第5章 沥青材料
- 格式:ppt
- 大小:261.00 KB
- 文档页数:76
第5章沥青材料本章导学学习目的:沥青是一种典型的有机胶结材料,也是现代高速公路及城市道路的主要路面胶结材料和常用的防水材料;通过本章的学习,重点掌握沥青的主要性能特点,深刻认识沥青性能于环境的关系,为沥青混合料的学习打下基础。
教学要求:结合现代路面工程和屋面防水工程,讲解沥青材料的主要技术性能,重点使学生掌握,沥青性能与组成及环境的关系,并了解沥青防水材料的基本性能。
学习重点:1.通过学习沥青的分类和石油沥青的生产,了解不同生产工艺和基属的沥青的性能特点。
2.重点掌握石油沥青的组成和结构,包括组分组成和胶体结构组成,及其对路用性能的影响。
3.学习掌握石油沥青的重要技术性质的含义、测试方法及所表征的路用性能。
有条件的学员应亲自动手进行三大指标试验,并通过阅读参考文献了解美国SHRP沥青指标体系中对沥青性能的要求。
4.通过阅读参考文献,了解有关沥青老化和改性的知识。
5.结构工程专业的学员还应掌握常用的沥青基防水卷材的基本性能。
提示:沥青材料是目前我国高速公路面层的主要胶结材料,同时也是重要的屋面防水材料,由于沥青属于有机胶凝材料,因此具有与无机胶凝材料明显不同的性能特点和使用注意事项,学习中应注意对比掌握。
5.1沥青的分类与生产5.1.1沥青的分类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)的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。
沥青属于有机胶凝材料,与矿质混合料有非常好的粘结能力,是道路工程重要的筑路材料;沥青属于憎水性材料,结构致密,几乎完全不溶于水和不吸水,因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗;同时沥青还具有较好的抗腐蚀能力,能抵抗一般酸性、碱性及盐类等具有腐蚀性的液体和气体的腐蚀,因此可用于有防腐要求而对外观质量要求较低的表面防腐工程。
对于沥青材料的命名和分类,目前世界各国尚未取得统一的认识。
现就我国通用的命名和分类简述如下: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。
第五章:沥青混合料试验检测技术作为高等级道路路面的主要结构形式之一,沥青混合料路面以其表面平整、坚实、无接逢、行车平稳、舒适、噪音小等优点,在国内外得到广泛的应用。
为了保证高等级公路在高速、安全、经济和舒适四个方面的功能要求,沥青混合料除了要具备一定的力学强度,还要具备高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗渗性等各项技术要求。
因此道路工程建设过程中,对沥青混合料的各项性能进行准确的检测,以确保沥青路面的工程质量。
本章简略介绍沥青混合料的组成结构和技术性能,重点介绍沥青混合料组成设计方法和技术性能指标的检测方法,同时介绍SMA的设计及检测方法第一节沥青混合料的分类及其技术要求沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的矿质混合料与粘结材料沥青经拌和而成的混合材料,一般我们将沥青混凝土和沥青碎石通称为沥青混合料。
一、沥青混合料的分类(一)按结合料分类1.石油沥青混合料:以石油沥青为结合料的沥青混合料。
2.煤沥青混合料:以煤沥青为结合料的沥青混合料。
(二)按施工温度分类1.热拌热铺沥青混合料:简称热拌沥青混合料。
沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。
2.常温沥青混合料:以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。
(三)按矿质混合料级配类型分类1.连续级配沥青混合料:沥青混合料中的矿料是按级配原则,从大到小各级粒径都有,按比例相互搭配组成的混合料,称为连续级配沥青混合料。
2.间断级配沥青混合料:连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。
(四)按混合料密实度分类1.密级配沥青混凝土混合料:按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料,但其粒径递减系数较小,设计空隙率3%-6%。
2.半开级配沥青混凝土混合料:按级配原则设计的连续型级配混合料,但其粒径递减系数较大,设计空隙率6%-12%。
3.开级配沥青混凝土混合料:按级配原则设计的连续型级配混合料,但其粒径递减系数较大,设计空隙率大于18%。
第五章沥青及沥青混凝土1 概述沥青材料的定义沥青是一种有机胶凝材料,常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体。
有良好的憎水性、粘结性和可塑性,能抗冲击荷载的作用,对酸碱盐等化学物质有较强的抗侵蚀能力。
在交通、建筑、水利等工程中,广泛用作路面、防潮、防水和防潮材料。
分类:1、地沥青:①天然沥青(自然形成)②石油沥青2、焦油沥青:①页岩沥青②木沥青③煤沥青沥青建筑材料沥青材料一般情况下却很少单独使用;在工程上使用的沥青必需具有一定的物理性质,如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,在加工和使用时具有抗“老化”能力,与各种骨料和结构表面有较强的粘附力,以及对构件变形的适应性和抗疲劳性等。
因此在工程上使用的沥青材料通常都是改性沥青和沥青混合料。
(一)改性沥青改性沥青是指按工程需要的物理特性,对沥青材料进行人工改造,使其满足工程要求的沥青材料。
改性方法通常有掺配法、填充、乳化。
(二)沥青混合料沥青混合料是沥青与级配合适的矿物质材料拌和均匀配制成建筑沥青材料。
常见的沥青混合料有沥青混凝土、沥青砂浆、沥青胶(又称玛碲脂)及沥青嵌缝油膏等,主要用于铺路、水工防渗及建筑防水。
7.1石油沥青一、石油沥青石油沥青是石油原油经蒸馏等方法提炼出各种轻质油(如汽油、煤油和柴油等)及润滑油以后的残留物,或再经加工而得的产品。
一石油沥青的组成和结构1、石油沥青的组分石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非金属(主要为氧、硫、氮等)衍生物组成的复杂混合物。
它是石油中分子量最大、组成和结构是为复杂的部分。
化学组分分析就是将沥青分离为物理化学性质相近,而且与沥青性质又有一定联系的几个组。
石油沥青的化学组分有三组分和四组分两种分析法。
石油沥青三组分分析法:油分、树脂(沥青胶质)、沥青质。
四组分分析法:饱和分,芳香分,胶质和沥青质。
(1)油分: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,在170℃较长时间加热时会挥发,能溶于多种有机溶剂,但不溶于酒精。
沥青材料的知识点总结1. 沥青的来源沥青是一种天然产物,主要来自石油炼制过程中的残渣。
石油中的沥青通常在炼制过程中被分离出来,形成胶状物质,后来被用于道路铺装。
此外,沥青还可以从天然沥青矿中开采,这些矿藏通常位于地下,需要进行采矿和提炼。
2. 沥青的制备沥青的制备过程包括炼制、改性和添加剂,其中炼制是最基本的过程。
在炼制过程中,石油中的沥青被加热,随后通过蒸馏、溶剂萃取或其他方法分离出来。
接着,沥青通常需要经过改性处理,以改善其性能和耐久性。
添加剂的使用也可以改善沥青的特性,使其更适合特定的应用。
3. 沥青的性质沥青具有多种有趣的性质,包括粘度、黏度和弹性。
粘度用来描述沥青的流动性和黏附性,而黏度则描述了沥青的内聚力和凝固特性。
弹性表示沥青在受力后能够恢复原状的能力。
这些性质使得沥青成为一种理想的道路材料。
4. 沥青的应用沥青主要用于道路铺装,这包括新建道路和现有道路的维护。
沥青混凝土是一种常见的道路铺装材料,它由沥青、矿料和粘合剂组成。
此外,沥青也用于屋顶防水、防水涂料和其他建筑领域。
它在修补裂缝和封闭混凝土表面方面也有广泛的应用。
5. 沥青的环境影响沥青在生产、应用和废弃阶段都会对环境产生影响。
在生产阶段,炼制和改性过程会产生大量废水和尾气,对周围环境造成污染。
此外,造成用沥青铺装覆盖的道路会导致水文循环的变化和城市热岛效应。
废弃的沥青混凝土也会对土壤和地下水产生负面影响。
总的来说,沥青是一种重要的建筑材料,它在公路建设和维护中发挥着关键作用。
然而,要注意沥青生产和应用过程中可能产生的环境问题,并采取适当的措施减少其负面影响。
《道路⼯程材料》习题册参考答案(全)_《道路⼯程材料》习题册参考答案绪论及第⼀章岩⽯⼀、填空题1、密度、孔隙率2、常温常压煮沸真空抽⽓3、直接冻融法质量损失百分率耐冻系数4、耐冻系数抗冻性5、抗压强度磨耗率6、分计筛余百分率累计筛余百分率通过百分率7、细度模数8、吸⽔率饱和吸⽔率9、⾃由吸⽔煮沸真空抽⽓10、酸性碱性中性11、4.75mm、2.36 mm12 国家标准、部委⾏业标准、地⽅标准、企业标准GB , QB13 标准名称,标准分类,标准编号,颁布年份14 岩浆岩,沉积岩,变质岩15 3%⼆、选择题1、C2、B3、A4、B5、D6、B7、B8、D9、D 10、D 11、C 12、D 13、A三、判断题1、×2、√3、×5、×6、×7、√8、×9、√ 10、×四、术语1、碱-集料(⾻料)反应——胶凝材料(如⽔泥)中含有碱性氧化物(Na2O,K2O),与集料中含有的活性成分(如SiO2)发⽣化学反应,⽣成物导致结构破坏的现象。
2、密度——在规定条件下,材料在绝对密实状态下的单位体积的质量。
3、表观密度——材料在⾃然状态下单位体积的质量。
4、⽑体积密度(岩⽯)——在规定条件下,烘⼲岩⽯矿质实体包括孔隙(开⼝和闭⼝孔隙)体积在内的单位⽑体积的质量。
5、孔隙率——是指岩⽯孔隙体积占岩⽯总体积(包括开⼝和闭⼝孔隙)的百分率。
6、⽐强度——材料强度与其密度的⽐值。
7、抗冻性(岩⽯)——是指岩⽯能够经受反复冻结和融化⽽不破坏,并不严重降低岩⽯强度的能⼒。
8、级配——是指集料中各种粒径颗粒的搭配⽐例或分布情况。
五、计算1、烧结粘⼟砖进⾏抗压试验,⼲燥状态下的破坏荷载为207KN,饱和⽔状态下的破坏荷载为172.5KN,砖的受压⾯积均为115×120mm2。
试问该砖能否⽤于⽔中结构。
解:软化系数172.5/172.50.8330.85207/207RAKA===<该砖不能⽤于⽔中结构。
沥青路面施工及验收规范GBJ92—86目录第一章总则第二章基层第三章材料第一节沥青材料第二节矿料第四章施工准备第五章沥青表面处治路面第一节一般规定第二节材料规格和用量第三节施工第六章沥青贯入式路面第一节一般规定第二节材料规格和用量第三节施工第七章沥青混凝土和沥青碎石路面第一节一般规定第二节沥青混合料的级配第三节沥青混凝土技术标准第四节沥青混凝土混合料配合比设计第五节沥青混合料的拌制和运输第六节施工第八章沥青上拌下贯式路面第一节一般规定第二节材料规格和用量第三节施工第九章透层、粘层与封层第一节透层第二节粘层第三节封层第十章附属工程第一节人行道、自行车道、广场与停车场第二节桥面第三节路缘石第四节雨水进水口与检查井第十一章质量控制及工程验收附录一名词解释附录二路面用沥青材料的技术要求附录三沥青路面施工气候分类附录四石料压碎值的试验方法附录五马歇尔稳定度试验方法附录六沥青混凝土混合料组成配合比设计示例(图表法)附录七本规范用词说明附加说明第一章总则第1.0.1条本规范适用于新建和改建的公路、城市道路及厂矿道路的沥青路面工程。
第1.0.2条本规范规定了表面处治、贯入式、热拌热铺的沥青碎石和沥青混凝土、上拌下贯式等沥青路面面层的施工方法。
对沥青类基层、联结层、整平层也可按本规范相应的规定使用。
第1.0.3条沥青路面施工应符合现行的关于防止沥青中毒有关安全防火标准规范的规定。
第1.0.4条对高寒地带沥青路面工程的施工除遵守本规范外,尚应按现行有关标准规范的规定执行。
第二章基层第2.0.1条沥青路面的基层应符合如下要求:一、具有足够的强度和刚度;二、具有良好的稳定性;三、表面平整、密实,拱度与面层一致;四、与面层结合良好。
第2.0.2条沥青路面的基层可按下列规定选用:一、整体型:石灰稳定土、水泥稳定土、石灰稳定工业废渣(土);二、嵌锁型:泥灰结碎石、沥青贯入式;三、级配型:级配碎(砾)石、沥青碎石、沥青混凝土。
沥青质的控制4.1简介沥青质的沉积在石油工业的上游和下游产业是一个主要问题。
沥青质被称为原油的胆固醇。
沥青质可以堵塞近井区域的储层孔隙,也可以沉积在生产管道和下游管线和设施中。
在许多含沥青质的原油油藏生产中直到油的稳定性被破坏或变为不稳定后才出现沥青质沉积的证据。
沥青质因气体的组分(压降),凝析处理,气体或气液两相的注入(CO2和液化天然气流体),酸刺激(见第5章),低ph值的阻垢挤压处理,原油混相,和高剪切或流体的潜能而不稳定。
如果这种不稳定出现在带电荷矿物的地层中,沥青质便会吸附并且改变润湿性和渗透率。
原油中高浓度的沥青质不一定会导致沥青质的沉积问题。
事实上,浓度高达20%沥青质的原油可能无会出现沉积问题,而沥青质含量低至0.2%(重量)的原油却证明引起沥青质沉积物。
重质原油含有高比例的沥青质,并在其抽提过程中带来特殊问题,管道中的运输问题和处理问题。
通过管道运输稠油和超原油的审查最近已经公布了。
高粘度,石蜡和沥青质沉积的挑战增加了地层水,盐含量以及对腐蚀问题进行了讨论的内容。
沥青质没有明确定义的亲水基和疏水基,因此,不具有两亲特性和经典的表面活性剂类似的行为。
然而,沥青质通过分层聚集形成的网状结构薄油膜有利于油包水乳液稳定性,从而靠近的水滴分开。
水最近也被证明能形成π-氢键的芳香环。
沥青质一般被定义为不溶于如戊烷、庚烷轻质烃类而溶于芳香烃溶剂的石油馏分。
然而,有可能在实验室中原油甚至在加入过量庚烷后不会产生沥青质沉淀而在现场却遇到沥青质的问题。
沥青质被认为是原油中最重的部分。
相关沥青质指的是低分子量的软沥青或简单的“树脂”,它也有着多环的极性基团却有多脂侧链性质,并且它是可溶于庚烷的。
虽然软沥青和树脂不形成有损伤的沉淀,但是人们普遍认为,他们使得溶液中的沥青质稳定。
易于溶解的沥青质(含有软沥青的“过渡材料”)已被证明对难以溶解的沥青质有着塑解作用。
沥青质是由带有脂族链的各种聚芳族结构以及含有杂原子如硫、氮、氧和金属,如镍、钒和铁的有机固体。