沥青路面和沥青混合料
第一节 石油沥青的组成
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第一节 石油沥青的组成
2．沥青的化学组分
（1）石油沥青的化学组成 为研究组成，将混合物——沥青进行分离。 化学组分：将沥青按物理、化学性质接近的化合物集中为一个
组分的分离方法。 二组分（软沥青质、沥青质） 三组分（油分、树脂、沥青质） 四组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质） 五组分（链烷分、第二酸性分、第一酸性分、氮基、沥青质）
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蜡分
(1)对沥青流变性的影响 沥青中蜡含量增加，在常温下的粘度增大；接近石蜡融化温度 （50℃）时，粘度降低。 (2)对沥青的低温性能的影响 低温下高含蜡量沥青的结晶结构网增加了沥青的刚性，表现出较高 的弹性和粘性，随着蜡含量的增加，沥青的脆性也增大。 (3)对沥青界面性质的影响 蜡的存在会降低沥青对石料界面的粘附。影响沥青路面的摩阻性能。 (4)对沥青胶体结构的影响 蜡的结晶网格会促使沥青向凝胶型胶体结构发展，但胶体系统不稳定 而具有明显的触变性。
庚烷（或石油醚）、甲苯、甲苯一乙醇（1：1）、甲苯— 乙醇为冲剂，梯度冲洗出饱和分、芳香分和胶质馏分，分 别除去溶剂后定量。 美国ASTM D 4124—97和我国SH/T 0509—92（1998）
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2）四组分的结构和特性
饱和分不能过多，过多芳香度降低，胶体体系不稳定。 油分（芳香分和饱和分）在沥青中起着润滑和柔软作用。油分含 量愈多，沥青的软化点愈低，针入度愈大，稠度降低。
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⑤蜡分
——指沥青除去沥青质和胶质后，在油分中含有的、经冷 冻能结晶析出的，熔点在25℃以上的混合组分，主要是高熔点 的烃类混合物。 结构：结构简单，正构烷烃及长烷基侧链的少环烃类为主。 特点：高温易软化，低温延展性降低，影响沥青与矿料粘结， 水稳性差。 原因：原油，石蜡基。
提高了沥青分散介质的芳香度，使胶体体系稳定
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④饱和分
——由直链或支链脂肪属烃以及烷基环烃和一些烷基芳香烃 组成的，它们是非极性稠状油类，呈稻草色或白色。 形态：稻草色或白色，非极性稠状油类。 含量：占沥青总量的5％～20％。 分子量：300～2000 作用：软化胶质和沥青质。
①沥青质 不溶于正庚烷而溶于苯（或甲苯）的黑色或棕色的无定型固体
（除C和H外，还有N、S、O）。加热时膨胀，300℃以上成焦碳和 气体。（优质沥青的必备） 形态：固体粉末 分子量：1000～100000 颗粒粒径：5～30mm 原子：C/H:1.6～2.8，绝大部分由C、H组成。 含量：5～25％，石蜡基原油1％，中东原有生产的沥青>5％。 特点：极性很强。随着沥青质含量的增加，沥青的粘结力、粘度增 加，温度稳定性、硬度提高。针入度小、软化点高。
一、元素和组分
1.石油沥青的元素组成 石油沥青是十分复杂的烃类和非烃类的混合物，是石油中
相对分子量最大、组成及结构最为复杂的部分。 主要原子(98％～99％)：C(83％～87％)、H (11％～14％) 杂原子(5%)：S、N、O。 微量金属元素：V、Ne、Fe、Na、Ca、Cu等。
不同产地沥青性质差异非常大，但元素组成相近。——元 素的数量组成与沥青性质关系不明确。
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2．沥青的化学组分
① 三组分法（马库森法） 采用选择性溶液及吸附法将沥青分成三组分
先用低分子烷烃（溶液）沉淀——沥青质 硅胶吸附可溶分——胶质 未被吸附部分——油分
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②四组分分离法 （SARA法）色谱法：
饱和分（S）、芳香分（Ar）胶质（R）和沥青质（At） 用正庚烷使沥青中的沥青质沉淀并定量； 对可溶分用中性氧化铝为吸附剂，在液固色谱柱中，以正
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沥青结合料
• 石油沥青 • 煤沥青 • 乳化沥青
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沥青性质
感温性 高温 低温 老化 粘附
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沥青分析方法
沥青组分分析 沥青结构分析 沥青技术指标分析
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③芳香分
——由沥青中最低的分子量的环烷芳香化合物组成，是胶 溶沥青质的分散介质的主要部分。 形态：深棕色的粘稠液体。 含量：占沥青总量的20％～50％。 分子量：300～2000 结构：分子量最低，环烷芳香化合物组成，是胶融沥青质的分 散介质的组要成分。非极性碳链，溶解力很强。
对于道路沥青，一般含蜡量应在3％以下。
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二、沥青的胶体结构
胶体理论：大多数沥青属于胶体体系，是由相对分子量很大，芳 香性很高的沥青质分散在分子量较低的可溶性介质中。 沥青中不含沥青质，只有单纯的可溶质时，沥青则只具有粘性液体 的特征而不成为胶体体系。沥青质分子由于对极性强大的胶质具有 很强的吸附力，因而形成了以沥青质为中心的胶团核心，而极性相 当的胶质吸附在沥青质周围形成中间相。由于胶团的胶溶作用，而 使胶团弥散和溶解于分子量较低、极性较弱的芳香分和饱和分组成 分散介质中，形成了稳固的胶体。
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②胶质
——树脂，有很强的极性，使胶质有很好的粘结力。胶质是沥 青的扩散剂或胶溶剂，胶质与沥青质的比例在一定程度上决定沥青 是溶胶或是凝胶的特性。 形态：深棕色固体或半固体，极性很强，具有很好的粘附力。 分子量：1000～50000 颗粒粒径：1～5mm 原子：C/H:1.3～1.4，大多由C、H组成，含少量的O、S、N。 特点：胶质赋予沥青以可塑性、流动性和粘结性，对沥青的延性、 粘结力有很大的影响。化学稳定性差，稍加热——沥青质