第四章 沥青与沥青混合料ppt课件.ppt

《第四章 沥青与沥青混合料ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章沥青与沥青混合料天然（地）沥青地沥青石油（地）沥青沥青煤沥青木沥青焦油沥青……页岩沥青第一节石油沥青一、石油沥青的生产工艺概述(一)石油的基属分类石油是炼制石油沥青的原料，石油沥青的性质首先与石油的基属有关。我国目前的原油分类是按照“关键馏分特性”和“含硫量”进行分类的1．关键馏分特性分类石油在半精馏装置中，于常压下蒸得250～275℃的馏分称为“第一关键馏分”；于5.33kPa的压力下减压蒸馏，取得275～300℃的馏分称为“第二关键馏分”。两个关键馏分的相对密度，决定两个关键馏分的基属，如石蜡基、中间基或环

2、烷基。2．含硫量的分类含硫量<0.5％者为低硫原油；含硫量高于0.5％者为含硫原油。（二）石油沥青生产工艺从石油炼制各种石油沥青的生产工艺可按图4-1流程简要说明。二、石油沥青的组成和结构(一)元素组成石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。所以它的组成主要是碳(80％～87％)、氢(10％～15％)，其次是非烃元素，如氧、硫、氮等(<3％)。此外，还含有一些微量的金属元素，如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠等，但含量都很少，约为几个至几十个ppm(百万分之一)。(二)化学组分将沥青分离为化

3、学性质相近，而且与其路用性质有一定联系的几个组，这些组就称为“组分”。1．三组分分析法三组分分析法是将沥青分离为：油分、树脂和沥青质3个组分。在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油蜡分离。该方法分析流程是用正庚烷沉淀沥青质，继将溶于正庚烷中的可溶分用硅胶吸附，装于抽提仪中抽提油脂，再用苯-乙醇抽出树脂。最后将抽出的油蜡用丁酮-苯为脱蜡溶剂。在-20℃的条件下，冷冻过滤分离油、蜡。2．四组分分析法饱和分、环烷-芳香分、极性-芳香分和沥青质等的色层分析方法。也有将上述4个组分称为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。将沥青试样先

4、用正庚烷沉淀“沥青质(At)”，再将可溶分(即软沥青质)吸附于氧化铝谱柱上，先用正庚烷冲洗，所得的组分称为“饱和分(S)”；继用甲苯冲洗，所得的组分称为“芳香分(Ar)”；最后用甲苯-乙醇、甲苯、乙醇冲洗，所得组分称为“胶质(R)”。对于含蜡沥青，可将所分离得的饱和分与芳香分，以丁酮-苯为脱蜡溶剂，在-20℃下冷冻分离固态烷烃，确定含蜡量。3.沥青的含蜡量蜡的存在，在高温时会使沥青容易发软，导致沥青路面高温稳定性降低，出现车辙。在低温时会使沥青变得脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝；此外，蜡会使沥青与石料的粘附性

5、降低，在有水的条件下，会使路面石子产生剥落现象，造成路面破坏；使沥青路面的抗滑性降低，影响路面的行车安全。（四）胶体结构沥青的技术性质，不仅取决于它的化学组分及其化学结构，而且取决于它的胶体结构。1．胶体结构的形成沥青的胶体结构，是以固态超细微粒的沥青质为分散相。通常是若干个沥青质麋集在一起，它们吸附了极性半固态的胶质，而形成“胶团”。由于胶溶剂——胶质的胶溶作用，而使胶团胶溶、分散于液态的芳香分和饱和分组成的分散介质中，形成稳定的胶体。2．胶体结构分类可分下列3个类型。（1）溶胶型结构当沥青中沥青质分子量较低，并且

6、含量很少(例如在10％以下)，同时有一定数量的芳香度较高的胶质，称为溶胶型沥青（如图4-3a）。图4—3沥青的胶体结构示意图a)溶胶型结构；b)溶-凝胶型结构；c)凝胶型结构这类沥青的特点是，当对其施加荷载时，几乎没有弹性效应，剪应力（τ）与剪变率成直线关系，呈牛顿流型流动，这类沥青也称为“牛顿流沥青”。这类沥青在路用性能上，具有较好的自愈性和低温时变形能力，但温度感应性较差。(2)溶-凝胶型结构沥青中沥青质含量适当，并有较多数量芳香度较高的胶质。特点是，在变形时，最初阶段，表现出一定程度的弹性效应，但变形增加至一定

7、数值后，则又表现出一定程度的粘性流动，是一种具有粘-弹特性的伪塑性体。这类沥青，在高温时具有较低的感温性；低温时又具有较好的形变能力。(3)凝胶型结构沥青中沥青质含量很高，并有相当数量芳香度高的胶质来形成胶团。这类沥青的特点是，当施加荷载很小时，或在荷载时间很短时，具有明显的弹性变形。当应力超过屈服值(τ0)之后，则表现为粘-弹性变形。这类沥青称为弹性沥青。这类沥青在路用性能上，虽具有较好的温度感应性，但低温变形能力较差。3．胶体结构类型的判定沥青的胶体结构与其路用性能有密切的关系。当PI<-2时，沥青的胶体结构为溶

8、胶型，PI>+2时为凝胶型，PI=-2～+２时为溶凝胶型结构。三、石油沥青的技术性质(一)物理特征常数我国规定温度为15℃。也可用相对密度表示.。沥青的密度与其化学组成有密切的关系，通过沥青的密度测定，可以概略地了解沥青的化学组成。通常粘稠沥青的密度波动在0.96～1.04g/cm3范围。我国富产石蜡基沥青，其特征为含硫量低、含蜡量高、沥青质含