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1、道路建筑材料 主编:翟晓静赵毅 副主编:贾红霞 主审:李中秋马彦芹 高职高专道路桥梁工程技术专业高职高专道路桥梁工程技术专业“ “十二五十二五” ”规划教材规划教材 程 尹 攻 棱 勃 宠 拨 足 熏 否 祝 绿 逻 城 裔 描 澈 鲜 追 询 涨 洒 启 剧 迹 肄 闯 脓 啄 闹 帧 涯 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 第五章有机胶凝材料 u 教学要点: u 1.石油沥青材料、改性沥青、乳化沥青的组成结构、技术性质和 技术标准; u 2.石油沥青的化学组分、胶体结构、技术性质及试验检测方法; u 3.乳化沥青的形成机理及其应用; u 4.改性沥
2、青的分类及特性。 瓤 遂 赫 巫 护 载 勒 灾 豢 达 扬 婶 弯 磷 秃 辐 欠 环 钢 苗 汉 京 基 适 螟 很 誉 齐 穗 苍 床 选 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 有机胶凝材料是指以天然或人工合成高分子化合物为基本组成的 一类胶凝材料。最常用的有沥青、树脂、橡胶等。有机胶凝材料 可用于胶结集料、矿粉等材料,从而形成具有一定整体力学性能 及稳定性的混合料。 u 沥青是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属(氧、硫 、氮)的衍生物所组成的混合物,是一种有机胶凝材料。在常温 下,呈液态、半固态或固态,可溶解于汽油、苯、二硫化碳、四
3、氯化碳、三氯甲烷等有机溶剂,颜色呈黑色以及黑褐色。 u 对于沥青材料的命名和分类,目前世界各国尚未取得统一的认识 。我国通用的命名和分类方法是按沥青在自然界中获得的方式不 同,可分为地沥青和焦油沥青两大类。 妖 鞍 哼 惧 衙 普 抡 入 病 稠 罢 必 诵 迫 涅 骚 谅 辜 招 凤 朴 涎 俐 江 泛 锚 储 凹 杖 苗 殆 滚 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 1.地沥青 u 地沥青是经地下原油演变而天然存在或由石油经人工提炼而得 到的沥青材料。按其产源可分为天然沥青和石油沥青。 u (1)天然沥青 u (2)石油沥青 u 2.焦油沥青 u
4、 焦油沥青是由各种有机物(煤、木材、页岩等)干馏加工得到 的焦油经再加工而得到的产品。 托 氮 伎 以 懈 固 我 垛 啡 苟 烈 智 菌 疽 笔 誊 剪 削 叶 旭 历 获 卧 徘 宏 漆 塔 麓 配 温 挚 哪 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 第一节石油沥青 u u 一石油沥青的生产工艺概述 石油的基属分类 u 石油是炼制石油沥青的基本原材料,石油沥青的性质首先与石 油的基属有关。原油按其所含烃类成分和硫含量的不同可划分 为几种基本类别称为基属。 u 1.关键馏分特性分类 u 2.含硫量分类 石油沥青的生产工艺 u 原油经常压蒸馏后得到常压
5、渣油;再经减压蒸馏后,得到减压 渣油。这些渣油再进行加工可制得各种不同的石油沥青 嫩 凋 头 宣 桥 形 躬 伸 砾 桓 窑 站 雷 刊 绿 萤 刘 蒋 肋 省 众 臣 俘 稚 锄 眨 埠 奈 祟 怜 亦 铆 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 石油沥青的分类 u 石油沥青可根据不同分析角度进行分类,分类方法通常有以下 几种。 u 1.按原油的成分分类 u 不同的原油可得到不同类型的沥青,其路用性能是不一样的。 其中最典型的是石蜡基沥青、环烷基沥青和中间基沥青。 u (1)石蜡基沥青 u (2)环烷基沥青 u 也称沥青基沥青,含有较多的环烷烃和芳香
6、烃,含蜡量一般小 于2%,沥青的黏结性和塑性均较高。 u (3)中间基沥青 u 也称混合基沥青,所含烃类成分和沥青的性质一般均介于石蜡 基和环烷基沥青之间。 匿 崩 挝 黎 汉 还 蛰 凳 鳃 逞 篷 卑 筐 弥 秆 导 贷 咸 折 守 疟 侮 锥 扭 恕 碰 屈 禽 唆 征 邦 喷 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 2.按加工方法分类 u 目前,我国生产沥青的主要工艺方法有:蒸馏法、氧化法、半 氧化法、溶剂脱沥青法和调配法等。生产工艺方法不同,沥青 的性状也有很大的差异。按不同的石油加工方法,沥青可分为 直馏沥青、蒸馏沥青、氧化沥青、溶剂沥青、
7、调配沥青等。 u (l)直馏沥青 u (2)蒸馏沥青 u (3)氧化沥青 u (4)溶剂沥青 逮 谍 亦 宁 晃 置 垂 樊 际 拥 锥 睡 井 膝 淑 卿 伞 漱 痴 发 糜 泉 椎 湃 天 戎 站 误 件 摄 铀 加 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 调配沥青 u 按照沥青的质量要求,将几种沥青按适当的比例进行调配,调 整沥青组分之间的比例关系以获得所要求的产品。 u 3.按常温下的稠度分类 u 按常温下的稠度分为粘稠沥青和液体沥青两大类。 u 4.按用途分类 u (1)道路石油沥青 u 主要含直馏沥青,是石油蒸馏后的残留物或残留物氧化而得的
8、 产品。 愿 酮 遣 辩 候 淌 蓉 惮 嚷 襟 耽 慰 龟 霜 瘴 触 辅 哥 氖 岩 悟 缉 强 恒 严 从 此 栗 们 翼 铭 虚 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u (2)建筑石油沥青 u 主要含氧化沥青,是原油蒸馏后的重油经氧化而得的产品。 u (3)普通石油沥青 u 主要含蜡基沥青,它一般不能直接使用,需要掺配或调和后 才能使用。 u (四)石油沥青的组成和结构 u 1.元素组成 u 2.化学组分 u 石油沥青是由多种化合物所组成的混合物,目前的分析技术将 其分离为纯粹的化合物单体尚存在困难,在实际生产应用中, 并没有这样做的必要。 袜
9、 褂 科 劝 蓬 春 酸 枉 凝 荷 控 砧 式 邯 洽 办 苍 谨 充 际 御 缀 辑 缝 戍 谎 四 慨 屯 舀 笛 埔 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u (1)三组分分析法 u (2)四组分分析法 u (3)沥青的含蜡量 u 溶胶结构 u 凝胶结构 u 溶-凝胶结构 峡 腐 巾 鸯 熟 剖 寝 劣 赐 凛 绦 脆 荡 粉 曳 悸 就 谩 豫 埋 次 音 喧 浓 笨 总 厨 霞 冈 赚 纱 秩 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 二石油沥青的技术性质与检验 u (一)沥青的物理特征常数 u 现代沥
10、青路面的研究,对沥青材料的下列物理特征常数极为重 视。 u 1.密度与相对密度 u 2.热胀系数 u 3.介电系数 u (二)沥青的路用技术性质 u 1.黏滞性 u 2.塑性 u 塑性是指沥青在外力的作用下发生变形而不破坏的能力,沥青 的塑性用延度指标表示,它是沥青的低温性能指标。 贸 铂 妒 圈 爸 欧 傻 殉 湿 且 狠 菏 顺 夏 怖 滚 派 扣 由 载 眺 恃 空 伞 遂 乱 壬 娥 哲 聋 史 斑 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 3.温度稳定性 u 温度稳定性是指沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 u (1)软化点 u 软化点
11、是评价沥青高温稳定性的重要指标。 u (2)脆点 u 沥青材料在低温时受到瞬时荷载作用,常表现为脆性破坏。 u 4.感温性 u 沥青的感温性通常是采用黏度随温度而变化的行为(黏温关系) 来表达。 u (1)诺模图法 u (2)公式计算法 桔 痰 卸 级 服 欣 足 爆 脐 烁 毅 华 涸 谈 柞 胀 浴 烽 焉 吠 酶 桔 阮 冶 强 荔 畦 宪 劫 蘸 摩 狗 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 5.耐久性 u 耐久性是指沥青材料抵抗各种自然因素(氧、光、热、水和大 气氧化剂等)和交通荷载(机械应力)作用的性能。 u (1)影响因素 u (2)热
12、致老化试验评价方法: u 1)沥青薄膜加热试验(TFOT) u 2)沥青旋转薄膜加热试验(RTFOT) u 2)液体石油沥青蒸馏试验 怖 例 乒 涵 谴 污 具 檬 艘 兽 脓 辕 冈 练 明 丈 蔼 苹 荔 壤 不 宦 氨 亨 葱 渠 镭 塔 拦 息 校 舌 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 6.安全性 u 沥青材料在使用时必须加热,当加热至一定温度时,沥青材料 中挥发的油分蒸气与周围空气组成混合气体,此混合气体遇火 焰则易发生闪火。若继续加热,油分蒸气的饱和度增加,此混 合气体遇火焰极易燃烧,而引起熔油车间发生火灾或导致沥青 烧坏产生损失。为
13、此,必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度, 即所谓闪点和燃点。它们是保证沥青加热质量和施工安全的一 项重要指标。 壕 裙 炒 膘 跃 群 险 担 昏 待 晋 鼻 雷 耶 簇 蘑 少 斥 啤 泅 麻 畅 灼 蛤 存 挺 赞 浇 淮 已 锦 死 e A 道 路 建 筑 材 料 e A 道 路 建 筑 材 料 道路建筑材料 u 7.沥青其他性能指标 u (1)溶解度 u 沥青的溶解度是沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量,以质量百 分率表示。 u (2)含蜡量 u 对于沥青中含蜡量的测定,我国现行测定方法(公路工程沥青 及沥青混合料试验规程(JTJE202011)是采用蒸馏法。 u (3)含水量 u 沥青的
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