沥青材料土木工程材料
2.分类:
沥青
地沥青 焦油沥青
天然沥青：石油在自然条件下，长时 间经受地球物理因素作用形成的产物
石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而 得的沥青产品
煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经 再加工后得到煤沥青
页岩沥青：页岩炼油工业的副产品
3.应用: 广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。
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规定有三组分。 三组分分析法
按三组分分析法所得各组分的性状列如下表。
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石油沥青三组分分析法的各组分性状
性状 组分
外观特征
油分 淡黄透明液体
树脂
红褐色粘稠 半固体
平均 分子量
碳氢比 /原子比
200～700
0.5 ～0.7
800～3000
0.7 ～0.8
含量 /%
45 ～60
15 ～30
软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘 度的一种量度。
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（2）脆点
• 沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定 极为复杂。
• 目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。 • 拉斯脆点试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将
第九章 沥青材料
沥青材料土木工程材料
第9章 沥青材料 主要内容：
1.沥青材料的基本概念 2.石油沥青的化学组分和胶体结构 3.石油沥青的技术性质和技术标准 4.其他沥青材料
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概述
1.定义
沥青材料——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）的衍生物所组成的混合物。 在常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态或液态。
以规定质量的标准针经过规定 的时间贯入沥青试样的深度， 单位：0.1mm。 常用试验条件：
规定温度：25℃ 标准针质量：100g 贯入时间：5s
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2）表示方法：P（25℃，100g，5s）。 3）表征意义
沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针入度是目前 我国粘稠石油沥青的分级指标。
规定条件为：试验温度有0℃、15℃、25℃三种； 拉伸速度5cm/min。
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沥青延度测定示意图
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（2）延度的表示方法： D（T，v） 其中，T为试验温度，v为拉伸速度。
（3）测定延度的意义 沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切的关系。 研究表明：
标号：一般取针入度的平均值。 例如：90号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）
110号沥青，针入度范围为80～１００（０.１mm）
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2.延性
——是沥青材料当在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持 变形后的形状不变的性质，以延度作为塑性的表征指标。 （1）延度的定义 延度——将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度 和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
如图，该法是将沥青试样注于 规定内径的铜环中，环上置一钢 球，在规定的加热速度下，沥青 试样逐渐软化，直至在钢球荷重 作用下滴落到下层金属板时的温 度，称为软化点，单位：℃ 。
• 表示：TR&B
• 注意：初始温度5℃
加热速度为5℃/min
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3）软化点的意义 • 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 • 针入度是在规定温度下测定沥青的粘度，
• 随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加，以及饱和蜡
和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的，有利于低温变形。
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3.温度敏感性 （1）软化点
——高温性能指标
（2）脆点
——低温性能指标
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（1）软化点 沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的
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1.粘滞性
——反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性， 是划分沥青牌号的主要技术指标。
沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。
针入度（适应粘稠石油沥青）∆
粘度
液体沥青的粘滞度（适应液体石油沥青）
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（1）针入度
1）针入度的定义 针入度——在规定温度条件下，
其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1℃/min的速度降温时，沥青薄膜 的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会 出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。
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我们讲述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。 表征这三项性质的三大指标为：
针入度、延度、软化点 是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。
熔点。沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞 流动状态，在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升 高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏 感性。 1）定义 软化点——人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中 的粘度。
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2）测定方法
我国现行试验方法要求采用环 与球法软化点。
土木工程建筑主要应用石油沥青。
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1 石油沥青的生产工艺概述
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2 石油沥青的组成和结构
1.化学组分 化学组分分析方法:将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质
有一定联系的几个组，这些组就称为组分。 我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）
物化特征
几乎可溶于大部分有机溶剂， 具有光学活性，常发现有荧 光 ， 相 对 密 度 约 0.910 ～ 0.925
温度敏感性高，溶点低于 100℃，相对密度大于1.000
地沥 青质
深褐色固体 微粒
1000 ～5000
0.8 ～1.O
5～30
加热不熔化，分解为硬焦炭， 使沥青呈黑色，相对密度 1.100～1.500
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2.石油沥青的结构
（1）溶胶型结构 （2）溶-凝胶型结构 （3）凝胶型结构
a)
b)
c)
沥青胶体结构示意图
a)溶胶型结构； b) 溶-凝胶型结构； c)凝胶型结构
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3 石油沥青的技术性质
1.物理常数
2.粘滞性
√ 3.延性 √ 4.温度敏感性 √
√ 5.耐久性
6.安全性 7.其他性质