沥青组分及成分

第一章组分 1、组分： 可溶质：去掉沥青质后的，包括沥青中的油分和胶质的组分。溶于低分子烷烃。 沥青质：采用固定溶质比，用轻质烷烃溶解所得高分子量组分。 碳青质：为半油焦质（石油沥青中含量很少，道路沥青中一般少于0.2%） 油焦质：不溶于二氧化硫的沥青组分。 （石油沥青中一般不含） 胶质：可溶质用硅胶或氧化铝吸附后，不能用低分子烷烃冲洗脱附下来，但能用苯-乙醇冲 洗脱附下来的物质。 含蜡油或称油分： 用以上吸附方法后， 低分子烷烃可以冲洗脱附下来的部分。 含蜡油经稀释、 冷冻、结晶、过滤后得到的固体部分称为蜡，液体部分称为油。 可 溶 质 沥青的生产： 1、直接蒸馏 2、氧化法： 使沥青稠化，温度敏感性降低，针入度指数增大。主要生产高软化点的建筑沥青。 3、溶剂法 4、调配法 2、煤沥青 组分： 1、游离碳：不溶于苯，高温分解。游离碳含量增加，可提高粘度和高温稳定性，但低 温脆性增加； 2、树脂：硬树脂提高粘滞性，软树脂使沥青具有塑性； 3、油分：使沥青有流动性。 技术性质（与石油沥青相比） ： 1、温度稳定性低2、粘附性好3、耐候性较差4、塑性较差 5、防腐蚀性较好 3、石油沥青： 有较高的粘结性、抗 X 性和抗磨性；硬度大，针入度小，遇冷不变脆，软化点高，遇 热不变黏；防水防潮性能好，蒸发损失小，融化时对环境伤害低。 4、道路沥青规格及要求： 要求： 1、良好粘结性和持久粘附性2、没有车印 3、车辆高速转弯时无推移现象。4、具有良好的刹车性能 5、夜行时有良好的反光功能。 分类： 粘稠沥青：针入度（25℃）在 40-200 之间，软化点在 30-50℃之间。使用时必须加热， 利于和石料的拌合和渗透。一般以针入度作为分类指标， 以软化点、伸长度、 蒸发后针 入度比等作为控制指标。 高速公路、一级公路、夏季高温、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵上坡段、服 务区、停车场等车速慢的路段宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青； 对冬季寒冷的地区、交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小低温粘度大的沥青； 对温差大、年温差大的地区宜选用针入度指数的的沥青； 当高温和低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。 沥青三大指标：针入度、软化点和延度 针入度与软化点具有良好的对应关系; 延度愈高，所铺筑的道路的耐久性愈好；延度表示沥青在受力破坏前的扩X 和伸长的能力。 延度大于 100cm 时，路面的裂缝产生的较少。蜡含量高，沥青的延度就会不足。 5、稀释沥青： 将针入度为 120-300（0.1mm）的石油沥青，加入适量的石油馏分使其 成为流动性好、 运输和施工方便的液体石油沥青溶液， 其中溶剂 （石油馏分） 比重为 20-50%。 液体石油沥青适用于透层、粘层及冷拌沥青混合料； 分类使用的石油馏分稀释后针入度（0.1mm） 速凝型120-205℃的汽油馏分80-120 中凝型162-270℃的煤油馏分120-250 慢凝型260-483℃的柴油馏分—— 6、乳化沥青： 乳化液是一种两相体系， 乳化沥青中沥青为分散相， 分散在连续相的水中。 沥青可以是石油 沥青、煤沥青或两者混合物。颗粒直径在2um 左右。 在潮湿的路面或集料表面可以应用乳化沥青，但是在喷洒乳化沥青后应避免雨水将其冲走。 特别是阴离子乳化沥青。 乳化剂分为： 阴离子乳化剂：由长链有机阴离子与一种碱构成的盐。 阳离子乳化剂：以高分子脂肪胺和三胺为代表，其分子溶解于沥青的是长链的阳离子。 非离子乳化剂：此类乳化剂在水中并不解离，很少用于道路沥青。如脂肪酸脂、醚 胶体乳化剂：包括天然的细粉末（如黏土、膨润土） 、酪素、动物胶等。 阳离子乳化沥青适用于各种集料， 阴离子乳化沥青适用于碱性石 料。 阳离子—cation 阴离子—anion 快凝—rapid setting中凝—medium setting慢凝—slow setting 所以阳离子中凝乳化沥青标志为：CMS 7、建筑沥青规格及要求： 由于石油沥青具有良好的黏结性、 不透水性、 能够抵抗多种化学药品的侵蚀及良好的绝缘性 和廉价易得，故在建筑部门有很重要的地位。 沥青主要作用：防水、防潮、良好的黏结性、良好的抗老化性和抗热老化能力。 常温下，蜡含量与沥青粘结力的关系不是很明显，但当温度高于 50℃时，含蜡量越高，粘 结力越低。 沥青研究的三方向： 1、石油沥青结构组的研究。 （红外、核磁共振、质谱、x 射线衍射、电子扫描共振） 2、石油沥青的胶体性质和流变性的研究。 3、石油沥青的生产及使用性能的研究。荷载 耐磨层 底层 成型基层 路基 荷载分布于路基上 路基：天然路面成型层：路基表面的起拱或下降 基层：通常为一层颗粒状材料，起到使路面路基隔离污染 底层：是路面的主要结构单元。 耐磨层：决定着路面的安全性和行驶性。所用材料质量有较高的要求。 垫层：可进一步分散车辆的荷载，厚度一般为耐磨层厚度的2 倍。 取样： 粘稠或固体沥青≥1.5 千克；液体沥青≥1 升；沥青乳液≥4 升 1、储油罐中取样： （液体沥青或已加热至流体的粘稠沥青） 无搅拌器时，分上中下三部分取样，经充分混合后检测。 有搅拌器时，搅拌充分后，从中部取规定数量的样。 2、槽车、罐车、沥青洒车中取样： 有取样阀时，旋开取样阀，至少流出4 千克或 4 升时再取样； 有放料阀时，放出全部沥青的一半时，再取样。 从顶盖取样，用取样器从中部取样。 3、装料或卸料时取样： 在均匀的时间间隔内均匀地至少取三个样，混合再取规定数量的样。 4、沥青桶中取样： 同一厂家则随机取样，不同厂家看标准。 5、固体沥青取样： 在至少离表面或上下面 5 ㎝处取样。可打碎， 则打碎取样；若是软塑的，则用热工具取 样。 沥青的保存： 1、出液体沥青和乳化沥青外，需加热的沥青均应在有密封盖的金属容器内保存。 2、乳化沥青在冬季应有一定的防冻措施。 3、减少重复加热取样，取样时应一次加热抽取一系列实验所需样品，放别处。 垫层 高温采用粘度较大的乳化沥青；低温采用粘度较小的乳化沥青。 阳离子乳化沥青可适用于各种集料，阴离子乳化沥青适用于碱性石料。 基质沥青的加热温度严禁超过 140℃，液体沥青的存储温度不得高于 50℃。 改性沥青的加工温度不宜超过 180℃。 第二章石油沥青的成分、组成和结构 沥青是一种暗褐色至黑色的有机胶凝材料， 由一些复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物组成 的混合物，能溶于苯或二硫化碳等溶剂，常温下呈固体、半固体或液体。 1、元素组成： 主要由烷烃（碳原子以单链H2n+2） 、环烷烃、缩合的芳香烃组成。 主要含有 C、H 两种化学元素， （含有少量的硫、氮、氧及一些金属元素，如钠、镍、 铁钙、镁等。称为杂原子） C/H 值很大程度上反应沥青的化学成分。 其值越大，表明沥青的环状结构越多， 尤其是 芳香环结构越多。石蜡基此值最小，环烷基的此值最大。 1、渣油及沥青元素组成 国产渣油中，碳含量在 85%以上，氢含量在 12%左右。C/H 比在 0.6-0.7 之间。 硫元素主要集中在可溶质（胶质及油份）中；氮集中在胶质和沥青质中。 2、可溶质的元素组成 可溶质的元素组成因来源而异。C/H 在 0.62-0.7 之间，比渣油的较小。 沥青随着氧化