第一节 沥青的技术性质和技术要求
一、沥青概述【极少考察】
1.沥青分类
沥青是在混合料中起黏结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等)的总称,按照材料特性分为道路石油沥青、改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青和天然沥青等。
2.道路石油沥青
按加工工艺分为:直馏沥青、溶剂脱沥青、氧化或半氧化沥青、裂化沥青、调和沥青。
道路石油沥青的4个化学组分:【了解】
(1)沥青质:黑色无定型固体物;占沥青质量的5%-20%;其含量越高,沥青软化点越高,黏度越大,沥青表现的就越硬、越脆。
(2)胶质:深棕色固体或半固体;突出的特征是具有很强的黏附力。
(3)芳香分:粘稠状液体;占沥青质量的20%-50%;对其他高分子烃类物质有较强的溶解能力。
(4)饱和分:稠状油类;占沥青质量的5%-20%;随饱和分含量增加,沥青的稠度降低,温度感应性加大。
蜡的危害:沥青中的蜡成分是对沥青路用性能极为不利的物质,目前对于路用沥青中蜡的含量有严格限制。
损害:高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏性、抗滑性
教材后面表格中:【A、B、C三级道路石油沥青蜡含量应分别低于2.2%、3.0%、4.5%】
沥青的胶体结构【了解】
根据沥青组分分布特点,认为沥青属于胶体材料。根据胶团粒子的大小、数量以及分散程度,沥青的胶体结构分为三种类型。
3.改性沥青
改性沥青是在道路石油沥青中添加高分子聚合物、橡胶、树脂、天然沥青等其中的一种或多种改性剂加工而成的沥青结合料。
按改性剂不同分类:
SBS类(Ⅰ类):绝大部分地区
SBR类(Ⅱ类):西藏等寒冷地区
EVA/PE类(Ⅲ类):未普及。
【2023检测师单选】根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004),Ⅲ类聚合物改性沥青是指( )。
A. SBS改性沥青 B. SBR改性沥青 C. EVA或PE性沥青 D.橡胶改性沥青
【答案】C
SBR类(Ⅱ类)用于西藏等寒冷地区;绝大部分地区采用SBS类(Ⅰ类);
关注:SBS改性后,三大技术指标发生了什么变化?
结论:SBS改性后,针入度降低,软化点升高,延度升高!
4.乳化沥青、改性乳化沥青
乳化沥青=沥青+乳化剂+水+稳定剂
(打破温度限制,常温下获得流动性)
按离子类型分类:阳离子乳化沥青(适用于各种集料);阴离子乳化沥青(适用于碱性集料)和非离子乳化沥青三类;
按施工工艺差异分为:喷洒型和拌和型;
按破乳速度分为:快裂、中裂和慢裂;
在新建工程中,乳化沥青和改性乳化沥青主要用于黏层,透层或封层。随着我国养护工程增加,其得到更加广泛的应用,如碎石封层、表处和贯入式路面,透层及基层养生,黏层、防水黏结层、应力吸收层,稀浆封层,微表处、冷拌沥青混合料和灌缝,或掺加水泥的路拌或冷再生沥青混合料。【破乳前褐色→破乳后黑色】
5.稀释沥青(液体沥青)
(1)稀释沥青为道路石油沥青与汽油、煤油或柴油等溶剂加工而成的沥青结合料。
(2)按凝结速度分快凝(+汽油)、中凝(+煤油)、慢凝(+柴油)。
新建工程用途:透层、寒冷时用于黏层;
养护工程用途:冷补沥青混合料、冷拌沥青混合料。
【2023助理】液体石油沥青根据使用目的与场所不同,可选用快裂、中裂、慢裂三类。
(错误)【解析】应为快凝、中凝、慢凝。
【2023检测师】液体石油沥青是煤油等稀释剂与沥青的混合物,可用于透层油或冷补料等。
(正确)
二、沥青技术性能评价体系
针入度体系
以原样沥青的25℃针入度作为沥青标号的划分依据,以此为基础确定的沥青评价体系,我国目前主要采用该体系,如70号、90号、110号等;标号数值为25℃针入度中值。
黏度体系
以原样沥青60℃动力黏度标准作为沥青标号划分标准,如AC-10、AC-20,其标号数值即为60℃动力黏度中值,单位为10Pa·s。另一标准是以旋转薄膜老化后60℃动力黏度标准作为沥青标号划分标准,如AR-40、AR-80,其标号数值即为旋转薄膜老化后60℃动力黏度中值,单位为10Pa·s。
针入度体系和黏度体系主要指标如下:
【2021检师多选】以下关于90号A级道路石油沥青评价指标表述不正确的有( )。
A.软化点主要是评价沥青混合料的高温性能
B.闪点主要是反映沥青混合料的施工安全性,闪点越高,施工安全性越好
C.离析试验的软化点差主要反映沥青混合料贮存稳定性,软化点差越大说明贮存稳定性越高
D.沥青老化后质量变化主要反映沥青短期抗老化性能,质量变化只能出现正值,不会出现负值,且越大抗老化性能越好
【答案】CD
性能体系【了解】
美国SHRP提出的PG性能体系,其以沥青路面最高温度和最低温度作为规格划分标准,如PG 64-22,指该沥青适合路面最高温度不能超过64℃、最低温度不能低于-22℃。这是美国的主流标准体系。
主要指标:【了解】
1.低温性能:低温弯曲蠕变BBR试验测定的劲度S值和斜率m值;低温直接拉伸DT试验断裂变形。
2.中温性能:动态剪切流变DSR试验测定的疲劳因子G*sinδ。
3.高温性能:动态剪切流变DSR试验测定的车辙因子G* /sinδ,或多重应力蠕变恢复MSCR试验测定的柔量Jnr3.2和恢复率。
4.储存稳定性:离析。5.施工特性:表观黏度、闪点。6.密度:15℃密度。
7.成分:溶解度。 8.耐久性:包括评价短期老化性能和长期老化性能。
【2022检师】沥青是温感性材料,延度、脆点和低温弯曲蠕变BBR试验都是评价沥青低温性能的试验方法。 (正确)
【2023检师】沥青属于感温性材料,延度、脆点和低温弯曲蠕变BBR试验都是评价沥青的低温性能的试验方法。 (正确)
三、道路石油沥青技术要求【国标/行标】
交通行业技术标准中将沥青划分成三个质量等级。不同等级的沥青具有不同的适用范围,见下表。
【2023检测师】可以用来区分道路石油沥青等级的技术要求有( ABC )。
A.软化点 B.蜡含量 C.残留针入度比 D.闪点
四、聚合物改性沥青技术要求【略】
五、乳化沥青和改性乳化沥青技术要求
乳化沥青适用于沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、冷拌沥青混合料路面,修补裂缝,喷洒透层、黏层与封层等。
高温条件下宜采用黏度较大(硬)的乳化沥青;
寒冷条件下宜使用黏度较小(软)的乳化沥青;
六、稀释沥青技术要求
稀释沥青,也称液体沥青,适用于透层、黏层及拌制冷拌沥青混合料等。
【2023助理多选】改性乳化沥青的技术要求包括( BC )。
A.25℃针入度 B.1.18mm筛上剩余量
C.蒸发残留物25℃针入度 D.48h贮存稳定性
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