1、土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 1 第11-12章 瀝青與瀝青混合料 瀝青的概述 瀝青的主要特性 瀝青的分類及土木工程中常用的 瀝青 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 2 11.1石油瀝青 (1)石油瀝青的組分(按分子量分組) 1)油分 2)樹脂(瀝青脂膠) 3)地瀝青質 瀝青中的蠟含量 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 3 (2)石油瀝青的結構 （1）溶膠結構。瀝青質含量較少，膠團間完全沒 有引力或引力很小，在外力作用下隨時間發展的 變形特性與粘性液體一樣。 （2）凝膠結構。瀝青質含量很多，膠團間由吸引 力而形成立體網狀，在外力作用下彈性效應明顯。 （3）溶一凝膠結構。介于溶膠

2、與凝膠之間，并有 較多的樹脂，膠團間有一定吸引力，在常溫下受 力變形的最初階段呈現出明顯的彈性效應，當變 形增加到一定數值后，則變為有阻尼的粘性流動。 大部分優質道路瀝青均配成溶-凝膠型結構，具 有粘彈性和觸變性，故亦稱彈性溶膠。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 4 (3) 石油瀝青的技術性質（重點） 1)粘性 粘性大小的指標：針入度、標準粘度 粘性大小的測定 針入度(粘稠石油瀝青) 標準粘度(液體石油瀝青) 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 5 2)塑性 技術指標：延度 3)溫度敏感性 技術指標：軟化點 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 6 4)大氣穩定性 表示方法 5)其它性

3、質 溶解度 閃點 燃點 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 7 (4)石油瀝青的技術標準及選用 1)石油瀝青的技術標準 石油瀝青的牌號 P246 表11-3 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 8 2)石油瀝青的選用 3)石油瀝青的摻配與稀釋 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 9 11.2煤瀝青 與石油瀝青相比，煤瀝 青的性能特點如下： 溫度敏感性較大 大氣穩定性較差 塑性較差 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 10 因為含表面活性物質 較多，所以與礦料表面 粘附力較強。 防腐性好。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 11 煤瀝青與石油瀝青簡易鑒別方法 表 瀝青與石油瀝青簡易鑒

4、別方法 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 12 11.3 改性石油瀝青 礦物填料改性瀝青 摻入礦物填料的前提條件： 瀝青能潤濕礦物填料； 瀝青與礦物填料之間具有較 強的吸附力，并不為水所剝離。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 13 橡膠改性瀝青 氯丁橡膠改性瀝青 丁基橡膠改性瀝青 再生橡膠改性瀝青 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 14 樹脂改性瀝青 聚乙烯改性瀝青聚乙烯改性瀝青 聚氯乙烯改性瀝青聚氯乙烯改性瀝青 聚丙烯改性瀝青聚丙烯改性瀝青 無規聚丙烯改性瀝青無規聚丙烯改性瀝青 苯乙烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物改性瀝青丁二烯嵌段共聚物改性瀝青 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料

5、15 11.4 瀝青及改性瀝青基防水材料 防水材料的分類防水材料的分類 按形狀和用途分為按形狀和用途分為 防水涂料 防水卷材、片材 密封材料 防水材料的發展趨勢 向橡膠基和樹脂基防水材料或高聚物改性瀝青系列發展； 油氈的胎體由紙胎向玻纖或化纖方面方向發展； 密封材料和防水材料由低塑性產品向高彈性、高耐外性產 品的方向發展； 防水層的構造由多層向單層發展； 施工方法由熱熔法向冷貼法發展 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 16 按基本成分分為 瀝青基防水材料 改性瀝青基防水材料 高聚物基防水材料 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 17 11.4.1 防水涂料 施工方法：熱施工、冷施工（常溫

6、） 一、瀝青基防水涂料 1)冷底子油、乳化瀝青 2)瀝青膠（瑪蹄脂） 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 18 二、改性瀝青防水涂料 再生橡膠改性瀝青防水涂料 氯丁橡膠改性瀝青防水涂料 SBS改性瀝青防水涂料 聚氨酯防水涂料 硅橡膠防水涂料 丙烯酸酯防水涂料 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 19 防水涂料的基本性能要求 (1)固體含量 (2)耐熱度 (3)柔性 (4)不透水性 (5)延伸性 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 20 11.4.2 瀝青及改性瀝青防水卷材 按胎體分類： 有胎原紙、無紡布、玻璃絲布 無胎 瀝青防水卷材是用纖維織物、纖維氈等 胎體浸涂瀝青，表面撒布粉狀、粒狀

7、或 片狀材料制成的可卷曲的片狀防水材料。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 21 高聚物改性瀝青防水卷材 定義：以合成高分子聚合物改性瀝青為涂 蓋層，纖維織物或纖維氈為胎體，粉狀、 粒狀、片狀或薄膜材料為覆面材料制得的 可卷曲片狀防水材料。 （1）SBS改性瀝青防水卷材 （2）APP改性瀝青防水卷材 （ 3）其他品種高聚物改性瀝青防水卷材 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 22 常見高聚物改性瀝青防水卷材的特點和適用范圍 卷材名稱 特 點 適用范圍施工工藝 SBS改性瀝 青卷材 耐高、低溫性有明顯提高，卷材的彈 性和耐、疲勞性明顯改善 單層鋪設的屋面防水復合 使用，適用于寒冷地區和 結

8、構變形頻繁的建筑 冷施工或 熱熔鋪貼 APP改性瀝 青防水卷材 具有良好的強度、延伸性、耐熱性、 耐 紫外線照射及耐老化性能 單層鋪設，適合于紫外線 輻射強烈及炎熱地區屋面 熱熔或冷 貼法鋪設 PVC改性焦 油防水卷材 有良好的耐熱及耐低溫性能，最低開 卷溫度為-18 有利于在冬季負溫下施工熱、冷施 工均可 再生膠改性 水卷材 有一定的延伸性，且低溫柔性較好， 有一定的防腐能力，價格低廉 變形較大，檔次較低的防 水工程 熱瀝青粘 貼 廢橡塑改性 瀝青聚乙烯 防水卷材 綜合性能優異：較高的彈性、延伸性、 強度、熱可塑性、防水性、耐久性； 對基層伸縮和局部變形的適應能力強 屋面、地下室、立交橋、

9、水庫、游泳池等及各類儲 庫的防水、防潮、防滲 熱、冷施 工均可 鋁箔橡塑改 性瀝青防水 著卷材 綜合性能好，鋁箔水 密性、氣密性、 耐候性和陽光反射性的很好的保護層 作用，低溫柔性較好 工業與民用建筑屋面的單 層外露防水層 熱、冷施 工均可 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 23 防水卷材的基本性能要求 1）不透水性 2）溫度穩定性 3）強度、抗斷裂性及延伸性 4）低溫柔韌性 5）大氣穩定性 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 24 11.4.3密封材料 定義：在土木工程中，常出現大量的建筑結 構縫和施工縫，為保證建筑物的水密性和 氣密性，需對這些縫隙填充有一定彈性、 粘結性及密封性的材

10、料。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 25 密封材料的基本性能要求 （1）擠出性：用擠注槍施工時，應擠出流 暢，以保證施工省力、省時，充滿接縫。 （2）抗下垂性：在填充垂直縫和頂板縫時， 要求密封膏不流淌、不坍落、不下墜。 （3）自流平性：在填注水平接縫時，密封 膏應有流平及充滿縫隙的性能。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 26 常用密封材料 （1）聚氨酯密封膏 （2）聚硫橡膠密封膏 （3）丙烯酸類密封膏 （4）有機硅橡膠（硅酮）密封膏 （5）聚氯乙烯膠泥（PVC膠泥） 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 27 11.4 瀝青混合料 一、分類 1)按膠結材料種類分 石油瀝青混合料

11、(A) 煤瀝青混合料(T) 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 28 2)按施工溫度分 熱拌熱鋪混合料，即瀝青與礦 質骨料(簡稱礦料)在熱態下拌和， 熱態下鋪筑。 常溫瀝青混合料，即采用乳化 瀝青或稀釋瀝青與礦料在常溫下 拌和、鋪筑。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 29 3)按骨料級配類型分 連續級配瀝青混合料，即混合 料中的礦質骨料是按級配原則， 從大到小各級粒徑按比例搭配組 成的。 間斷級配瀝青混合料，即骨料 級配組成中缺少一個或若干個粒 徑檔次。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 30 4)按混合料密實度分 密級配瀝青混合料，壓實后剩余空隙率 小于10。C型為3% 6% F

12、型為4% 10%。 開級配瀝青混合料，指級配主要由粗骨 料組成，細骨料較少，骨料相互撥開，壓 實后剩余空隙率大于18的開式混合料。 半開級配瀝青混合料，填料較少或不加 填料，壓實后剩余空隙率在612的半 開式瀝青混合料，也稱為瀝青碎石混合料。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 31 5)按骨料最大粒徑分 粗粒式瀝青混合料，指骨料最大 粒徑為26.5mm或31.5mm的混合料。 中粒式瀝青混合料，指骨料最大 粒徑為16mm或19mm的混合料。 細粒式瀝青混合料，指骨料最大 粒徑為9.5mm或13.2mm的混合料。 砂粒式瀝青混合料，指骨料最大 粒徑等于或小于4.75mm的混合料。 土木工程材

13、料課件-瀝青與瀝青混 合料 32 二、瀝青混合料組成材料 瀝青 主要是道路石油瀝青。 瀝青的選用應根據氣候條件、交通性 質、混合料類型和施工條件來確定。 例如：較冷地區交通繁重情況下應選 用標號較高的瀝青，低溫時有較好的 變形能力，但夏季高溫穩定性不足。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 33 粗骨料 碎石、破碎礫石和鋼渣、礦渣等。石料應潔凈、 干燥、表面粗糙、無風化、耐磨、與瀝青間粘附 性好。 應采用堿性或中性石料。石料的酸堿性與礦物成 分有關(SiO2)。 提高瀝青與石料間粘附力(抗剝落性）應采取下列 措施： a.采用干燥的磨細消石灰或生石灰粉、水泥作為 填料的一部分，其用量為礦料總量

14、的12。 b.在瀝青中摻加抗剝離劑。 c.將粗骨料用石灰漿處理后使用。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 34 細骨料 天然砂（河沙、海砂）、機制砂、 石屑。 干燥、潔凈、無風化、富有棱角、 具有一定級配。用于抗滑表層時， 瀝青混合料中石屑用量不超過砂 用量。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 35 填料 粒徑小于0.075mm的礦質粉末稱 為填料。干燥、潔凈、泥土少。 巖石粉、水泥、石灰、粉煤灰。 用量不宜超過礦料總量的2%。礦 粉過細，施工和易性差。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 36 三、瀝青混合料組成結構 懸浮一密實結構 骨架一空隙結構 密實一骨架結構 土木工程材料課件

15、-瀝青與瀝青混 合料 37 四、瀝青混合料的性能 1)高溫穩定性 馬歇爾穩定度試驗 車轍試驗 2)低溫抗裂性 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 38 3)耐久性 4)抗滑性 5)施工和易性 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 39 五、瀝青混合料的技術指標五、瀝青混合料的技術指標 1）穩定度與殘留穩定度 馬歇爾穩定度（MS)：圓柱型試件在60 水中3040min，以50mm/min速度加荷， 破壞時最大的荷載(KN）。 殘留穩定度（MSo):浸水48h后穩定度與 標準穩定度的百分比。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 40 2）流值：馬歇爾實驗中達到最大 破壞荷載時試件的垂直變形(以

16、 0.1mm計)。 評價瀝青混合料抗塑性變形能力的指 標。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 41 3）空隙率（VV）% 評價瀝青混合料密實程度的指標。指壓 實瀝青混合料中空隙體積占瀝青混合料 總體積的百分率。 空隙率大，抗滑性和高溫穩定性好，但 強度低、抗滲性低、耐久性低。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 42 4）飽和度（VFA）% 也稱瀝青填隙率，是瀝青體積占礦料間 隙體積的百分率。 飽和度小，瀝青不能充分裹覆礦料，影 響瀝青混合料的粘聚性。飽和度過大， 瀝青混合料的空隙率小，夏季瀝青體積 膨脹，引起泛油，降低瀝青混合料的高 溫穩定性。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 4

17、3 課程結束 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 44 瀝青的主要特性 瀝青是一種有機混合物； 瀝青屬憎水性，具有良好的不透水性； 具有較強的抗化學腐蝕性和電絕緣性； 具有很好的粘結性和抗沖擊性； 具有很好的塑性，能適應基材的變形。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 45 瀝青的分類 土木工程中常用的主要是石油瀝青和少 量煤瀝青。 頁巖瀝青 煤瀝青 焦油瀝青 石油瀝青 天然瀝青 地瀝青 瀝青 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 46 石油瀝青 石油瀝青是石油原油經蒸餾提煉出各種輕 質油及潤滑油后的殘留物加工后得到； 分為：道路石油瀝青、建筑石油瀝青、防 水、防潮石油瀝青和普通石油瀝青。

18、 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 47 石油瀝青的油分 淡黃色或紅褐色的油狀液體。 分子量最小、密度最小的組分。 含量為45%60。 油分賦予瀝青以流動性。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 48 石油瀝青的樹脂(瀝青脂膠) 紅褐至黑褐色粘稠狀物質（半固體）。 分子量比油分大。 含量為15%30。 使瀝青具有良好的塑性和粘結性。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 49 瀝青質（地瀝青質） 深褐色至黑色固態顆粒物質。 分子量最大。 含量在5%30。 降低石油瀝青的溫度敏感性和塑 性，增加粘性和硬脆性。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 50 石油瀝青的粘滯性 粘滯性又稱粘性或稠

19、度，反映瀝青材料 內部阻礙其相對流動和抵抗剪切變形的 能力。 組分對粘性的影響：油分多，粘性小。 溫度對粘性的影響：一定溫度范圍內， 溫度升高，粘性降低。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 51 針入度 用于固態或半固態石油瀝青。 用針入度儀測定。 針入度是在250.1條件下，以規定質 量的標準針，在5s內貫入試樣中的深度， 以0.1mm為單位表示。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 52 標準粘度 用于液體石油瀝青。 用標準粘度計測定。 標準粘度是在20、25、30或60、 3mm、5mm或10mm的孔口流出50cm3瀝 青所需的時間秒數，用符號“ ”表 示，d為流孔直徑，t為試樣溫

20、度，T為流 出50cm3瀝青所需的時間。 TC d t 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 53 石油瀝青的塑性 用延度來表示。 延度測定：把瀝青制成“”形標準試件， 置于延度儀內(250.5)水中，以 (50.25)cmmin的速度拉伸，用拉斷時 的伸長度(cm)表示。 延度越大，塑性越好。 防止開裂；減小噪聲。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 54 石油瀝青的溫度敏感性 指石油瀝青的粘性和塑性隨溫度的變化 而變化的程度。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 55 石油瀝青的軟化點 液化點與固化點之間溫度間隔的87.21%為軟化 點。 瀝青軟化點一般采用環球法測定。把瀝青試樣 裝入

21、規定尺寸的銅環內，上置一直徑為9.5mm、 質量為(3.500.05)g的標準鋼球，浸入水或甘 油中，以規定的速度升溫(5min)，當瀝青 軟化下垂至規定距離(25.0mm)時的溫度即為軟 化點，以計。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 56 石油瀝青的大氣穩定性 大氣穩定性是指石油瀝青在熱、陽光、 氧氣和潮濕等因素的長期綜合作用下抵 抗老化的性能，即瀝青材料的耐久性。 老化：塑性降低、粘性增強、硬脆開裂 原因： 輕質油分揮發。 低分子化合物轉變為高分子物質， 即油 分和樹脂逐漸減少，地瀝青質逐漸增多。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 57 大氣穩定性的表示方法 以加熱蒸發損失百分率

22、和加熱前后針入度比來 評定。 其測定方法是：先測瀝青試樣的質量及其針入 度，然后將試樣置于烘箱中，在160下加熱 蒸發5h，待冷卻后再測定其質量及針入度。 計算出蒸發損失質量占原質量的百分數，稱為 蒸發損失百分率； 標出蒸發后針入度占原針入度的百分數，稱為 蒸發后針入度比。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 58 石油瀝青的溶解度 指石油瀝青在有機溶劑(如三氯乙烯、四 氯化碳等)中溶解的百分率，表示石油瀝 青中有效物質的含量，即純凈程度。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 59 石油瀝青的閃點 也稱閃火點，指加熱瀝青至揮發出的可 燃氣體與空氣的混合物在規定條件下與 火焰接觸，初次閃火(

23、有藍色閃光)時的瀝 青溫度()。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 60 石油瀝青的燃點 也稱著火點，指加熱瀝青產生的氣體與 空氣的混合物，與火焰接觸能持續燃燒 5s以上，此時瀝青的溫度即為燃點(t)。 燃點溫度比閃點溫度高約10。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 61 石油瀝青的牌號 道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石 油瀝青按針入度指標劃分牌號。例如針 入度指標為2540的建筑石油瀝青，其 牌號為30（即30號瀝青）。 防水、防潮石油瀝青按針入度指數劃分 牌號，還增加了保證低溫變形性能的脆 點指標。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 62 石油瀝青的選用 根據工程性質(道路、

24、房屋、防腐等)及當 地氣候條件，所處工程部位(屋面或地下 等)來選用不同品種和牌號的瀝青。 道路石油瀝青用于道路工程。 建筑石油用于建筑防水和防腐工程。 防水、防潮石油瀝青用于防水工程。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 63 石油瀝青的摻配 P1較軟石油瀝青用量，； P2較硬石油瀝青用量，； T摻配后的石油瀝青軟化點，； T1較軟石油瀝青軟化點，； T2較硬石油瀝青軟化點，。 2 1 21 21 p100% p100p TT TT 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 64 石油瀝青的稀釋 石油瀝青采用汽油、煤油、柴油等石油 產品系列的輕質油料作稀釋劑。 煤瀝青采用煤焦油、重油、蒽油等煤

25、產 品系列的油料作稀釋劑。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 65 煤瀝青 煤瀝青是生產焦炭和煤氣的副產 物。煙煤在干餾過程中的揮發物 質，經冷凝而成黑色粘生液體稱 為煤焦油，再經分餾加工提取輕 油、中油、重油及蒽油之后所得 殘渣即為煤瀝青。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 66 煤瀝青與石油瀝青的鑒別 鑒別方 法 石油瀝青 煤瀝青 密度法 近似于 1.0gcm 3 大于 1.10gcm 3 錘擊法 聲啞，有彈性、韌性感 聲脆，韌性差 燃燒法 煙無色，基本無刺激性臭味 煙呈黃色，有刺激性臭 味 溶液比 色法 用 3050 倍汽油或煤油溶解后，將溶液滴 于濾紙上，斑點呈棕色 溶解方法同

26、左。斑點有 兩圈，內黑外棕 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 67 礦物填料改性瀝青 礦物填料有粉狀和纖維狀兩種，常用的 填料有滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石 棉絨、云母粉、磨細砂、粉煤灰、水泥、 高嶺土、白堊粉等。 提高瀝青的粘性和耐熱性，減小瀝青的 溫度敏感性。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 68 瀝青混合料 瀝青混合料是瀝青混凝土混合料和瀝青 碎石混合料的總稱。 由適當比例的粗骨料、細骨料及填料與 瀝青拌和、壓實，剩余空隙率小于10 的混合料，簡稱瀝青混凝土(AC)；剩余 空隙率在10以上的混合料，簡稱瀝青 碎石(AM)。 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合料 69 懸浮一密實結構 連續型密級配骨料 各級骨料懸浮于次 級骨料及瀝青膠漿 之間 密實度與強度較高， 溫度敏感性強，高 溫穩定性差 土木工程材料課件-瀝青與瀝青混 合