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第二讲道路石油沥青技术性能国际上，根据原油API值，可分为:轻油（API≧33.4）;中油（API33.3-28.5）;重油（API28.5-24.7）;稠油（API＜24.7）。一、沥青分类（基质沥青）湖沥青（地中溢出，呈湖状）地沥青1.产源天然沥青：（石油渗出地表经长期暴露和蒸发后的残留物）（特立尼达湖沥青：西印度群岛岛国特立尼达和多巴哥的著名露天沥青矿，面积约36公顷，深达90米，1595年被发现，1870年开始开采。）岩沥青：岩缝中沥青石油沥青：石油直馏产品石油沥青加工工艺焦油（煤）沥青：煤（木材、页岩）→（干馏）焦油，焦油蒸馏后残留在蒸馏釜内的黑色物质。含苯，剧毒，但粘附性好。特立尼达湖沥青质量技术要求表4.6.4-1检验项目单位技术要求试验方法针入度25℃0.1mm0～5T0604软化点TR&B不小于℃90T0606灰分％33～38T061425℃密度g/cm31.3～1.5T0603TFOT后残留针入度比不小于％50T0604石油沥青、煤沥青鉴别：鉴别方法石油沥青煤沥青相对密度接近1.01.25–1.28燃烧烟少，无色，有松香味，无毒烟多，黄色，臭味大，有毒气味常温下无刺激性气味常温下有刺激性臭味颜色呈辉亮褐色浓黑色溶解试验可溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油捶击韧性较好，不易碎韧性差，较脆大气稳定性较高较低抗腐蚀性差强2．加工工艺：●直镏沥青：减压蒸馏，含轻组分，●溶剂脱沥青：溶剂沉淀法，常用丙烷（丙烷脱沥青），质量不稳定；常温半固态●稀释沥青：透层油，110#或130#沥青渗柴油或煤油，30:7040:600.6kg/m2●乳化沥青：乳化剂；（沥青中加水使沥青粘度变小）乳化剂（肥皂洗衣粉）40:60●氧化沥青：吹氧工艺，硬（常温，半固态），高粘度；●泡沫沥青：通过向热沥青中加入一定量的经过精确计量的冷水(通常为沥青质量的1％～2％)而制成的。当注入的冷水遇到热的沥青时，沥青体积发生膨胀，因而会产生大量的泡沫，表面活性进一步增强。对于粘度值较大或高等级的沥青，通常需要加入一定的压力，促进泡沫的生成。在发泡的过程中，沥青的粘度显著降低，使之能与高速搅拌状态下的冷湿集料具有很好的裹覆性能，而且这种裹覆作用在常温下只针对集料中的细集料，通过裹覆细料形成高粘度的沥青胶浆，并在压实作用下粘结粗集料形成强度，增加了混合料的粘聚性。泡沫沥青产生的过程中并没有化学反应，所以不改变沥青本身的各种物理性质，仅是利用汽化阶段使沥青的表面积大量增加，体积大大膨胀，粘度暂时降低的有利条件，增加沥青同矿料的裹覆面，改善沥青与矿料拌和的和易性，减少沥青混合料中自由沥青的厚度，从而节省沥青用量。评价沥青发泡效果的两个参数是膨胀率和半缩期。膨胀率是指沥青与水拌和发泡后达到的最大体积与沥青未发泡前体积的比值；半缩期是指白发泡的最大体积为准起算，至体积缩减至一半所经过的时间。膨胀率越大，泡沫沥青与集料的接触就越充分，拌制的泡沫沥青混合料质量就越好。半缩期越长，泡沫越不容易缩减，从而可与集料有较长的时间进行拌和。提高泡沫沥青混合料的质量。所以生产泡沫沥青的关键在于控制使用准确的用水量及获得最佳的膨胀率。泡沫沥青是一种新的沥青混合料冷拌技术．将其用于道路冷再生工程，不仅可以解决传统道路维修价格高、浪费资源和污染环境等问题，而且可以充分利用旧有材料，具有节省能源、不产生污染等环保优势，是经济效益较高的路面修复技术。化学改性：稳定性好，工艺难度大●改性沥青：物理改性：稳定性差，工艺难度小，聚合物较多SBSSBRPE(EVA)3．用途●道路沥青占80%现行●建筑沥青：（防水层）30#以下●水工沥青（水下）：大坝●电缆沥青；防水防潮沥青（水上）●防腐沥青，绝缘沥青,电池封口,碳纤维，旧桥加固等。A级：进口B级：相等于重交通沥青C级：略高于中、轻交通——养护二、沥青加工：1．直馏沥青：常压渣油（原油）——减压渣油含轻组分内，性质较差氧化2．氧化沥青：1即是3.丙烷脱沥青将2氧化氧化丙烷脱三、我国沥青厂家：1、中国石油化工总公司：茂名石化，镇海石化，齐鲁石化，广州石化2、中国石油天然气总公司：辽河石化，兰炼，克拉玛依，胜利炼油厂，独山子炼油厂3、中国海洋石油总公司：中海36-1：盘锦石化，山东滨州集团，江苏泰州，青岛广源发，四州泸州4、中石油燃料公司：江阴兴府沥青厂，秦皇岛沥青厂，广州中油高富沥青厂5、地方厂四、石油基属1、按关键馏分划分常压下250℃～70℃进行划分——第一关键馏分5.33Hpa下，270～300℃——第二关键馏分石蜡基、中间基、环烷基（根据密度）2、按硫的含量：S（高温性好，低温性差）S≤0.5%低硫原油，S≥0.5%高硫原油3、原油选择原则（工艺改性）：环烷基、低硫性能好五、沥青组成：1、沥青的元素组成C、H、N、S、O重组分中极性体中：片状另有金属：Ni、Ca、Fe、Na、Mg（催化剂、脱盐）沥青名称C%H%C/H（原子比）平均分子式阿拉伯轻质原油沥青84.010.30.68C68.5H104.2O1.1S0.1伊朗重质原油沥青83.610.20.68C71.8H105S1.8科威特沥青83.910.30.68C69.9H103S1.8大庆丙脱沥青86.111.00.66C68.5H104.2O1.1S0.1胜利氧化沥青84.510.60.67C71.8H107.3O1.1S0.8沥青的元素组成极性体↗，片状大分子↗，自由度↗，延度、针入度↙2、组分：分成与路用性能相关的一类；根据溶解性、吸附性、物理化学性质相似的一类；选择吸附—色层分析法，化学沉淀法；1）马尔库松——埃克曼：色层分析法软沥青质、沥青质2)哈巴尔洁——斯坦菲尔德油分、沥青质、树脂3）科尔贝特：饱和分、环烷芳香分、沥青质、极好芳香分4）罗斯特勒——斯特恩贝格：链烷分，第二酸性分、第一酸性分、氮基、沥青质5）我国四组分法：●饱和分、芳香分：H/C原子比为2左右，平均分子量为300~600，在沥青中占5%~20%，又可分轻、中、重芳，溶于苯、石油醚。在沥青中占5%~20%，对温度较为敏感。芳香分和饱和分都作为油分，在沥青中起着润滑和柔软作用。油分含量愈多，沥青的软化点愈低，针入度愈大，稠度愈低。油分经丁酮-苯脱蜡，在-20℃冷冻，会分离出固态的烷烃，即为蜡。●胶质：胶质比重为1.0~1.08，分子量在600~1000范围内，在沥青中含量为15%~30%。胶质溶于石油醚、汽油、苯等有机溶剂。胶质是沥青的扩散剂或胶溶剂，胶质与沥青质的比例在一定程度上决定沥青是溶胶或是凝胶的特性。极性高于芳香分，对沥青流动性、粘度、粘结力的影响，溶于两种分。●沥青质：黑色，黑褐色，密度＞1.0分子量＞1000，溶于胶质。沥青质在沥青中的含量一般为5%~25%，其含量的多少对沥青的流变特性有很大的影响。沥青是胶质包裹沥青质而成胶团悬浮在油分之中形成的胶体溶液。这样，沥青质含量多少对胶体体系的性质有很大的影响。我国有些沥青如大庆沥青、任丘沥青中的沥青质含量很低几乎都在1%以下，这是国产沥青的重要特征。当沥青中的沥青质含量增加时，沥青稠度提高、软化点上升。日本饭岛博通过对20多种沥青的研究，发现沥青的软化点TR&B与各组分含量之间成如下关系：TR&B=1.19X-0.671Y-0.682Z-0.00838W+83.6式中，X，Y，Z，W分别为沥青质、胶质、芳香分与饱和分的含量。沥青质大，粘→脆改变感温性几种国产沥青的化学组分（%）沥青品种和标号沥青质树脂芳香烃饱和烃蜡HXL稠油沥青AH－90AH－12018.435.1013.4516.6026.1544.6036.9727.202.803.02KLMY稠油沥青AH－70AH－90AH－1100.600.470.3341.0039.3022.7425.2431.7425.5925.0026.3046.681.701.903.10SJS稠油沥青AH－70AH－90AH－1107.874.613.3428.9129.1242.8531.7425.5929.1327.4835.6924.684.112.323.67MMN丙脱AH－904.4157.0529.726.31东炼AH－900.0770.8329.6510.45SLIAH－9013.1340.8738.147.86胜华AH－909.5939.1541.2210.04锦西AH－900.9077.0322.3716.713．胶体结构：组成、性能、路用性能、适用地区胶体结构判断溶胶型PI值：PI＜-2：地沥青质含量较少，胶团间完全没有引力或引力很小，在外力作用下随时间发展的变形特性与粘性液体一样。直馏沥青的结构多为溶胶结构。凝胶型PI值：PI＞+2：凝胶结构地沥青质含量很多，胶团间有引力形成立体网状，地沥青质分散在网格之间，在外力作用下弹性效应明显。氧化沥青多属于凝胶结构。溶凝胶型-2＜PI＜2：溶一凝胶结构介于溶胶与凝胶之间，并有较多的树脂，胶团间有一定吸引力，在常温下受力变形的最初阶段呈现出明显的弹性效应，当变形增加到一定数值后，则变为有阻尼的粘性流动。大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。路用性能较好：PI（-1～+1）之间较为宜a、溶胶型结构b、溶－凝胶型结构c、凝胶型结构4．沥青健康安全性（苯酚）致癌苯含量：0.1~27μg/g毒性比汽油略小5．石油沥青化学组成炭·氢——烃组分分析：沥青质：黑色，黑褐色，密度＞1.0分子量＞1000沥青质大，粘→脆改善感温性胶质：介于油分和沥青质之间，密度接近1.0，分子量500-1000饱和芬、芳香芬6．蜡蜡的化学组成以纯正构烷烃或其熔点接近纯正构烷烃的其他烃类为主。蜡有石蜡和地蜡之分，地腊是微晶蜡，沥青中的蜡主要是地蜡。在常温下，蜡都以固体形成存在，蜡对沥青的性能有较大的影响。（1）对沥青流变性的影响在沥青中，蜡主要溶解在油分中，当它以溶解状态存在时，则会降低分散相的粘度，这是蜡在液体状态时沥青粘度降低，仅10~30厘泊；当蜡以结晶状态存在时，则会使沥青具有屈服应力的结构；如果以松散粒子存在，就类似于沥青中加入矿粉而使沥青的粘度增加。沥青中蜡含量增加，会使沥青在常温下的粘度增大；而当接近石蜡融化温度（50℃）时，蜡含量增加，反而使沥青的粘度降低。因此，蜡含量高的沥青温度敏感性强。（2）对沥青低温性能的影响低温下高含蜡量沥青结晶结构网增加了沥青刚性，表现出较高的弹性和粘性，随着蜡含量的增加，沥青的脆性也增大。（3）对沥青界面性质的影响当沥青与石料接触时，蜡的存在会降低沥青对石料界面的粘附。同时，蜡会集中在沥青的表面使沥青失去光泽，并影响沥青路面的磨阻性能。（4）对沥青胶体结构的影响蜡的结晶网格会促使沥青向凝胶型胶体结构发展，但胶体系统不稳定而具有明显的触变性。含蜡量对沥青及沥青混合料的性质有重要影响。单－70沥青由于含蜡量较高（4.11%）；含蜡量从3.6%增大到3.96%，针入度从61提高到86，软化点急剧下降，延度则随含蜡量增加而不断变小。它说明总蜡含量约在3.5%左右时，沥青性质会发生剧变。但含蜡量大于3%时15℃延度就急剧下降。六、石油沥青的物理性质①相对密度：g/m3水与沥青中含直链烃、环烷烃含量有关；与含S量；与沥青油源，石蜡基；与生产工艺有关；（氧化的大分子多，直馏反之）质量好坏一般＞1.0，沥青质↗密度↗②热胀系数：沥青密度随温度而（膨胀）在不同温度，系数不同③导热系数：与油源，加工工艺有关针入度系数④介电常数：抗滑性、耐老化性有关⑤酸值：⑥表面强度：测试方法七、石油沥青的技术性能粘滞性：粘度延性（度）：粘附性：安全性：闪点、燃点感温性：针入度指数（感时性）——蠕变、松弛流变性：耐久性：老化特性（一）粘滞性（粘度）：粘度粘滞阻力1、条件粘度法：针入度、软入点●针入度⑴针入度评价沥青优缺点：●可以反映常温下沥青的性质BTDC（BitumenTestDateChart）㏒P=AT+K①针入度—温度感应性系数A三温度回归（15，25，30℃）R=0.998，以P、T解A、K，T1.2：当量脆点，当针入度为