※了解：煤沥青的组成与应用；乳化沥青的特点及其种 类；沥青防水材料的种类，性能与用途。
教学重点
※石油沥青的技术性质 ※沥青混合料的技术性质与技术标准 ※沥青混合料配合比设计
沥青与沥青混合料
9.1沥青材料 9.2沥青基防水材料 9.3沥青混合料 本章知识归纳
9.1 沥青材料
沥青材料
沥青材料是由高分子碳氢化合物及其衍生物组成的、黑色 或深褐色、不溶于水而几乎全溶于二硫化碳，且符合规定 标准的非晶态有机材料。常温时，沥青呈褐色至黑色的固 体、半固体或液体。按沥青的产源可将沥青分为地沥青和 焦油沥青，其进一步分类如下表所示。
淡黄色透 明液体
红褐色粘 稠半固体
深褐色固 体微粒
平均分子 量
200～ 700
800～ 3000
1000～ 5000
碳氢比 0.5～0.7 0.7～0.8 0.8～1.0
质量分数 （%）
物化特征
45～60 15～30 5～30
几乎可溶于大部分有机溶剂， 具有光学活性，相对密度为
0.7～1.0
温敏感性高，溶点低于，相 对密度为1.0～1.1
安徽工业大学本科生课程
（第九章 沥青与沥青混合料）
机械工业出版社
CHINA MACHINE PRESS
本章主要教学内容与要求
教学目标
※掌握：石油沥青的组成与结构；石油沥青的技术性质； 沥青混合料的组成结构；沥青混合料的配合比设计。
※熟悉：石油沥青的技术标准与选用；沥青混合料的技 术性质与技术标准。
9.1 沥青材料
（2）标准粘度 石油沥青的标准粘度计可用于测定液体石油沥青或较
稀的石油沥青的标准粘度。标准粘度是在规定温度、规定 直径的孔口流出50cm3沥青所需的时间，以s为单位。以 表示，其中t为测试温度，d为流孔直径。 4）塑性
塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏（ 即不产生裂缝或断开），并在除去外力后仍保持变形后形 状不变的性质。 5）温度敏感性
加热不熔化，分解为硬焦炭， 使沥青呈黑色，相对密度为
1.1～1.5
表6-2石油沥青四组分分析法的各组分性状
9.1 沥青材料
（2）四组组分分析法
石油沥青的四组分分析法是将石油沥青分离为：饱和 分、芳香分、胶质和沥青质。各组分性状见下表。
性状 组分
外观特性
平均相对密 平均分子
度
量
主要化学结构
饱和分
无色液体
针入度指数不仅可以用来评价沥青的温度敏感性，还可以 用来判断石油沥青的胶体结构类型。
PI<-2时，石油沥青属于溶胶结构，温度敏感性较强； PI=-2～+2时，属于溶—凝胶结构； PI>+2时，石油沥青属于凝胶结构，温度稳定性较好。
9.1 沥青材料
6）抗老化性 抗老化性是指石油沥青在使用过程中受到温度、太阳光、
地沥青
天然沥青
原油渗流到地球表面，经过自然条件下的蒸 发、老化过程而形成的沥青
石油沥青
由提炼石油的残留物制得的沥青
沥青 焦油沥青
煤沥青 页岩沥青
由烟煤、褐煤等物质，在隔绝空气和高温下 进行干馏，冷凝其挥发物而获得的煤焦 油，经再提取轻组份馏分之后的残余物
由页岩经低温干馏而得
9.1 沥青材料
石油沥青
9.1 沥青材料
（2）针入度指数 大量的试验结果显示，针入度值（P) 与温度(T)存在下图所示的关系。
(a)
(b)
由图（b）可知，针入度值的对数（lgP）与温度（T）呈线性关系，斜 率 A可以用来表征沥青的温度敏感性，称 为针入度-温度感应性系数。针入 度指数（PI）可以通过下式求出：
由该式计算出的针入度指数的变化范围为-10～15，针入 度指数（PI）越大，表示沥青的温度敏感性越低。用PI值来 评价沥青的感温性时，要求沥青的针入度数为PI =-1～+1。
温度敏感性是指石油沥青的粘滞性、塑性等物理性能 随温度升降而变化的性能。
9.1 沥青材料
石油沥青的温度敏感性常用软化点指标或针入度指数表示。
（1）软化点
软化点是反映沥青达到某种物理状态时的条件温度，由于沥青材料从固态至 液态有一定的变态间隔，故规定其中某一状态作为从固态转到粘流态的起点 ，相应的温度转为沥青软化点。沥青的软化点越高，表示沥青的耐热性越好 ，即高温稳定性好。 软化点的测定方法很多，我国采用环球法软化点仪测定，见下图。
同的胶体结构：溶胶型结构、溶-凝胶型结构和凝胶型结 构，如下图所示。
（a）溶胶型结构 （b）溶-凝型胶结构 （c）凝胶型结构
9.1 沥青材料
2. 石油沥青的技术性质
1）物理特性常数 密度、热胀系数、溶解度
2）防水性 石油沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水，而且本
身构造致密，加之它与矿物材料表面有很好的粘结力，能 紧密粘附于矿物材料表面。 3）粘滞性
表6-1 石油沥青三组分分析法的各组分性状
9.1 沥青材料
通常采用三组分分析法和四组分分析法来反映石油沥青 的组成成分与其性能之间的关系。
（1）三组分分析法
石油沥青的三组分分析法采用选择性溶解和吸附的方法 将石油沥青分离为：油分、树脂和沥青质三个组分，各组 分性状见下表。
性状 组分
油分
树脂
沥青质
外观特性
石油沥青主要是由原油经过加工炼制而得到的，其生产工 艺流程图如下图所示。
9.1 沥青材料
蒸馏法
石油沥青加工方法
溶剂法 氧化法
调配法
1. 石油沥青的结成与结构 1）石油沥青的组分 石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属衍生物组成 的混合物，主要成分为碳和氢，其余成分为氧、硫、氮等 非金属元素，此外还含有极少量的金属元素。
芳香分 黄色至红色液体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
胶质 沥青质
棕色粘稠液体
深棕色至黑色固 体
0.89 0.99 1.09 1.15
625 730 970 3400
烷烃、环烷烃
芳香烃、含S衍生物
多环结构，含S、O、N衍 生物
缩合环结构，含S、O、N 衍生物
9.1 沥青材料
2）石油沥青的胶体结构 在沥青胶体结构中，因各组分相对含量不同可形成不
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，以绝对粘度表示。沥青的绝对粘度有动力 粘度和运动粘度两种表达方式，而工程中常用针入度和标 准粘度等条件粘度来反映沥青粘度。
9.1 沥青材料
（1）针入度 针入度是在规定温度条件下，以规定质量100g的标
准针经过规定时间5s贯入沥青的深度，以0.1mm为单位， 沥青的针入度值越大，表示其粘度越小。其实验示意图如 下图所示。