建筑材料沥青混凝土描述PPT课件

• 1.1 普通原纸胎基油毡和油纸
• 采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂盖层的 纸胎防水卷材叫油纸，当再用高软化点沥青涂盖 油纸的两面，并撒布隔离材料后，则称为油毡。 按原纸1m2的质量克数，油毡分为200、350和500 三种标号，油纸分为200. 和350两种标号。 45
• 1.2 新型有胎沥青防水卷材
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6.2 煤沥青的主要技术性质及应用
• 煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品。 烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油， 煤焦油经分馏加工，提取出各种油质后的 产品即为煤沥青。
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6.2.1 分类
• 煤沥青可分为硬煤沥青与软煤沥青两 种。
• 硬煤沥青是从煤焦油中蒸馏出轻油、 中油、重油及蒽油之后的残留物，常温下 一般呈硬的固体；软煤沥青是从煤焦油中 蒸馏出水分、轻油及部分中油后得到的产 品。
低温时又有较好的形变能力。 • C.凝胶结构——具有温度稳定性较好，但低温变
形能力较差。
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• 6.1.2沥青的主要性质及其测试方法
• 1.沥青的主要性质及测试方法
• （1）粘滞性
• 石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相 对流动的一种特性。也可以说，它反映了沥青软 硬、稀稠的程度。是划分沥青牌号的主要技术指 标。
• 由于沥青中含有水分，施工前要进行 加热熬制。在加热过程中，应加快搅拌， 促使水分蒸发，并降低加热温度，而且锅 内沥青不能装得过多。
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6.1.3 沥青的技术质量标准
• 沥青的主要技术标准以针入度、延伸 度、软化点等指标表示，见表6.1
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表6.1 石油沥青的质量指标
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6.1.4 石油沥青的简易鉴别

二标准依据密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准二标准依据沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准二标准依据sma混合料马歇尔试验配合比设计技术要求二标准依据ogfc混合料技术要求二标准依据沥青混合料车辙试验劢稳定度技术要求二标准依据沥青混合料水稳定性检验技术要求二标准依据沥青混合料试件渗水系数mlmin技术要求10三实验内容试验一石料的抗压强度和磨耗试验试验二粗细集料的筛析试验试验三沥青混合料组成设计试验四沥青混合料的制备试验五沥青混合料物理指标测定试验六沥青混合料马歇尔稳定度试验试验七沥青混合料车辙试验11一粗细集料的筛析试验13拌和站的料场17粗细集料的筛析试验试验目的
；.
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沥青混合料马歇尔稳定度试验
①合格的试件，12h后，先测物理指标 视密度ρ、空隙率Vv、沥青体积百分比Vb、 矿料间隙率VMA、(沥青填隙率)饱和度VFA
②60℃恒温水槽养生30-40min
③加载速度50mm/min，测荷载最大值及对应的流值。
注：试验时间不得超过30s（从恒温水槽中取出到测出荷载最大值）
试验室配合比设计分为:
1. 矿质混合料配合组成设计 2. 沥青最佳用量确定
( 配合比设计 )
矿质混合料配合组成设计的目的:
1.具有足够密实度 2.具有较高的内摩阻力
；.
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沥青混合料组成设计
应满足两方面的基本要求：
矿质混合料
1.最小空隙率
水泥混凝土中的矿质混合料是以空隙作为控制水泥混凝土强 度的最主要因素，沥青混凝土也同样。
2. 根据现场取样,对 粗集料 进行筛析试验 细集料 矿粉
由筛析结果确定矿质材料配合比 实际材料设计
3. 实际材料设计与标准 (规范规定) 进行比较
；.

第一章 绪 论
三、主要技术性质 (2)温度敏感性（石油沥青软化点） 在相同的温度变化间隔里，各种沥青粘性
变化幅度不同，随温度变化而产生的粘性变化 幅度较小的沥青，其温度稳定性就好。软化点 越高，沥青的耐热性越好，即温度敏感性越小， 温度稳定性好。
建筑工程要求沥青的粘性和塑性在温度变 化时，其变化幅度较小，即温度敏感性小 。 工程中常通过加入滑石粉、石灰石粉等矿物质 来减小其温度敏感性。
③地沥青质（沥青质）为深褐色至黑色固态无定形物 质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上）。染色 力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。
第一章 绪 论
3.石油沥青
（1）组成 表1-1 石油沥青各组分的特性
组分 名称
油分
颜色无色至 淡黄色 Nhomakorabea胶质 黄色至 （树脂） 黑褐色
地沥青 深褐色
质
至黑色
状态 密度
分类
按其在 自然界 获得的 方式可 分为两 大类
地沥青 焦油沥青
天然沥青
石油在天然条件下，长时间地球物理 → 作用下所形成的产物
石油沥青 → 石油经炼制加工后所得的产物
煤沥青 → 由煤干馏所得到的煤焦油在加工所得的产物
页岩沥青 → 由页岩炼油所得的工业副产品
按生产方法分：直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥青、调和沥青、乳化沥青、改性沥青； 按外观形态分：液体沥青、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体等； 按用途分：道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专业沥青等；
第一章 绪 论
二、技术指标 6.软化点 沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定
尺寸和质量的金属钢球，放于水或甘油中，以规 定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度， 以℃表示。

温度稳定性可用针入度－温度感应系 数 A 或针入度指数 P I 表示。
lg 800 lg P(25o C,100g,5s) A= t软 25
(7 —1 ）
30 P I = 10 1+ 50A
(7 —2 ）
溶胶型沥青 PI <－2 ； 溶—凝胶型沥 青 －2 < PI < +2 ；凝胶型沥青 PI > +2
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。 赋予沥青以流动性, 但含量多时,降 低温度稳定性。
（2）树脂：黄色至黑褐色稠状半固体物 质，树脂中绝大部分属于中性树脂。中性 树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶 剂，难溶于酒精和丙酮。 中性树脂含量越多，石油沥青的延度 和粘结力等性能越好。 赋予沥青以粘接性、塑性、流动性。
（3）沥青质：深褐色至黑色固体，不溶于酒精、 正戊烷，溶于三氯甲烷、二硫化碳。染色力强，对 光的敏感性强，感光后就不能溶解。 决定石油沥青的温度敏感性和粘性，其含量越 多，则软化点越高，粘性越大，越硬脆。
（四）其它改性沥青
1． 矿物填充料改性沥青 为了提高沥青的粘性和温度稳定性，常在沥青中加入一定数 量的矿物填充料． （１）矿物填充料的种类 由矿物质材料经粉碎加工而成的细微颗粒．按其形状可分为 粉状和纤维状；按化学组成可分为硅化合物类、碳酸盐类等。

普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大于5％，有的达20％以上，因而 温度敏感性大，故在工程中不宜单独使用，只能与其它种类石油沥青掺 配使用。
第7章 沥青及沥青混合料
§ 7.2 沥青混合料的组成与性质
沥青混合料是一种粘弹塑性材料，具有良好的力学性 能，一定的高温稳定性和低温柔性，修筑路面不需设置接 缝，行车较舒适。而且，施工方便、速度快，能及时开放 交通，并可再生利用。因此，是高等级道路修筑中的一种
粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故 工程中常用相对粘度(条件粘度)来表示粘滞性，对于粘稠( 半固体或固体)的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青 则用标准粘度表示。
第7章 沥青及沥青混合料
针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针入度值
越小，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入度是在规定温度
第7章 沥青及沥青混合料
1) 油分：油分为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，在石油沥青中，油分的含 量为40％一60％。油分赋予沥青以流动性。
2) 树脂：树脂又称脂胶，为黄色至黑褐色半固体粘稠 物质，分子量比油分大，沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。 中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等性能愈好。 另外，树脂中还含有少量酸性树脂。它改善了石油沥青对矿 物材料的浸润性。在石油沥青中，树脂的含量为15％一30％， 它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
第7章沥青及沥青混合料
沥青在建筑、公路、桥梁等工程中有着 广泛的应用，主要用于生产防水材料和 铺筑沥青路面、机场道面。
第7章 沥青及沥青混合料
§ 7.1 沥青材料
7.1.1 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，或再经加工而得的产品。它是一种有 机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘性液体，颜色 为褐色或黑褐色。采用不同产地的原油及不同的提炼加工 方式，可以得到组成、性质各异的多种石油沥青品种。按 用途不同将石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青、 防水、防潮石油沥青和普通石油沥青。

规定：高速公路，不宜小于800次/mm
一级公路、城市主干道，不宜小于600次/mm
影响混合料高温稳定性的因素：
沥青用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料尺寸、形状
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
2.1 高温稳定性
车辙实验方法首先是英国运输与道路研究试验所(TRRL) 开发的，并经过了法国、日本等道路工作者的改进与完善。
沥青混合料的抗剪强度与形变速率也有关，粘聚力 C 值随 形变速率的增加而显著提高，内摩阻角随形变速率的变化很 小。
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
高温稳定性 低温抗裂性 疲劳特性 耐久性 水稳定性 抗滑性 施工和易性
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
在沥青用量固定的情况下，矿粉的用量多少也直接影响沥
青混合料的密实程度及粘结力，矿粉用量不能过多，否则使沥
青混合料结团成块，不易施工。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素 矿料的级配类型及表面性质对沥青混合料抗剪强度的影 响
粗、细骨料及填料 较稀沥青分布其间
密实级配的矿质骨架 沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
胶浆理论：(现代理论) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆－微分散体系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆－细分散体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料－粗分散体系
特点: 高稠度沥青 / 沥青用量大 / 间断级配
道路工程材料

10
沥青中的蜡
蜡会降低石油沥青的粘结性和塑性，对温度 特别敏感。 易出现的问题： 高温发软，会导致沥青路面高温稳定性下降，出现
车辙； 低温变得脆硬，低温抗裂性降低，出现裂缝； 沥青与石料的粘附性降低，在有水的条件下，使路 面石子产生剥落现象，造成路面破坏； 路面的抗滑性降低，影响路面的行车安全。
本章教学目标
主要掌握：石油沥青的基本组成和 结构特点、工程性质和测定方法。 了解：沥青及沥青混合料的应用。
1
第一节
沥青材料
第二节
沥青混合料
2
第一节
沥
青
1.概述 2.沥青的主要技术性质 3.工程实例分析
3
概
述

定义

分类

应用
4
定义
沥青—— 是由一些极其复杂的高分子的
碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属 （氧、硫、氮）衍生物所组成的混合物。
请观看延伸度试验
延伸度↑ ，塑性 ↑
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影响因素
组分：树脂含量↑ ，塑性 温度：温度↑ ，塑性 ↑ ↑ ↑
拉伸速度：拉伸速度↑ ，塑性
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温度敏感性 定义 衡量指标 影响因素 工程实际



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定义
温度敏感性——指石油沥青的粘滞性和塑性随 温度升降而变化的性能。 温度敏感性大： 粘滞性和塑性随温度的变化大
粘滞度Ctd↑ ，粘滞性 ↑ 请观看粘滞度试验
固态或半固态沥青：用针入度表示，指在温度为25℃的条 件下，以质量100g的标准针，经5s沉入沥青中的深度（每深 入0.1mm为1°）。 针入度↑ ，粘滞性 ↓ 请观看针入度试验
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等。
沥青路面施工工艺相对简单， 对设备要求较低，施工速度快。
水泥混凝土路面施工工艺相对 复杂，对设备要求较高，施工
速度较慢。
质量与维护比较
沥青路面质量与维护：沥青路面质量 受材料和施工工艺影响较大，需定期 检查和维护，防止裂缝、车辙等病害。
沥青路面具有较好的弹性和韧性，能 够适应地基变形，但需注意防止高温 软化和低温开裂。
更能满足行车需求。
05
未来发展方向
新材料的应用
高性能沥青材料
研发和应用高粘度、高软 化点、高粘弹性的沥青材 料，以提高沥青路面的耐 久性和抗车辙性能。
耐久性强的混合料
研究和使用具有优良耐磨、 防滑、抗水损害等性能的 混合料，以提高沥青路面 的耐久性和使用效果。
环保型材料
推广应用可再生、可降解、 低污染的环保型材料，降 低施工过程中的环境污染。
水泥混凝土路面质量控制
材料检测
对进场材料进行质量抽检，确保符合设计要 求。
质量检测
在各施工阶段进行质量检测，确保施工质量。
施工监控
采用高精度仪器对路面标高、平整度等进行 实时监测。
成品保护
对已完成的路面进行养护和保护，防止损坏。
03
沥青路面与水泥混凝土路面的 比较
材料比 较
01
沥青路面主要材料：沥 青、碎石、沙、矿粉等。
养护
对刚铺好的沥青路面进行养护， 确保其达到设计强度。
沥青路面质量控制
材料质量
混合料配比
施工温度
压实度
确保沥青、骨料和添加 剂的佳的沥青混
合料配比。
控制施工过程中的温度， 确保沥青混合料的粘度 和压实效果。
确保沥青路面的压实度 符合设计要求，以提高 路面的耐久性和稳定性。

4.矿料级配类型及表面性质的影响
➢ 矿料的级配类型：密级配c↑、↓；开级配c↓、↑；间断 级配c↑、↑。
➢ 矿料的表面状态：集料颗粒具有棱角、近似正方体、表面有 明显的粗糙度时，具有很大的内摩擦角（↑），混合料的 抗剪强度高（↑）。
外因：
5.温度及形变速率产生的影响
温度升高：沥青易变形，黏聚力C下降，强度降低； 温度降低：黏聚力C升高，内摩擦角变化不大，故抗剪强度
3）骨架-密实结构：是一种理想结构，它既有一定的粗集料形成骨架，又有 足够的细集料充填空隙，既有较高的粘聚力，又有较高的内摩阻角。
3.沥青混合料的强度理论
➢ 沥青混合料铺筑的路面产生破坏的主要原因： 夏季高温时的抗剪强度不足导致变形过大产生推挤、拥包等现象 冬季低温时抵抗变形能力过差导致裂缝的产生
2.沥青与矿料的吸附作用
①物理吸附 矿料与沥青间的分子力吸附，与沥青表面活性物质含量有关，且只有
在干燥状态下才具有一定的黏附力。 ②化学吸附
沥青在沥青混合料中以两种形式存在，一种为结构沥青，一种为自由沥青。
沥青与矿料交互作用后，沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜如下 图所示，在结构膜以内的称为结构沥青，在结构膜以外的称为自由沥青。
泛油
波浪
车辙
一、定义
沥青混合料是将经合理级配组成的矿质混合料（如碎石、砂、矿粉 等），与适量的沥青材料在一定温度下经拌和所组成的混合物。将沥 青混合料经摊铺后碾压成型，即成为各种类型的沥青混合料路面。
沥青混凝土： 结构是粗集料较多、细集料和矿粉也较多。 特点：对级配要求严格、密实度大、空隙率＜10%，抗渗性好。
2.沥青混合料组成结构类型
1）悬浮-密实结构：属于连续型密级配， 细集料较多，粗集料较少 特点：粘聚力大，内摩阻角小，高温稳定性差。强度主要来源于沥青的 粘结力。 沥青路面中，要求至少有一层是密级配沥青混合料。