沥青物理性质研究PPT

七
沥青的透水性
沥青材料有很好的防水防潮性能，
经常使用于卷材浸渍、防水层、仓库、 地面，沥青路面基层防水或者桥面防水，
也可涂刷或喷洒乳化沥青或改性沥青。
所以沥青的透水性也是一种重要的性质。
W:水蒸气向沥青膜中渗透扩散的量,单位g
A:沥青膜的表面积，单位cm²。
P:水蒸气的压差，单位mmHg
T:扩散时间，单位h
L:膜厚，单位cm
K:水蒸气向沥青膜中的扩散系数，也称为透
水系数。
沥青结合料的透水系数
针入度（25℃） 相对密度（15℃） 透水系数 (g/cm/cm2/mmHg/h)
氧化石油 沥青 直馏石油 沥青
16 5 15
1.026 1.031 1.030
9.0×10-9 6.8×10-9 6.0×10-9
4.比热
• 物质在被加热时，物质的热量增加，温度上
升，单位物质升高1℃所吸收的热量，称为
热容量，每1g物质的热容量即为比热。
道路沥青的比热和热传导系数，在计算 沥青加热和保温贮存时所需要的能量是 重要参数。
几种沥青的比热
沥青 委内瑞拉 直馏沥青 委内瑞拉 直馏沥青 委内瑞拉 直馏沥青 墨西哥直 软化点 针入度 0℃比热Cp Cp的温度变 0℃热传导系 K的温度变 化系数α 47×105 54×105 数k w/(m.k) 0.136 0.141 化系数 11.0×10-4 16.2×10-4 （℃） （0.1mm） （cal/g） 39.5 62.5 177 23 0.425 0.409
5 16
1.036 1.27
4.1×10-9 7.0×10-9
煤沥青
氧化沥青不同温度的透水系数
温度（℃） 透水系数 (g/cm/cm2/mmHg/h)
15
25
35
40
50
55
9.7
12.6
17.7
19.8
25.7
28.9
透水性沥青混凝土在路用性能方面上的优点:
(1)透水性路面可以避免雨天路面积水形成水膜,提 高路面抗滑性能; (2)减小路面反光,改善路面标志的可见度,改善车辆 行驶的安全性和舒适性; (3)吸收车辆行驶产生的噪音,有利于创造安静舒适 的交通环境。 此外,使用透水性材料铺设具有排水性的道路,可以 减轻集中降雨季节道路排水系统的负担;有助于补充 城市地下水资源,保持土壤湿度,增加城市透水、透 气面积,调节城市气候,降低地表温度,改善城市环境, 保持生态平衡。
八
沥青的减震性
• 减震性是使物体振动衰减的性质，它是通
过吸收振动源的能量转化为热能而使物体
振动速度或者振幅衰减的一种能力，通常
是为了消除振动产生的噪音，所以又称隔
音性能。
• 沥青的减震系数与温度，沥青的密度，脆
点有关
• 物体在频率ƒn条件下发生共振， 振幅达到最大值，减震系数η 按下式定义：
max 1/2max
3.热传导系数
•沥青的热导率是表示在温度平衡过程中热传 导的速率。与沥青的导热性成正比，而与沥青 的比热容、密度成反比。
•当体系内部存在温度梯度时，热量从温度高
的部位单方向地向温度低的部位传递，单位面
积内单位时间所传递的热量称为热容量，它与
温度梯度dT/dx表示的温度差成正比4.加热试样后，加热速度迅速达到14～17 ℃/min.当试样温度到预期闪点前56℃时， 降低加热速度，在到达预期闪点前28℃时控 制加热速度为（5.5±0.5）℃/min.
• 5.当试样温度达到预期闪点前28℃时开始， 每隔2℃将点火器的火苗沿试样杯的中心做 弧线水平扫过一次，经过杯口的时间约1s。
沥青溶解度计算公式：
式中： Sb--沥青试样的溶解度,％； m1--古氏坩埚与玻璃棒纤维滤纸合计质量,g； m2--锥形瓶与玻璃棒合计质量,g； m3--锥形瓶、玻璃棒与沥青试样合计质量,g； m4--古氏坩埚、玻璃纤维滤纸与不溶物合计质量,g; m5--锥形瓶、玻璃棒与粘附不溶物合计质量,g。
三
六
沥青的黏附性
• 黏附性与黏结性不同，黏附性是指沥青与
别的物体，例如筑路用的砂石骨料之间的
粘附能力。而黏结性是指沥青本身内部的
黏结能力。 • 沥青黏附薄膜的厚度对黏附作用有重要影
响。随着薄膜厚度减小，黏附力增大。
• 沥青黏结性的指标用黏度来表示。 • 黏度是一种物质内摩擦力的度量。
• 沥青黏结性测定的方法主要有两种：
浴加热。
• TOC（泰格开口杯法）：适用于闪点低于
93℃的液体石油沥青，采用水浴加热，主 要是控制好加热升温速度。
• 3.闪点是反映沥青在施工过程中安全 性能的指标。
• 各国大体规定了闪点应不低于230～
260℃，对透层油用的中慢凝液体石油 沥青分别规定闪点为65℃或70～120℃。
四
沥青的电性能
96.5
65.0 84.5 86.5
7
22 39 25
0.382
0.429 0.430 0.402
73×105
35×105 32×105 56×105
0.144
0.137 0.141 0.150
16.7×10-4
7.3×10-4 7.09×10-4 13.3×10-4
馏沥青 墨西哥氧
化沥青 墨西哥氧 化沥青
沥青的闪点
• 1.沥青闪点是试样在规定的开口杯盛
样器内按规定的升温速度受热时所挥 发的气体以规定的方法与试焰接触，
初次发生一瞬即灭的火焰时的试样温
度，以℃表示。
• 2.试验方法： • COC（克利夫兰开口杯法）：适用于测定粘 稠石油沥青、煤沥青及闪点在79℃以上的
液体石油沥青材料的闪点和燃点，采用油
• 三氯乙烯、沥青试样、玻璃纤维滤纸、烘箱、干 燥器、古氏坩埚、锥形烧瓶和玻璃棒等。
• 试验步骤：
• (1)用预先干燥的锥形烧瓶称取沥青试样2g(m3)， 准确到0.2mg。 • (2)在不断摇动下，分次加入三氯乙烯100mL，直 至试样溶解后盖上瓶塞，并在室温下放置至少 15min。
• (3)将已称质量的滤纸及古氏坩埚，安装在过滤烧 瓶上，用少量的三氯乙烯润湿玻璃纤维滤纸。然 后，将沥青溶液沿玻璃棒倒入玻璃纤维滤纸中， 并以连续滴状速度进行过滤。必要时，使用水流 泵或真空泵过滤。过滤时，应少量溶解洗涤古氏 坩埚的玻璃纤维滤纸，直至滤液无色透明为止。
振幅
f1 fn f2 频率
九
其他物理性质
•（1）触变性
•（2）软化点
•（3）感温性
•（4）针入度指数
沥青密度实验
• 密度计算公式：
b
m3 m1 × w m2 m1
• m1比重瓶质量
• m2比重瓶盛满水时的合计质量
• m3比重瓶盛满时试样的合计质量
• 沥青闪点实验 • 步骤： • 1.将试样杯洗干净，烘干，至于支架上，加 热板放在可调电炉上 • 2.将温度计通过温度计夹后，垂直插入试样 杯中，水银球端距杯底6.5mm.将制备好的沥 青试样注入试样杯中至标线处。 • 3.全部装置应置于光线较暗，无明显空气流 通处。调节火焰火苗成（4±0.8）mm的小火 球。
• 6.当试样液面上最初出现一瞬即灭的蓝色火 焰，立即几下温度计读数，作为试样的闪点。
• 7.继续加热，保持加热速度为（5.5±0.5）
℃/min。当试样接触火苗立即着火，并能
持续燃烧不小于5s时，停止加热，记录温
度计的读数，作为试样的燃点。
谢谢！
• 1.沥青的导电率
• 导电率：表示电流在物质中传输的难 易程度，是电阻的倒数。单位是s/m。
• 沥青越硬，导电率越小
• 2.沥青的介电常数 • 沥青的介电常数是沥青的电性质，
按下式确定：
• (1)英国运输与道路研究所（TRRL）研究认为，
沥青在阳光的紫外线、氧气、雨水和车辆油滴 的影响下，其耐候性与沥青的介电常数有关。 • (2)同时认为，路面的抗滑性也与沥青的介电 常数有关。 • (3)蜡的存在对介电常数有不良的影响，尤其 是极性化合物浓度大时，影响更大。
五
沥青的热性质
• 沥青的热性质主要包括比容与热膨胀、比热 与热传导等方面的性质。
• 1.比容
沥青的比容是密度的倒数，即单位质量的
体积，它随温度的升高而增大。
2.热膨胀系数
• 每升高1℃增加的体积即沥青的膨胀系数。 道路沥青的体积膨胀系数一般可取 0.0006ml/ml/℃
• 工程应用：沥青的体积膨胀系数与路面的路 用性能有密切关系，体积膨胀系数越大，则 夏季沥青路面越容易产生泛油，而冬季又容 易出现收缩开裂。
• (4)取出古氏坩埚，置通风处，直至无溶剂气味为 止；然后，将古氏坩埚移入温度为105℃±5℃的 烘箱中至少20min；同时，将原锥形瓶、玻璃棒等 也置于烘箱中烘至恒重。
• (5)取出古氏坩埚及锥形瓶等置于干燥器中冷却 30min±5min后，分别称其质量(m4、m5)，直至连 续称量的差不大于0.3mg为止。
（1）碳酸钠溶解法 （2）热水溶解法
• 影响沥青与石料黏附的因素：
（1）沥青品种 （2）石料种类 （3）石料的表面状态 （4）沥青温度
• 为改善沥青对石料的黏附性，提高沥青混 合料的抗水性，通常可以采取以下措施：
（1）在沥青中添加抗剥落剂 （2）在拌制沥青混合料时添加消石灰粉或水泥 （3）选用碱性石料 （4）保证石料表面的清洁度
为测定标准的。
• 沥青密度的表达式： • 沥青密度（25℃）=沥青比重（ 25℃／
25℃）× 水的密度（25℃）
• 沥青密度（25℃）=沥青密度（ 15℃）
× VCF
• 沥青相对密度（ 25℃／25℃）=沥青密 度（25℃）／水的密度（25℃）
• 2.沥青密度的工程应用
工程上常用25℃的密度作为计算，用于储罐