青混合料配合比，包括矿质材料的配 合比的设计和配制；了解其于工程中的使用要点。
大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构。
（2）塑性（延性）
沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性 变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。沥青材料在 低温下，受到瞬时荷载时，常表现为脆性破坏。
受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持。 塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且具有 自愈性，防水性也好。 用延度表示。 ∞字形标准试件（中间最小截面面积为1cm2），用延度仪，在规定拉 伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
本章的难点是沥青混合料配合比设计。建议在弄 懂各步骤的基础上完成相关的练习题，通过实践来掌握 其设计。
工程应用
宜用 B石油沥青。建 筑沥青在使用制成的沥 青胶膜较厚，增大了对 温度的敏感性，同时沥 青表面又是较强的吸热 体，一般同一地区的沥 青屋面的表面温度比当 地最高气温高25～30℃。
为了避免夏季流淌，用于屋面的沥青材料的软化点应比本地区屋面最 高温度高出20～25℃，亦即比当地最高温度高出50℃左右。南方炎热 地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。 可选B，但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂 现象。
第6章 沥青和沥青混合料
本章学习指导 工程应用 6.1 沥青材料 6.2 沥青混合料
创造性培养
本章学习指导
本章共两个知识点。本章的学习目的是： （1）掌握沥青材料的基本组成、工程性质及测定 方法；了解沥青的改性和掺配，了解主要沥青制品及其 用途。 （2）掌握沥青混合料配合比，包括矿质材料的配 合比的设计和配制；了解其于工程中的使用要点。
大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构。
（2）塑性（延性）
沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性 变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。沥青材料在 低温下，受到瞬时荷载时，常表现为脆性破坏。
受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持。 塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且具有 自愈性，防水性也好。 用延度表示。 ∞字形标准试件（中间最小截面面积为1cm2），用延度仪，在规定拉 伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
本章的难点是沥青混合料配合比设计。建议在弄 懂各步骤的基础上完成相关的练习题，通过实践来掌握 其设计。
工程应用
沥青与沥青混合料
15
我国公路发展的现状与规划
我国公路建设迅速发展，2003年全国高速公 路里程已达2.97万公里，居世界第二。
截至２０１０年底，全国公路网总里程达到 ３９８．４万公里，其中高速公路通车里程 达到７．４万公里(美国10万公里，居世界第 一)
到2020年，高速公路里程达到10万公里以上， 基本形成国家高速公路网。
39
2）变形性能（延性或塑性）
沥青具有良好的塑性。 沥青的塑性大小受内部组成及外界
温度的影响，树脂含量越多的沥青， 塑性越好；外界温度升高，沥青的 塑性增大。 表征沥青塑性的指标是延度。
40
沥青的延伸性试验（延度）
一 定 温 度 （ 25oC） 下 ， 以 5cm/min 的速度对沥青试件进行拉伸直至断裂 时所伸长的长度(cm)。
46
软 化 点 试 验 仪
47
4） Ageing & Durability 大气稳定性——耐久性
石油沥青在温度、湿度、阳光、 氧气等大气因素作用下，抵抗老 化变质的能力称为大气稳定性。
沥青老化：在大气因素作用下， 沥青材料塑性逐渐减小、脆性增 加的现象。
48
沥青老化的原因
分子量较小的油分、树脂发生氧 化、挥发、缩合、聚合等作用， 沥青组丛中油分、树脂含量相对 减少，地沥青质含量相对增加。
5) 安全性
➢闪点（也称闪火点）：沥青加热挥发出可 燃气体与空气混合，与火焰接触闪火时的最 低温度。 ➢燃点（也称着火点）：与火焰接触能持续 燃烧5s以上时的最低温度。 ➢二者高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能 性的大小，它关系到运输、储存和加热使用 等方面的安全。一般燃点比闪点高10 ℃. ➢例如，建筑石油沥青闪点约230℃．在熬制 时—般温度为185-200℃，为安全起见，沥 青还应与火焰隔离。
我国公路发展的现状与规划
我国公路建设迅速发展，2003年全国高速公 路里程已达2.97万公里，居世界第二。
截至２０１０年底，全国公路网总里程达到 ３９８．４万公里，其中高速公路通车里程 达到７．４万公里(美国10万公里，居世界第 一)
到2020年，高速公路里程达到10万公里以上， 基本形成国家高速公路网。
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2）变形性能（延性或塑性）
沥青具有良好的塑性。 沥青的塑性大小受内部组成及外界
温度的影响，树脂含量越多的沥青， 塑性越好；外界温度升高，沥青的 塑性增大。 表征沥青塑性的指标是延度。
40
沥青的延伸性试验（延度）
一 定 温 度 （ 25oC） 下 ， 以 5cm/min 的速度对沥青试件进行拉伸直至断裂 时所伸长的长度(cm)。
46
软 化 点 试 验 仪
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4） Ageing & Durability 大气稳定性——耐久性
石油沥青在温度、湿度、阳光、 氧气等大气因素作用下，抵抗老 化变质的能力称为大气稳定性。
沥青老化：在大气因素作用下， 沥青材料塑性逐渐减小、脆性增 加的现象。
48
沥青老化的原因
分子量较小的油分、树脂发生氧 化、挥发、缩合、聚合等作用， 沥青组丛中油分、树脂含量相对 减少，地沥青质含量相对增加。
5) 安全性
➢闪点（也称闪火点）：沥青加热挥发出可 燃气体与空气混合，与火焰接触闪火时的最 低温度。 ➢燃点（也称着火点）：与火焰接触能持续 燃烧5s以上时的最低温度。 ➢二者高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能 性的大小，它关系到运输、储存和加热使用 等方面的安全。一般燃点比闪点高10 ℃. ➢例如，建筑石油沥青闪点约230℃．在熬制 时—般温度为185-200℃，为安全起见，沥 青还应与火焰隔离。
《建筑材料》教案第九章沥青及沥青混合料上课讲义
❖ （2） 塑性
❖ 塑性是指沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力 后仍能保持变形后的形状不变的性质。
❖ 沥青的塑性用“延伸度”（或称延度）表示。按标准试验 方法，制成“8”形标准试件，试件中间最狭处断面积为1cm2 ， 在规定温度（一般为25℃）和规定速度（5cm/min）的条件 下在延伸仪上进行拉伸，延伸度以试件拉细而断裂时的长度 （cm）表示。沥青的延伸度越大，沥青的塑性越好。
（2）四组分分析法：四组分分析法是将沥青分离 为沥青质、饱和分、芳香分和胶质。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
饱和 分
无色液体
0.89
芳香 分
黄色至红色液 体
0.99
胶质 棕色粘稠液体 1.09
沥青 质
深棕色至黑色 固体
1.15
625
烷烃、环烷烃
730 970 3400
芳香烃、含S衍生物
多环结构，含S、O、N 衍生物
缩合环结构，含S、O、 N衍生物
❖ 不同沥青的软化点不同，大致在25～100℃之间。软化点 高，说明沥青的耐热性能好，但软化点过高，又不易加工； 软化点低的沥青，夏季易产生变形，甚至流淌。
图9.1.6 软化点测定示意图
❖ （4） 大气稳定性
❖ 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因 素长期综合作用下抵抗老化的性能。它是以沥青试样在加 热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比” 来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸发后针入度比愈大，则 表示沥青大气稳定性愈好，亦即“老化”愈慢。
（5）.
❖ 除以上四种主要性质外，还需了解石油沥青的溶解度、 闪点和燃点等性质。
❖ A. 溶解度 溶解度指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶
解的百分率。用以限制有害的不溶物（如沥青碳或似碳 物）含量。不溶物会降低沥青的粘结性。 B. 闪点和燃点
❖ 塑性是指沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力 后仍能保持变形后的形状不变的性质。
❖ 沥青的塑性用“延伸度”（或称延度）表示。按标准试验 方法，制成“8”形标准试件，试件中间最狭处断面积为1cm2 ， 在规定温度（一般为25℃）和规定速度（5cm/min）的条件 下在延伸仪上进行拉伸，延伸度以试件拉细而断裂时的长度 （cm）表示。沥青的延伸度越大，沥青的塑性越好。
（2）四组分分析法：四组分分析法是将沥青分离 为沥青质、饱和分、芳香分和胶质。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
饱和 分
无色液体
0.89
芳香 分
黄色至红色液 体
0.99
胶质 棕色粘稠液体 1.09
沥青 质
深棕色至黑色 固体
1.15
625
烷烃、环烷烃
730 970 3400
芳香烃、含S衍生物
多环结构，含S、O、N 衍生物
缩合环结构，含S、O、 N衍生物
❖ 不同沥青的软化点不同，大致在25～100℃之间。软化点 高，说明沥青的耐热性能好，但软化点过高，又不易加工； 软化点低的沥青，夏季易产生变形，甚至流淌。
图9.1.6 软化点测定示意图
❖ （4） 大气稳定性
❖ 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因 素长期综合作用下抵抗老化的性能。它是以沥青试样在加 热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比” 来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸发后针入度比愈大，则 表示沥青大气稳定性愈好，亦即“老化”愈慢。
（5）.
❖ 除以上四种主要性质外，还需了解石油沥青的溶解度、 闪点和燃点等性质。
❖ A. 溶解度 溶解度指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶
解的百分率。用以限制有害的不溶物（如沥青碳或似碳 物）含量。不溶物会降低沥青的粘结性。 B. 闪点和燃点
第七章__沥青及沥青混合料
好的塑性和粘性。
(c) 沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和 粘性的重要组 成。其含量愈高，则软化点愈高，粘 性愈大，愈硬脆。
2. 石油沥青的胶体结构
(二) 石油沥青的技术性质
粘滞性 耐热性
塑性
温度稳定性
耐久性
其它技术指标
1. 粘滞性
l 粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力,
反映了沥青的软硬程度和胶结能力。 l 沥青质含量越多, 沥青的粘滞性越高, 其粘结性越
(4) 防腐性较好： 煤沥青中含有蒽、酚等具有 毒性和臭味的物质，故其防腐能力较好。适 用于木材等材料的防腐处理。
(5)
粘结性较好：煤沥青中含有较多的表面活 性物质，与矿物材料表面有较强的粘结力。
l
根据煤沥青和石油沥青的某些特征，可按 表7—5所列方法识别两种沥青。
三、沥青材料使用的注意事项
l 沥青在贮运中，应分别堆放，避开热源，防止砂、
l 热铺沥青混凝土是将材料加热后，在高温下 进行拌和、摊铺和压实。
l 冷铺沥青混凝土采用稀释沥青或乳化沥青配 制，可在常温下施工。
• 1、沥青按用途分为几类？其牌号是如何 划分的？牌号大小与其性质有何关系？ • 2、试述石油沥青的粘性、塑性、温度稳 定性的表示方法。 • 3、请比较煤沥青与石油沥青的性能的差 别？
2. 耐热性
l 耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌
的性能。 可用软化点(t软)表示。
l 软化点是沥青达到特定粘性流动状态时的温度,
试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为800。
l 软化点越高, 沥青的耐热性越好。 l 沥青材料的软化点应与环境温度相适应, 不能 太低, 也不能太高。
软化点的测定
l 开级配——沥青混凝土的孔隙率大于5％，主 要用作整平胶结层材料； l 沥青碎石——沥青碎石的孔隙率大于15％， 渗透性强，主要用作排水层材料。
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介于溶胶型和凝 胶型之间
弹性和粘性较高，
温度敏感性较小，
流动性和塑性较
低
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技术性质
?防水性 ?粘性 ?塑性 ?温度敏感性 ?大气稳定性（耐久性）
Back
防水性
石油沥青有以下性质：憎水性，构造致密， 附着力强和好的塑性，所以它有很好的防 潮和防水性能。
石油沥青性质 ?憎水性 ?构造致密 ?附着力强 ?好的塑性
软化点
图 5 环球法软化点仪
温度 敏感性
温度敏感性
试验条件和方法
将沥青试样装入规定尺寸 (D=16mm,h=6mm) 的铜环 内，试样上放置一标准钢 球(5mm,W=3.5g) ，浸入水
或甘油中，以规定的速度 （5℃/min ）加热，使沥青
下垂，当下垂到规定距离 时的温度（℃）即为软化 点。
图 6 软化点试验 示意图
Back
大气稳定性
定义
石油沥青长期在热、阳光、氧气和潮湿等综合因 素的作用下抵抗老化的性能。
指标
用蒸发损失和蒸发后的针入度比来评定。
试验:沥青试样，先测重量和针入度，于160℃烘箱 中蒸发 5h，冷却后再测重量和针入度。
蒸发损失
?
失重 原重
蒸发损失越低，稳定性越好。
大气稳定性
蒸发后的针入度比 ? 蒸发后的针入度 蒸发前的针入度
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石油沥青是由许多高分子碳氢化合物
及其非金属衍生物组成的复杂混合物， 其化学成分非常复杂，因此在进行分 析时，将沥青中化学成分和性质极为 相近，并且与物理力学性质有一定关 系的成分，划分为若干个组，称为组 分。
石油沥青的组分
石油沥青的组成与性能关系 如表 1所示
表 1 石油沥青的组分与性能关系
? 油分和树脂可以相互溶解，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。
? 所以石油沥青的结构是以地沥青质为核 心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶 团，无数胶团分散在油分中而形成胶体 结构。
沥青的胶体结构
胶体结构示意图如图 1所示, 胶体结构的类型和性 质如表 2所示。
溶胶型
溶凝胶型
指标 延 度
延度大
试验
塑性好
?在25℃，把沥青试样制成∞字型标准试模 （中间最小截面积为1cm2） ?以5cm/min 的速度，进行拉伸试验，
?拉断时的长度即为延度，单位为 cm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
温度敏感性
定义
石油沥青的粘性和塑性随温 度升降而变化的性能。
指标
用软化点表示沥青温度敏感性
试验仪器设备
环球法软化点仪
关系
1 概述
?沥青混合料定义 ?沥青混合料的分类 ?沥青混合料的特点
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填料 矿质集料
沥青混合料
摊铺 压实
蒸发后的针入度比越大，稳定性越好
Back
标准与选用
关于石油沥青的标准：
?JTG F40-2004 道路石油沥青 《公路沥青路面施工技术规范》
?GB/T494-1998 《建筑石油沥青》
牌号划分方法
石油沥青都是按针入度指标来划分牌号。
每个牌号还应保证相应的延度和软化点， 以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、 闪点等。
粘度越大 越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
?标准粘度计 ?试验条件及方法：50cm3 的沥青在规定温度（20、
25、30、60℃）流过规定 直径（3、5、10mm ）的所 需时间（s）
图4 标准粘度计
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塑性
概念
石油沥青在外力作用下产生变形，除去外 力后，仍保持变形后的形状的性质。
好的防潮和 防水材料
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粘性
定义
反映沥青材料 内部阻碍其相对流动 的一种性质，指 沥青在外力作用下抵抗变形的能力 。是石油沥青性 质的重要指标之一。
指标及测试方法
绝对粘度
粘性用绝对粘度来表示，但其测试方法较复杂，故 工程上常用相对粘度来表示。
相对粘度 ?针入度：粘稠沥青，即固体或半固体沥青 ?标准粘度：液体或较稀的石油沥青
物理性质 组成名称
颜色 状态 密度（ g/m3） 分子量
对主要技术性 质的影响
油分
淡黄 液体 0.7～1 红褐
300 ～500 赋予沥青流动 性
树脂
黄色 半固体 1.0～1.1 600 ～1000
（沥青脂胶） 黑褐色（粘稠状）
地沥青质
深褐 固体 大于1 黑色 粉末
1000 以上
赋予沥青良好 的粘结性、塑 性和可流动性
决定温度敏感 性和粘性
其它组分
2～3% 的沥青碳和似碳物，是在高温裂化等 过程中生成的，是石油沥青中分子量最大的， 它能降低石油沥青的粘结力。
石蜡：它会降低石油沥青的粘结性、塑性和 温度稳定性。所以石蜡是石油沥青的有害成 分。多腊石油沥青的品质低，需进行脱蜡处 理，使之达到使用要求。
Back
? 在石油沥青中，油分、树脂、地沥青质 是石油沥青的三大主要组分。
定义
针入度
表示粘稠石油沥青
的相对粘度
试验仪器
试验条件及方法
如图3所示 25℃，重量为 100g标准针，5s深 入试样中的深度，单位为 1/10mm。
读出针入度值
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是：针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
常用牌号
?建筑石油沥青分为40号、30号和10号三个牌号 ?道路石油沥青分七个牌号(160号、130号、110 号、90号、70号、50号、30号等)，并根据沥青 的性能指标，再将其分为A、B、C三个等级。
牌号与性能的关系
牌号高
针入度高
延度大
软化点低
粘聚力低
塑性好
温度敏感性大
§2 沥青混合料
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
沥青防水卷材
防水卷材施工
§1 石油沥青
?1 概述 ?2 组分 ?3 胶体结构 ?4 技术性质 ?5 标准及选用
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石油沥青
? 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。
? 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。
凝胶型
图1 胶体结构示意图
表 2 沥青胶体结构类型及特点
结构类型
组成及结构特点
特性
油分和树脂较多，胶团外 溶胶型 膜较厚，胶团之间运动较
自由
地沥青质不如凝胶型多， 溶凝胶型 胶团靠的较近，相互之间
有一定吸引力
油分和树脂含量较少，胶 凝胶型 团外膜胶薄，胶团间移动
较困难
流动性和塑性较 好，温度敏感性 强