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2）脆点
石油沥青
脆点是指沥青材料由黏塑状态转变为固体状态达 到条件脆裂时的温度。表征沥青在低温下,受到瞬时 荷载作用时,出现脆性破坏的性能。弗拉斯脆点仪如 图5-10所示,弯曲器如图5-11所示。
石油沥青
溶剂脱沥青是利用轻烃对渣油中各组分的不同溶解能力 将渣油分离,得到不含沥青质的脱沥青质和沥青质的脱油沥 青。溶剂脱沥青是调节渣油组成的有效手段,它在道路沥青 生产中,尤其是从不能通过蒸馏生产合格道路沥青的原油中 生产合格道路沥青具有重要作用。如图5-3所示是以丙烷为 溶剂的脱沥青基本流程。
5.2
POWEPOINT
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目录
模块5 沥 青 材 料
5.1 5.2 5.3 5.4
沥青及其分类 石油沥青
煤沥青
其他沥青
模块5 沥 青 材 料
学习目标
掌握石油沥青的技术性质、性能特点和技术标准。
了解石油沥青的化学组分和胶体结构。 了解其他各类沥青的组成和性质。
5.1
沥青及其分类
石油沥青
图5-3 溶剂脱沥青工艺流程示意图
5.2
5.2.2
石油沥青
1.
石油沥青的化学组成
石油沥青的组成和结构
石油沥青是由多种极其复杂的碳氢化合物和一些碳氢化 合物的非金属衍生物组成的混合物。表5-1为几种典型石油 沥青的化学组成。
表5-1 几种典型石油沥青的化学组成
5.2
2. 石油沥青的化学组
分
5.2
4. 温度稳定性
石油沥青
1）软化点
软化点是石油沥青材料由固体状态转变为具有一定流
动性的膏体时的温度。我国现行标准《公路工程沥青及沥
青混合料试验规程》（JTG E20—2011）规定,软化点可通 过“环球法”试验测定。将沥青试样装入规定尺寸的试验
环中,上置规定尺寸和质量的钢球,再将置球的试验环放在
(5±0.025) mm或(10±0.025) mm）的孔,漏下50 mL
所需的秒数。沥青黏度计如图5-6所示。
5.2
石油沥青
图5-6 沥青黏度计（尺寸单位：mm）
5.2
3. 塑性
石油沥青
塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破 坏的能力,是沥青性质的重要指标之一。石油沥青的塑 性与其组分有关,当树脂含量增加,其组分含量又适当时, 则塑性增大；膜层越厚,则塑性越大。 沥青延度仪与延度仪试模如图5-7和图5-8所示。
5.2
石油沥青
1—试模； 2—试样； 3—电机； 4—水槽； 5—泄水孔； 6—开关柄； 7—指针； 8—标尺 图5-7 沥青延度仪
5.2
石油沥青
A—两端模环中心点距离111.5 mm～113.5 mm； B—试件总长74.5 mm～ 75.5 mm； C—端模间距29.7 mm～30.3 mm； D—肩长6.8 mm～7.2 mm； E—半径15.75 mm～16.25 mm； F—最小横断面宽9.9 mm～10.1 mm； G—端模口宽19.8 mm～20.2 mm； H—两半圆心间距离42.9 mm～43.1 mm；I—端模孔直径6.5 mm～6.7 mm； J—厚度9.9 mm～10.1 mm 图5-8 延度仪试模
有水或甘油的烧杯中,以5 ℃/min的速率加热至沥青软化下 垂至规定距离时的温度（℃）,即为沥青软化点。沥青软化
点试验仪如图5-9所示。
5.2
石油沥青
1—温度计； 2—上盖板； 3—立柱； 4—钢球； 5—钢球定位环； 6—金属环； 7—中层板； 8—下底板； 9—烧杯
图5-9 沥青软化点试验仪
5.2
5.2
石油沥青
图5-5 针入度标准针（尺寸单位：mm）
5.2
黏滞性 2）标准黏度
石油沥青
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合料试验
规程》（JTG E20—2011）规定,标准黏度是指液体沥
青在一定温度（20 ℃、25 ℃、30 ℃或60 ℃）条件 下,经规定直径（3±0.025) mm、(4 ±0.025) mm、
石油沥青
1.
物理特征常数
5
密度
1 2
耐蚀性
4 3
介电常数
热胀系数
防水性
5.2
2. 黏滞性
石油沥青
1）针入度
我国现行标准《公路工程沥青及沥青混合 料试验规程》（JTG E20—2011）规定,针入度 是指在温度为15 ℃、25 ℃或30 ℃的条件下, 以质量(100±0.05) g的标准针,经5 s沉入沥青 中的深度（0.1 mm称1°）来表示。针入度标准 针如图5-5所示。
石油沥青
1）油分
2）沥青脂胶 （树脂）
3）地沥青质 （沥青质）
5.2
石油沥青
表5-2 几种石油沥青的化学组成分析（四分法）
5.2
3. 石油沥青的胶体结
构
石油沥青
3)
•溶-凝胶型结构
2) •凝胶型结构 1) •溶胶型结构
5.2
石油沥青
图5-4 沥青胶体结构示意图
5.2
5.2.3 石油沥青的技术性质
由煤干馏所得的煤焦油经再加工后得到的沥青,称为煤沥青。
在道路与桥梁工程中,最常用的主要是石油沥青和煤沥青两类, 其次是天然沥青。
5.2
5.2.1 石油沥青的生产工艺
石油沥青
1. 蒸馏工艺
蒸馏工艺是在炼油厂内采用塔式蒸馏法将原油经过 加热汽化、冷凝、精馏使之按沸点范围分为汽油、煤油、
柴油和蜡油等轻质产品馏分,从分馏塔顶和侧线分别抽出,
感性变小,以达到沥青的规格指标和使用性能要求。 氧化沥青的工艺流程如图5-2所示。
5.2
石油沥青
1—加热炉; 2—氧化塔; 3—混合冷凝器; 4—冷却器; 5—循环油罐; 6—气液分离罐; 7—汁水源; 8—柴油循环泵; 9—成品泵; 10—原料泵
图5-2 塔式氧化沥青的工艺流程示意图
5.2
3. 溶剂脱沥青工艺
沥青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。沥青材料按其在自然界中的获得方式可分为 两大类,即地沥青和焦油沥青。地沥青是天然存在的或石油加工后 得到的沥青材料。按其产源又可分为天然沥青和石油沥青。焦油沥 青按其干馏原料的不同可分为煤沥青、木沥青和泥炭沥青。例如,
同时原油中所含高沸点组分浓缩而得到石油沥青。图51所示为原油蒸馏工艺生产直馏沥青的示意图。
5.2石油沥青源自图5-1 原油蒸馏工艺流程示意图
5.2
2. 氧化工艺
石油沥青
沥青生产的氧化工艺是在一定温度条件下向软 化点低、针入度及温度敏感性大的减压渣油和溶 剂脱油沥青或二者的混合物中吹入空气,使其组成
发生变化,宏观表现为软化点升高,针入度和温度敏
