沥青部分复习资料.doc

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1、沥青部分复习资料1沥青的分类：按产源分(石油沥青、煤沥青)；按石蜡含量分（石蜡基沥青5、混合基沥青、沥青基沥青）；按加工方法分（直馏沥青、氧化沥青、裂化沥青、溶剂脱沥青）；按常温的稠度分（固体、粘稠、液体）；按用途分（道路石油沥青和建筑沥青）。2沥青的化学组分：沥青质、胶质、芳香分、饱和分；沥青质含量越高，沥青的软化点越高，粘度也越大，沥青相应就越硬、越脆，耐久性差，易老化。胶质的突出特征具有很强的粘附力，越高越好。随饱和分含量的增加，沥青的稠度降低，温度感应性加大。3蜡分存在于芳香分和饱和分中，有4种危害：低温延展能力降低使沥青的粘度降低增加沥青的温度敏感性蜡还能使沥青与石料表面的粘附性降低

2、易引起沥青路面抗滑性能的降低。4石油沥青的技术性质：粘滞性是指沥青在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗剪切变形的能力。延性是指沥青在受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，是表示沥青内部凝聚力内聚力的一种量度。感温性粘附性耐久性。5粘滞性的表征指标以粘度表示，但实际采用针入度表示，软化点也可以反映粘滞性，但主要表示感温性。软化点既是反映沥青材料热稳定性的指标，也是沥青条件粘度的一种表示方式。延性的表征指标以延度表示；感温性的表征指标是针入度指数。6 沥青的三大指标为：针入度、软化点、延度。7引起来 老化的原因：热的影响氧的影响光的影响水的影响渗流硬化。目前评定沥青抗老化能力的实

3、验方法是：沥青加热蒸发损失试验和薄膜烘箱加热试验（或旋转薄膜烘箱加热试验）。 即沥青试样在163条件下，加热蒸发5h采用蒸发损失率，蒸发后针入度比和延度作为评价指标。8新技术标准将沥青再划分三个等级即A、B、C级沥青。A级适用各个等级的的公路的任何场合和层次；B级适用于高速公路、一级公路沥青层上部约80100cm以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次和用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级适用于三级及三级以下公路的各个层次。9针入度值是在规定的温度条件下，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，以0.1mm计。即P25,100g，5S10、沥青针入度试验目

4、的：通过针入度的测定不仅能够掌握不同沥青的粘稠性以及进行沥青标号的划分，而且可以用来描述沥青的温度敏感性针入度指数。沥青针入度试验方法与步骤 (1)将试样注入盛样皿中，试样高度应超过预计针入度值lOmm。盖上盛样皿，以防落入灰尘。盛有试样的盛样皿在1530C室温中冷却115h(小盛样皿)、152h(大盛样皿)或225h(特殊盛样皿)后移人保持规定试验温度土01的恒温水槽中115h(小盛样皿)、15-2h(大试样皿)或225h(特殊盛样皿)。 调整针人度仪使之水平。检查针连杆和导轨，以确认无水和其他外来物，无明显摩擦。用三氯乙烯或其他溶剂清洗标准针，并擦干。将标准针插入针连杆，用螺丝固紧。按试验

5、条件，加上附加砝码。 (2)将盛有试样的平底玻璃皿置于针人度仪的平台上，慢慢放下针连杆，用适当位置的反光镜或灯光反射观察，使针尖恰好与试样表面接触。拉下刻度盘的拉杆，使之与针连杆顶端轻轻接触，调节刻度盘或深度指示器的指针指示为零。开动秒表，当秒表指针正指向5s的瞬间，用手紧压针人度仪按钮，使标准针自动下落贯人试样，经规定时间，停压按钮使针停止移动(当采用自动针人度仪时，计时与标准针落人贯人试样同时开始，至5s时自动停止)。 (3)压下刻度盘拉杆与针连杆顶端接触，读取刻度盘指针或位移指示器的读数，准确至05(01mm)。同一试样平行试验至少3次，各测试点之间及与盛样皿边缘的距离不应小于lOmm。

6、每次试验后应将盛有盛样皿的平底玻璃皿放人恒温水槽，使平底玻璃皿中的水温保持试验温度。每次试验应换一根干净标准针或将标准针取下用蘸有三氯乙烯溶剂的棉花或布揩净，再用干棉花或布擦干。 (4)测定针人度指数PI时，按同样的方法分别在15、25、302(或5)3个温度条件下分别测定沥青的针人度。 11沥青软化点试验（环球法）的方法与步骤 定义：人为选定的沥青由固态到液态度转变温度的范围中的一个条件粘度。(1)将试样环置于涂有甘油滑石粉隔离剂的试样底板上。将准备好的沥青试样徐徐注入试样环内至略高出环面为宜。试样在室温冷却30min后，用环夹夹着试样环，用热刮刀刮除环面上超出的部分，务使沥青试样与环面齐平

7、。 (2)实际试验操作时，根据沥青实际软化点的高低采用两种不同方式进行。 试验方法一：软化点在80以下的沥青 1)将装有试样的试样环连同试样底板置于505水的恒温水槽中至少15min；同时将金属支架、钢球、钢球定位环亦置于相同水槽中。 2)烧杯内注入新煮沸并冷却至5的蒸馏水，水面略低于立杆上的深度标记。 3)从恒温水槽中取出盛有试样的试样环放置在支架中层板的圆孔中，套上定位环；然后将整个环架放人烧杯中，调整水面至深度标记，并保持水温为505。环架上任何部分不得附有气泡。将080的温度计由上层板中心孔垂直插人，使端部测温头底部与试样环下面齐平。 4)将盛有水和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上

8、，然后将钢球放在定位环中间的试样中央，立即开动振荡搅拌器，使水微微振荡，并开始加热，使杯中水温在3min内调节至维持每分钟上升50.5。在加热过程中，应记录每分钟上升的温度值，如温度上升速度超出此范围时，则试验应重做。 5)试样受热软化逐渐开始下坠，至与下层底板表面接触时，立即读取温度，准确至0.5。 试验方法二：软化点在80以上的沥青 1)将装有试样的试样环连同试样底板置于装有321甘油的恒温容器中至少15min；同时将金属支架、钢球、钢球定位环等亦置于甘油中。 2)在烧杯内注入预先加热至32的甘油，其液面略低于立杆上的深度标记，并将盛有甘油和环架的烧杯移至放有石棉网的加热炉具上，然后将钢球

9、放在定位环中间的试样中央开始试验。 3)按上述相同的升温方法进行加热测定，最终测出试样坠落接触底板时的温度，准确至1。 4试验结果 同一试样平行试验两次，当两次测定值的差值符合重复性试验精密度要求时，取其平均值作为软化点试验结果，精确至0.5。12沥青延度试验方法与步骤 (1)将隔离剂拌和均匀，涂于清洁干燥的试模底板和两个侧模的内侧表面，并将试模在试模底板上装妥。 (2)将准备好的沥青试样仔细自试模的一端向另一端往返数次缓缓注入模中，最后略高出试模，灌模时应注意勿使气泡混入。试件在室温中冷却3040min，然后置于规定试验温度0.1的恒温水槽中，保持30min后取出，用热刮刀刮除高出试模的沥青

10、，使沥青面与试模面齐平。沥青的刮法应自试模的中间刮向两端，且表面应刮平滑。将试模连同底板再浸入规定试验温度的水槽中1-1.5h。 (3)检查延度仪延伸速度是否符合规定要求，然后移动滑板使其指针正对标尺的零点。将延度仪注水，并保温达试验温度0.5。将保温后的试件连同底板移人延度仪的水槽中，然后将盛有试样的试模自玻璃板或不锈钢板上取下，将试模两端的孔分别套在滑板及槽端固定板的金属柱上，并取下侧模。水面距试件表面应不小于25mm。 (4)开动延度仪，并注意观察试样的延伸情况。此时应注意，在试验过程中，水温应始终保持在试验温度规定范围内，且仪器不得有振动，水面不得有晃动。当水槽采用循环水时，应暂时中断

11、循环，停止水流。在试验中，如发现沥青细丝浮于水面或沉人槽底时，则应在水中加入酒精或食盐，调整水的密度与沥青试样的密度相近后，重新试验。 (5)试件拉断时，读取指针所指标尺上的读数，以cm表示。在正常情况下，试件延伸时应成锥尖状，拉断时实际断面接近于零。如不能得到这种结果，则应在报告中注明。规定条件，试验温度15，拉伸速度5cm/min。 意义：反映耐久性反映沥青在一定条件下的变性能力，低温延度大，沥青开裂性相对较小。13测定沥青密度的标准温度为15，而沥青与水的相对密度是指25相同温度下的密度之比。二者之间由下式换算： 沥青与水的相对密度（25/25）沥青密度（15）0.99614沥青与矿料的

12、粘附性，对于最大粒径13.2mm采用水煮法；13.2mm采用水浸法。粘附性5个等级，级别越高，石料碱性越大，与沥青的粘附性越强。15改性沥青常用方法：树脂类、橡胶类、SBS改性沥青、乳化沥青 优点：常温施工，节约能源便于施工节约沥青保护年环境，保障健康路面粗糙，减少事故。16沥青混合料分类按沥青类型分：石油沥青混合料和焦油沥青混合料按施工温度分：为热拌热铺沥青混合料和常温沥青混合料按矿质集料级配类型分：连续级配沥青混合料和间断级配沥青混合料按密实度分：密级配混合料（VV36）、开级配混合料（VV18）、半开级配混合料（VV612）按矿料最大粒径分：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式。17新

13、规范：连续密级配沥青混凝土混合料（密实型沥青混合料DAC；密级配沥青稳定碎石ATB，VV36）；连续半开级配沥青混合料，用AM表示；VV612；开级配沥青混合料，用ATPB表示，VV18；间断级配沥青混合料，以SMA表示，VV34。18沥青混合料的组成结构：悬浮密实结构，连续型密级配；特点：具有较高的粘聚力，较低的内摩擦角；骨架空隙结构，连续型开级配；特点：具有较低的粘聚力，较高的内摩擦角；密实骨架结构，间断型密级配。特点：具有较高的粘聚力，较高的内摩擦角。19沥青混合料的技术性质：高温稳定性低温抗裂性耐久性抗滑性施工和易性。20高温稳定性定义：指沥青混合料在夏季高温条件下经车辆荷载长期重复作

14、用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。通过马歇尔稳定度试验方法和车辙试验进行测定和评价； 低温抗裂性通过预估沥青混合料的开裂温度、评价沥青混合料的低温变形能力或应力松弛能力和评价沥青混合料断裂等方法； 耐久性采用空隙率、饱和度、和残留稳定度来表征； 抗滑性是保障公路交通安全的一个重要因素，主要取决于矿料自身或级配形成的表面构造深度、颗粒形状与尺寸、抗磨光性等方面。同时沥青用量对抗滑性也有非常大的影响，沥青用量超过最佳用量的0.5，就会使沥青路面的抗滑性指标有明显得降低。 施工和易性的影响因素首先是材料组成和施工条件。通常的做法是严格控制材料组成和配比，采用经验的方法根据现场实际状况进行调控。21

15、沥青路面所用沥青标号应根据气候条件和沥青混合料类型、道路等级、交通性质、施工方法及当地使用经验等因素，经技术论证后确定。22沥青混合料的填料的目的：填料（又称矿粉）在沥青混合料中起着很重要的作用，通过沥青和填料之间相互作用形成的结构沥青和组成的沥青胶浆，使混合料中的矿料结合成为一体。因为只有碱性石料加工成的填料与沥青才能够形成较发达到结构沥青，所以用于沥青混合料的填料只能采取石灰岩类的憎水性碱性石料加工磨细制成，且要求必须达到一定的细度。23沥青混合料马歇尔稳定度试验 目的与适用范围：用于马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验，以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。浸水马歇尔稳定

16、度试验供检验沥青混合料受水损害时抗剥落的能力时使用，通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。 仪器与材料：沥青混合料马歇尔试验仪恒温水槽真空保水容器烘箱天平温度计卡尺其他，棉纱，黄油等。 试验操作方法和步骤： 准备工作 1)制备符合要求的马歇尔试件，一组试件的数量最少不得少于4个。 2)量测试件的直径及高度：用卡尺测量试件中部的直径，用马歇尔试件高度测定器或用卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘10mm处的高度，准确至0.1mm，并以其平均值作为试件的高度。如试件高度不符合63.5mm1.3mm或95.3mm2.5mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。 3)将恒温水槽调节至要求的

17、试验温度，对粘稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为601。 4)将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出擦试干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。在上压头的球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置的压头。 (2)试验步骤 1)将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温，保温时间对标准马歇尔试件需3040min，对大型马歇尔试件需4560min。试件之间应有间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。 2)当采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机

18、或X-Y记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例。调整好计算机程序或将X-Y记录仪的记录笔对准原点。(当采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零。调整压力环中百分表，对零。) 3)启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50mmmin5mmmin。计算机或X-Y记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线并将数据自动存人计算机。 4)当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表读数及流值计的流值读数。 (3)浸水马歇尔试验方法 浸水马歇尔试验方法与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均

19、与标准马歇尔试验方法相同。 试验结果计算： 稳定度与流值直接读数；马歇尔模数T稳定度MS/流值FL 残稳MS0（48h后稳定度MS1/稳定度MS）100 24沥青混合料车辙试验目的与适用范围 用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验使用。试验基本要求是在规定温度条件下(通常为60)，用一块碾压成型的板块试件(通常尺寸为300mm300mm50mm)，以轮压0.7MPa的实心橡胶轮胎在其上往复碾压行走，测定试件在变形稳定期时，每增加lmm变形需要碾压行走的次数，以此作为沥青混合料车辙试验结果，称为动稳定度，以次mm表示。25沥青与矿料粘附性试验：水煮法（适用于大

20、于13.2mm粒径的粗集料）；水浸法（适用于小于13.2mm粒径的集料）26沥青混合料中沥青含量试验：离心分离法、回流式抽提议法、高温燃烧法27沥青含量离心分离法试验方法与步骤 (1)准备工作 1)以规定的方法在拌和厂从运料卡车上采取沥青混合料试样，放在金属盘中适当拌和，待温度稍下降后至100以下时，用大烧杯取混合料试样质量1000-1500g左右(粗粒式沥青混合料用高限，细粒式用低限，中粒式用中限)，准确至01g。 2)如果试样是在路上用钻机法或切割法取得的，应用电风扇吹风使其完全干燥，置微波炉或烘箱中适当加热后成松散状态取样，但不得用锤击以防集料破碎。 (2)操作步骤 1)向装有试样的烧杯

21、中注入三氯乙烯溶剂，将其浸没，浸泡30min，用玻璃棒适当搅动混合料，使沥青充分溶解。 注：也可直接在离心分离器中浸泡。 2)将混合料及溶液倒人离心分离器，用少量溶剂将烧杯及玻璃棒上的粘附物全部洗人分离容器中。 3)称取洁净的圆环形滤纸质量，准确至0.0lg。注意，滤纸不宜多次反复使用，有破损的不能使用，有石粉粘附时应用毛刷清除干净。 4)将滤纸垫在分离器边缘上，加盖紧固，在分离器出口处放上回收瓶，上口应注意密封，防止流出液成雾状散失。 5)开动离心机，转速逐渐增至3000rmin，沥青溶液通过排出口注入回收瓶中，待流出停止后停机。 6)从上盖的孔中加入新溶剂，数量大体相同，稍停35min后，

22、重复上述操作，如此数次直至流出的抽提液成清彻的淡黄色为止。 7)卸下上盖，取下圆环形滤纸，在通风橱或室内空气中蒸发干燥，然后放人1055的烘箱中干燥，称取质量，其增重部分(m2)为矿粉的一部分。 8)将容器中的集料仔细取出，在通风橱或室内空气中蒸发后放人1055烘箱中烘干(一般需4h)，然后放人大干燥器中冷却至室温，称取集料质量(m1)。 9)用压力过滤器过滤回收瓶中的沥青溶液，由滤纸的增重m3，得出泄漏人滤液中矿粉，如无压力过滤器时，也可用燃烧法测定。 10)用燃烧法测定抽提液中矿粉质量的步骤如下： 将回收瓶中的抽提液倒人量筒中，准确定量至mL(Va)。 充分搅匀抽提液，取出lOmL(vb)

23、放人坩埚中，在热浴上适当加热使溶液试样变成暗黑色后，置高温炉(500600)中烧成残渣，取出坩埚冷却。 向坩埚中按每1g残渣5mL的用量比例，注入碳酸铵饱和溶液，静置1h，放入1055烘箱中干燥。 取出放在干燥器中冷却，称取残渣质量(m4)，准确至1mg。28油石比：沥青占矿质混合料的百分率（外掺）。Pa沥青含量：沥青占沥青混合料的百分率（内掺）。Pb换算Pb= Pa/(1+ Pa) 沥青用量比油石比小。29沥青混合料配合比设计包括三个阶段：目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证即试验路试铺阶段。30沥青路面工程混合料的类型及矿料级配由工程设计文件或招标文件根据所建工程需要、道

24、路等级、路面类型、所处结构层层位等因素来决定。并要求沥青面层中集料的最大粒径应与该层的压实后的厚度相匹配，通常是沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的（2.3-3倍），对SMA或OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的（2-2.5倍）,以减少离析，便于压实。31沥青混合料配合比（合成级配）的要求：对高速公路和一级公路，宜在工程选定的设计级配范围内计算13组粗细不同的配合比，绘制设计级配曲线，要求这些合成级配曲线在设计级配范围的上方、中值和下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.3-0.6mm范围内不出现“驼峰”。如反复调整不能达到要求时，宜更换材料重新设计。形成S型曲线。

25、32沥青混合料配合比最佳沥青用量的确定： 以沥青用量(通常采用油石比表示)为横坐标，以沥青混合料试件的密度、空隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值指标为纵坐标，将试验结果绘制成关系曲线图 （1）确定最佳沥青用量的初始值OAC1， 取马歇尔稳定度和密度最大值相对应的沥青用量a1和a2，目标空隙率或中值对应的沥青用量a3，以及饱和度范围的中值a4，由下式计算的平均值作为最佳沥青用量的初始值OAC1。OAC1（a1a2a3a4）4 如果在所选择的沥青用量范围未能包括沥青饱和度的要求范围，按下式 计算其余几项的平均值作为OAC1。 OAC1（a1a2a3）3(2)确定沥青最佳用量的中值：OAC2 以各

26、项指标均符合技术标准（不包括VMA）的沥青用量范围OACminOACmax的中值作为OAC2。 OAC2（OACminOACmax）2 首先检查在沥青用量为初始值OAC1时，沥青混合料的各项指标是否满足设计要求，同时检验VMA是否符合要求。当符合要求时，由OAC1及OAC2综合决定最佳沥青用量OAC。否则应调整级配，重新进行马歇尔试验配合比设计，直至各项指标均能符合要求为止。 (3)根据OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC。 最佳沥青用量OAC的选择应通过对沥青路面的类型、工程实践经验、道路等级、交通特性、气候条件等诸多因素的综合考虑分析后，加以确定。 一般情况下，当OAC1及OAC2

27、的结果接近时，可取二者的平均值作为最佳沥青用量OAC。 当OAC1及OAC2结果有一定差距时，不能采用平均的方法确定最终的OAC，而是分别通过随后的水稳定性试验和高温稳定性试验，综合考察后决定。 对热区道路以及车辆渠化交通道高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，预计有可能出现较大车辙时，可以在中限值OAC2与下限值OACmin的范围内决定最佳沥青用量，但一般不宜小于OAC20.5。 对寒区道路、旅游区道路，最佳沥青用量可以在中限值OAC2与上限值OACmax范围内决定，但一般不宜大于OAC20.3。 通过马歇尔试验和结果分析，得到的最佳沥青用量OAC(必要时应包括OAC1和OAC2)还需要进

28、一步的试验检验，以验证沥青混合料的关键性能是否满足路用技术要求。 (1)沥青混合料的水稳定性检验 按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验，检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足要求。 (2)沥青混合料的高温稳定性检验 再按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，采用规定的方法进行车辙试验，检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力是否达到规定的动稳定度指标。当其动稳定度不符合要求时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。 如果试验中除了OAC以外，还要对OAC1和OAC2同时进行相应的试验检测，则要通过试验结果综合判断在何种沥青用量条件下，沥青混合料具有更好的性能表现，或能更好的满足特定路用需求，以此决定最终的最佳沥青用量 33热拌沥青混合料配合比设计算例：材料选择和原材料试验：沥青、矿料（粗集料、细集料、填料）第一阶段目标配合比设计阶段（矿料级配计算、马歇尔试验、高温稳定性检验、水稳定性检验）第二阶段生产配合比设计阶段第三阶段生产配合比验证（即试验路试铺阶段）。34压实沥青混合料密度试验：表干法沥青混合料毛体积密度地测定（吸水率不大于2）；水中重法沥青混合料表观积密度的测定；腊封法沥青混合料毛体积密度地测定（吸水率大于2）