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第十章防水材料
第一节沥青材料
沥青是一种有机胶凝材料,它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其非金属(氧、氮、硫等)衍生物所组成的混合物。
沥青是憎水性材料,几乎不溶于水,而且本身构造致密,具有良好的防水性、耐腐蚀性,能把砂、石等矿物质材料胶结成为一个整体的能力,形成一定强度的沥青混凝土,因此,被广泛地应用于铺筑路面、防渗墙、地下防潮、防水和屋面防水等工程中。
一、沥青的分类
沥青的种类较多,按产源可分为:
二、石油沥青的组分
1 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。即
碳(80%~87%)
氢(10%~15%)
非烃元素,如氧、硫、氮等(<3%)

2 化学组分
化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近,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”。
石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为:油分、树脂和沥青质3个组分。因我国富产石蜡基中间基沥青,在油分中往往含有蜡,故在分析时还应将油蜡分离。
三组分分析法
因其兼用了选择性溶解和选择性吸附的方法,所以又称
为溶解——吸附法。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,在-20℃的条件下,冷
冻过滤分离油、蜡。

三、石油沥青的技术性质
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。
2 粘滞性
4 流变特性
6 耐久性
1 物理特征常数
密度是沥青在规定温度(15℃)时单
位体积的质量。相对密度是在规定温度
下,沥青质量与同体积水质量之比。通常
~。
密度
热胀系数
介电常数
2 粘滞性
(简称粘性)是反映沥青材料内部阻
碍其相对流动的一种特性,是技术性质
中与沥青路面力学行为联系最密切的一
种性质。
在现代交通条件下,为防止路面出
现车辙,沥青粘度的选择是首要考虑的
参数。
通常用粘度表示。
粘度是现代沥青等级(标号)划分
的主要依据。
定义
重要性
表示方法
3 延性
当其受到外力的拉伸作用时,所能
承受的塑性变形的总能力,通常是用延
度作为条件延性指标来表征。
将沥青试样制成8字形标准试件(最
小断面1cm2),在规定拉伸速度和规定
温度下拉断时的长度(以cm计)。
采用延度仪来测度。我国现行试验
法(JTJ052M0671-2000)规定,对中、
轻交通量道路石油沥青,应试验其温度
T=25℃,拉伸速度条件下的延度。
定义
实验方法
测度
4 流变特性
流变学是根据应力、应变和
时间来研究物质流动和变形的构
成与发展的一般规律的科学。
应力
时间
温度
流变学定义
影响因素
5 粘附性
沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性,所以粘附性是评价沥青技术性能的一个重要指标。
6 耐久性
沥青在上述因素的综合作用下,产生“不可逆”
的化学变化,导致路用性能的逐渐劣化, 即“老化”。
大气(氧)
日照(光)
温度(热)
雨雪(水)
环境(氧化剂)
交通(应力)
氧的影响:空气中的氧,在加热的条件下,能促使沥青组分
对其吸收,并产生脱氢作用,使沥青的组分发生移行(如芳
香酚变成胶质,胶质变成沥青质).
光的影响:水在与光、氧和热共同作用时,起催化剂作用。
热的影响:热能加速沥青分子的运动,除了引起沥青的蒸发
外,并能促进沥青化学反应的加速,最终导致沥青技术性能
降低。尤其是在施工加热(160~180℃)时,由于空气中的
氧参与共同作用,使沥青性质产生严重的劣化。
7 安全性
沥青材料在使用时必须加热,当加热至一定温度时,沥青材料中挥发的油分蒸汽与周围空气组成混合气体,此混合气体遇火焰则发生闪火。
若继续加热,油分蒸汽的饱和度增加,由于此种蒸汽与空气组成的混合气体遇火焰极易燃烧,而引起熔油车间发生火灾或使沥青烧坏的损失。
为此,必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度,即所谓闪点和燃点。
闪点和燃点是保证沥青加热质量和施工安全的一
项重要指标。
试验方法
将沥青试样盛于标准杯中,按规定加热速度进
行加热。当加热到某一温度时,点火器扫拂过沥青试
样任何一部分表面,出现一瞬即灭的蓝色火焰状闪光
时,此时温度即为闪火点。
按规定加热速度继续加热,至达点火器扫拂过沥
青试样表面发生燃烧火焰,并持续5s以上,此时的温
度即为燃烧点。
四、石油沥青的分类与技术标准
1 石油沥青的分类
⑴道路石油沥青
⑵建筑石油沥青
⑶普通石油沥青