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1、项目七 沥青材料检测,定义,沥青是一种有机胶凝材料，它是由复杂的高分子碳氢化合物及非金属(氧、硫、氮等)衍生物的混合物。,状态,固体,半固体,黏性液体,沥青特性,能溶于多种有机溶剂，极难溶于水,耐酸、耐碱、耐腐蚀,良好的憎水性、黏结性和塑性,沥青可分为地沥青和焦油沥青两大类：,地沥青,天然沥青,石油沥青,石油沥青是由石油原油炼制出汽油、煤油、柴油及润滑油等以后的副产品经过加工而成的。,天然沥青是由沥青矿提炼加工而成的。,焦油沥青,干馏各种固体或液体燃料及其他有机材料所得的副产品,煤焦油蒸馏后的残余物即煤沥青,木焦油蒸馏后的残余物即木沥青,页岩沥青是由页岩提炼石油后的残渣加工制得的。,一、石油沥
2、青,石油沥青是由天然原油炼制各种成品油后，经加工所得的重质产品，是黑色或棕褐色的黏稠状或固体状物质，燃烧时略有松香或石油味，但无刺激性臭味，韧性较好，略有弹性。,(一)石油沥青的分类,按原油的成分分类,石蜡基沥青,沥青基沥青,混合基沥青,按加工方法不同分类,直馏沥青,氧化沥青,裂化沥青,(二)石油沥青的组分与结构,1石油沥青的组分,油分,树脂,地沥青质,2石油沥青的结构,沥青胶体结构示意,(三)石油沥青的主要技术性质,1黏滞性,黏滞度测定示意,针入度测定示意,2塑性,延伸度测定示意,7水分,3温度稳定性,4大气稳定性,5最高加热温度,6溶解度,(四)石油沥青技术标准,(五)石油沥青的简易鉴别,
3、石油沥青外观简易鉴别,煤沥青,(一)分类,煤沥青,硬煤沥青,软煤沥青,(二)煤沥青的技术性质,煤沥青的技术性质按国家标准GB229094规定,(三)煤沥青与石油沥青的区别,改性沥青,橡胶改性沥青,树脂改性沥青,橡胶树脂改性,高温变形很小，低温时具有一定塑性,改善耐寒性、耐热性、黏结性和不透气性,混溶后兼有橡胶和树脂的特性,沥青防水材料,一、沥青防水卷材,油纸和油毡,玻璃丝油毡及玻璃布油毡,其他胎基沥青防水卷材,改性沥青防水卷材,我国改性沥青防水卷材,5焦油沥青耐低温油毡,3铝箔塑胶油毡,1弹性体SBS改性沥青防水卷材（SBS卷材）,2塑性体APP改性沥青防水卷材（APP卷材）,4再生胶油毡,二
4、、沥青胶,按所用材料及施工方法,热用沥青胶,冷用沥青胶,沥青胶特性,黏结性,柔韧性,耐热性,沥青胶性能的主要影响因素,沥青,沥青的软化点越高，则沥青胶的耐热性越好。沥青延伸度越大，配制的沥青胶柔韧性越好。,一般沥青材料占70%80%，粉状矿质填充料(矿粉)为20%30%，纤维状填充料为5%15%。,热用沥青胶的各种材料用量,冷用沥青胶中各种材料用量,沥青用量为40%50%，稀释剂为25%30%，矿粉为10%30%。,三、沥青防水涂料,(一)沥青溶液,沥青溶液(冷底子油)，多用于建筑石油沥青和60号道路石油沥青。,沥青溶液黏度小，渗入混凝土和木材等材料的毛细孔中后，在其表面形成一层黏附牢固的沥青
5、薄膜。,(二)乳化沥青,沥青是憎水性材料，极难溶于水，在强力搅拌下被碎裂为微粒，并吸附乳化剂使其带电荷，阻碍沥青微粒的相互凝聚而成为稳定的乳化沥青。,乳化沥青结构示意,第三节 沥青混合料,一、沥青混合料的分类,(一)按集料最大粒径分,(二)按沥青混合料压实后的密实度分,密级配沥青 混合料,分类,开级配沥青 混合料,碎石型沥青 混合料,(三)按压实方法分,碾压式沥青 混合料,(四)按使用方法分,分类,冷拌冷用沥青混合料,热拌热用沥青混合料,热拌冷用沥青混合料,二、水工沥青混凝土的组成材料,(二)矿质材料,(一)石油沥青,(三)外加剂,三、水工沥青混凝土的技术性质,(一)和易性,沥青混凝土的和易性
6、与组成材料的性质、用量及拌和质量有关。使用黏滞性较小的沥青，能配制成流动性高、松散性强。,(二)力学性质,沥青混凝土的力学性能,强度,变形,沥青混凝土不同类型的破坏,(a)脆性破坏；(b)过渡性破坏；(c)流变性破坏,马歇尔稳定仪示意1百分表；2应力环；3流值4压力架；5试件；6半圆形压头,(四)柔性,沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质及用量。用延伸度大的沥青，配制的沥青混凝土的柔性较好；增加沥青用量、采用较细的及连续级配的集料、减少填充料的用量，均可提高沥青混凝土的柔性。,(六)水稳定性,图9-9 沥青混凝土的渗透系数与孔隙率的关系曲线,(七)抗渗性,沥青混凝土的抗渗性用渗透系数(cm/s
7、)来表示。防渗用沥青混凝土的渗透系数一般为1071010cm/s；排水层用沥青混凝土的渗透系数一般为101102cm/s。,四、水工沥青混凝土配合比设计,(一)矿质混合料组合级配的选定,(1)在选择矿质混合料的组合级配时，可在规范SLJ0188土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则推荐用的范围内选择。各种矿料的组合级配，应接近此标准级配。,(2)确定各种矿质材料在矿质混合料中的百分率,试算法,设y1、y2、y3、y4分别为碎石、石屑、砂及矿粉在 矿质混合料中含量的百分率，则 y1+y2+y3+y4=100(9-3)设m1(x)、m2(x)、m3(x)及m4(x)分别为碎石、石屑、砂及矿粉中通过某筛
8、孔径为x(mm)的百分率，则总通过率M(x)为,M(x)=,(二)沥青用量的选定,1沥青用量的初步选择,沥青混凝土的初步配合比确定后，可参考已有工程或表9-13的沥青用量初拟几种沥青用量，一般须选定34个沥青用量进行试验。例如表9-13中密级配中粒式沥青用量为6.5%8.5%，即可选6.5%、7.0%、7.5%及8.5%四个沥青用量。,2马歇尔试验,将沥青用量为6.5%、7.0%、7.5%及8.5%的四种配合比的沥青混凝土做马歇尔试验，并测定沥青混凝土的表观密度及孔隙率。,沥青混凝土各项基本性质与沥青用量关系曲线,确定沥青用量示意,(三)配合比的确定,对初步选定的配合比，再根据设计规定的技术要
9、求，如水稳定性、热稳定性、渗透系数、柔性、强度等指标全面进行检验。,(四)配合比现场铺筑试验,在实际工程应用时，一般常用符合要求的几组矿质混合料及不同的沥青用量，配制几组沥青混凝土，在施工现场同时进行各组的物理、力学性能检验，从中选取技术性能符合要求又经济的一组，作为实际使用的水工沥青混凝土的配合比。,石油沥青试验,一、试验依据,GB/T45091998沥青针入度测定法GB/T45081999沥青延度测定法GB/T45071999沥青软化点测定法(环球法),二、取样,(2)从每个取样单位的不同部位取5处洁净试样，每处所取数据大致相等，约1kg作为平均试样。,(1)同一批出厂、同一规格牌号的沥青
10、以20t为一个取样单位，不足20t也按一个取样单位取样。,三、针入度测定,试验目的,测定沥青针入度，评定其黏滞性并依针入度值确定沥青的牌号。,主要仪器设备,(1)针入度仪,针入度测定仪,(2)标准针,针入度标准针(单位：mm),(三)试验方法,1.试样制备,(2)将试样倒入预先选好的试样皿中。试样深度应大于预计穿入深度10mm。同时将试样倒入两个试样皿。,(3)轻轻地盖住试样皿以防灰尘落入。在1530的室温下冷却l1.5h(小试样皿)或1.52.0h(大试样皿)，然后将两个试样皿和平底玻璃皿一起放入恒温水浴中，水面应没过试样表面10mm以上。,2针入度测定,(1)调节针入度仪的水平，检查针连杆
11、和导轨，确保上面没有水和其他物质。,(2)将已恒温到试验温度(25)的试样皿和平底玻璃皿取出，放置在针入度仪的平台上。拉下活杆，调节针入度仪上的表盘读数为零。,(3)用手紧压按钮，同时启动秒表，使标准针自由下落穿入沥青试样，使标准针停止移动。,(4)拉下活杆，再使其与针连杆顶端相接触。,(5)同一试样至少重复测定三次。,延度测定,(一)试验目的,了解石油沥青的塑性大小并作为确定牌号的依据。,(1)延度仪,沥青延度仪,(2)模具,沥青延度仪模具,(3)其他仪器。水浴，温度计(050)，金属网筛(孔径0.30.5mm)，甘油、滑石粉隔离剂(21)，金属或玻璃支撑板,1.试样制备,(1)将模具组装在
12、支撑板上，将隔离剂涂于支撑板表面及侧模的内表面。,(2)小心加热样品，以防局部过热，直到完全变成液体能够倾倒。,(3)恒温。将支撑板、模具和试件一起放入水浴中，并在试验温度(255)下保持8595min。,2延度测定,(1)将温度为255的水注入沥青延度仪的水槽内，从水浴中取出试件，去除支撑板，拆掉侧模。,(2)如果沥青浮于水面或沉入槽底，则试验不正常，应使用乙醇或氯化钠调整水的密度，使沥青材料既不浮于水面，又不沉入槽底。,(3)正常的试验应将试样拉成锥形，直至在断裂时实际横断面面积接近于零。,软化点测定,(一)试验目的,了解沥青的温度稳定性，并作为评定沥青牌号的依据。,(二)主要仪器与材料,
13、(1)环(2)球(3)钢球定位器(4)浴槽(5)铜支撑架与支架系统(6)温度计(7)材料(8)其他,(三)试验方法,1试样制备,(1)石油沥青试样的准备和测试在6h内完成，小心加热试样，并不断搅拌直到样品变得流动。(2)石油沥青样品加热至倾倒温度的时间不超过2h。(3)煤焦油沥青样品加热至倾倒温度的时间不超过30min。(4)如果重复试验不能重新加热样品，应在干净的容器中用新鲜样品制备试样。(5)若估计软化点在120以上，应将肩环与铜支撑板预热至80100，(6)向每个环中倒入略过量的沥青试样。(7)当试样冷却后，用稍加热的小刀或刮刀干净地刮去多余的沥青。,2软化点测定,(1)选择加热介质。(2)把仪器放在通风橱内并配置两个样品环、钢球定位器，并将温度计插入合适的位置，浴槽装满加热介质，并使各仪器处于适当位置。(3)将浴槽置于冰水中，或小心加热并维持适当的起始浴温达15min。(4)再次用镊子从浴槽底部将钢球夹住并置于定位器中。(5)从浴槽底部加热温度以恒定的速度5/min上升。(6)当两个试环的球刚触及下支撑板时，分别记录温度计所显示的温度。,
