1、河北工业大学肖庆一概述石油沥青的组成石油沥青的技术性质改性沥青乳化沥青煤沥青1、历史与发展公元前3800年公元前2500年，人类就开始使用沥青。公元前600年，在古巴比伦曾出现第一条用沥青铺筑的路面。1835年，在巴黎出现了用沥青铺筑的人行道路路面，20年后出现了碾压沥青铺筑的路面。我国上世纪60年代初，随着我国石油资源的大规模开发，揭开了用国产沥青铺筑道路路面的序幕。早期的沥青路面主要是铺设在现有中级路面上的薄层表面处治层，以改善行车条件。70年代末，逐步形成了贯入式路面为主的沥青路面承重结构。80年代末，开始兴建高速公路，沥青路面作为一种主要形式，大量采用总厚度超过70cm的重型沥青路面结
2、构。考古研究发现，早在前1200年的古典时期的早期，人们已经开始应用天然沥青，在生产兵器和工具时用沥青作为装饰品，为雕刻物添加颜色。特别是在美索不达米亚地区，由于天然沥青的充足的蕴涵量，沥青被广泛利用。生活在那里的苏美尔人 用天然沥青覆盖在器皿和船的外面。另外，他们已经开始在粘土砖中使用天然沥青做结合剂。在那一千年的时间里，沥青的应用范围得到扩大，以至于在挨近美索不达米亚的印度和欧洲，天然沥青作为密封材料用于浴池、船、水渠、厕所和河堤。在公元前第七世纪的亚述帝国和巴比伦帝国，沥青已经在道路工程中投入使用。那时，沥青作为接缝材料和涂抹材料来装饰和加固华道。此后，沥青作为水泥一样的结合剂被用于建造
3、中国的长城和巴比伦空中花园的密封工程。罗马帝国时期，沥青被称为“犹太沥青”(Bitumen Iudaicum,Judenpech)。公元前100年，庞贝古城的罗马大道使用沥青填充接缝和涂抹外层。中世纪时期开始。在此期间，沥青失去了它曾经的辉煌。人们在过去一千年中的积累的使用沥青的经验几乎遗失殆尽，直到十八世纪人们才开始重新开始学习使用沥青。1712年，希腊医生Eirini dEyriny在瑞士的Val de Travers发现了储量巨大的沥青矿。7一开始他只是对沥青的医药用途感兴趣。但是由于沥青作为工程材料的优良特点，他最终于1721年写成了他的论文关于沥青的博士论文(Dissertation
4、 ber den Naturasphalt)并开始为现代沥青工艺的研究奠定基础。之后的三百年间，不知有多少沥青通过位于Val de Travers的总长度超过100公里的如迷宫般错综复杂的矿井隧道,被开采出来并销往世界各地。在接下来的时间里，沥青的丰富多彩的运用被扩大到屋顶防水层的密封。当时，用沥青加固路面还很昂贵，以至于只有富人专用的道路才能使用沥青加固面层。沥青第一次被使用在桥梁上是在Sunderland的一座木桥上用作沥青路面安装。1810年，在里昂，沥青马蹄脂铺层被首次运用。十年以后在意大利热那亚发展出了现代沥青油毛毡的前身并且获得成功的运用。基于广泛的尝试，在1837年，沥青工艺被证
5、明可以运用在公路工程上。1839年在奥地利首都维也纳发现通过重新加热可以使沥青再利用的方法。1838年在德国的汉堡出现第一条被铺上沥青的道路。1851年，从 Travers 到巴黎的公路上有78米长的部分铺上了沥青面层。仅仅20年后，巴黎几乎被完全铺上沥青，不久之后这种情况发展到差不多欧洲所有的大城市。随后，坚韧的沥青玛缇脂发明；1842年在奥地利的因斯布鲁克，浇注沥青被发明并于不久之后成功应用于道路工程施工中。基于沥青具有类似混凝土的特性，1853年由Lon Malo提出了沥青混凝土的概念。为了得到足够的压缩比，1876年人们开始用碾压的方法压缩沥青混凝土。1、历史与发展2、沥青的定义及分类
6、u定义国际道路会议常设委员会：由天然或热分解或两者兼而有之得到的烃类混合物，它通常可以是气体、液体、半固体或固体，完全溶解于二硫化碳。ASTM：指黑色或暗褐色的粘稠状物（固体、半固体或粘稠状物），有天然或人工制造而得，主要由高分子烃类组成。我国：由高分子碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）的衍生物组成的固体或半固体混合物，呈暗褐色至黑色，可溶于苯或二硫化碳等溶剂，是自然界中天然存在的或从原油经蒸馏得到的残渣。2、沥青的定义及分类u分类（按照在自然界的获得方式）地沥青地沥青：地沥青是天然存在或由石油经人工提炼得到的沥青。按其产源又可分为：焦油沥青焦油沥青：是各种有机物干馏的焦油，经再加工得到的。天然
7、沥青（Natural Asphalt）石油沥青（Petroleum Asphalt）煤沥青（Coal Asphalt）页岩沥青（Shale Asphalt）木沥青（Wood Asphalt）其他焦油沥青（Others Tar）1、石油的基属分类按照关键馏分特性分类按照含硫量分类：根据原油的含硫量，硫含量小于0.5%的为低硫原油；硫含量大于或等于0.5%的为含硫原油。2、石油沥青的生产工艺蒸馏法蒸馏法：原油经过常压蒸馏和减压蒸馏工艺，将不同沸点的馏分分离出来后，得到的残渣为直馏沥青。直馏沥青是直接蒸馏得到的各种沥青产品的总称，蒸馏法是生产石油沥青最简单、最经济的方法。氧化法氧化法：是先将常压、减
8、压渣油预热，然后加热至240290 的高温，在氧化塔内吹入一定量的空气对渣油进行不同程度的氧化而生产的加工工艺。采用此种方法生产的沥青成为“氧化沥青”或“吹制沥青”。溶剂法溶剂法：是利用溶剂对各组分的不同的溶解能力，选择性的溶解其中一个或几个组分，从渣油中分离出富含有饱和烃和芳香烃的脱沥青油，同时得到胶质、沥青质含量较高的不同稠度的溶剂沥青。调和法调和法：按照沥青的质量要求，将几种沥青按适当比例进行调配，调整沥青组分之间的比例关系以获得所要求的产品。2、沥青的生产工艺1、石油沥青的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。它的组成主要是碳（80%87%）、
9、氢（10%15%），其次是非烃类元素，如氧、硫、氮（3%）。此外，还含有一些微量的金属元素，如镍、钒、铁、锰、钙、镁、钠，但含量都很少，约为几个到几十个ppm(百万分之一)。化学组分分析的定义化学组分分析的定义：是将沥青分离为化学性质相近，而且与其路用性质有有一定联系的几个组，这些组就成为“组分”。组分研究的意义组分研究的意义：组分分析方法组分分析方法：化学组分与石油沥青的胶体结构有密切的关系，因沥青组分含量和性质不同，沥青可呈现不同的状态。化学组分与沥青的流变学性质有密切的关系。化学组分与沥青的路用性质有着密切的关系。溶解-吸附法色谱分析法化学沉淀分析法2、石油沥青的化学组分三组分分析法2、
10、石油沥青的化学组分四组分分析法3、石油沥青的化学组分的性质u沥青质沥青质为黑褐色到深黑色易碎的粉末状固体黑褐色到深黑色易碎的粉末状固体，没有固定的熔点，加热膨胀，加热到300以上，分解生成气体和焦炭，相对密度大于1，分子量一般在1000以上。沥青质具有比胶质更大的着色能力。一般认为沥青质是复杂的芳香族物质，极性很强，分子量相当大复杂的芳香族物质，极性很强，分子量相当大。通过使用不同分离技术正式他的分子量在600300000的范围内。大部分数据表明沥青质的分子量1000100000，粒径520nm，C/H约为0.9。沥青质含量对沥青流变特性有很大影响沥青质含量对沥青流变特性有很大影响。增加沥青质
11、含量，便可以生产出针入度小河软化点较高的沥青，因而粘度也较大。3、石油沥青的化学组分的性质u胶质（树脂）化学组成和性质介于沥青质和油分之间介于沥青质和油分之间，但更接近沥青质。一般为半固体装，有时为固体状的粘稠性物质固体状的粘稠性物质，颜色从深黑到深褐色颜色从深黑到深褐色，相对密度接近于1.00（0.981.08），沥青中胶质的分子量大于在5001000之间或更大。胶质能溶于各种石油产品及大部分有机溶剂，但不溶于乙醇或其它醇类。胶质具有很强的着色能力。胶质最大的特点之一是化学稳定性差化学稳定性差。在吸附剂的影响下，稍稍加热，甚至在室温下，在有空气存在时很容易氧化缩合，部分地变为沥青质。就胶质在
12、开口容器中单纯加热到100150也会部分地变为沥青质。胶质分子结构中含有相当多的稠环芳香族和杂原子的化合物，在沥青中在沥青中式属于较强极性的部分式属于较强极性的部分，主要作为沥青中的粘结剂。此外胶质对于沥青的粘弹性，形成良好的胶体溶液等方面都有重要的作用。3、石油沥青的化学组分的性质u芳香族芳香族是由沥青中最低的分子量的环烷芳香化合物组成的，是胶溶沥青质的分散介质的主要成分，占沥青总量的20%30%，呈深棕色的粘稠液体，平均分子量3002000范围内。芳香族在沥青中主要起溶解作用。主要起溶解作用。3、石油沥青的化学组分的性质u饱和分饱和分是由直链和支链脂肪属烃以及烷基环烃和一些烷基芳香烃组成的
13、，它们是非极性稠状，呈稻草色或白色。平均分子量范围类似于上述芳香族，其成分包括有蜡质及非蜡质的饱和物，占沥青总量的5%20%。油分在沥青中主要起柔软剂润滑作用主要起柔软剂润滑作用，使胶质-沥青质软化塑化，保证沥青胶体系统稳定，是优质沥青不可缺少的部分，但饱和族对温度敏感，不是理想组分。3、石油沥青的化学组分的性质u蜡所谓蜡是指原油、渣油及沥青在冷冻时，能结晶析出的、熔点在能结晶析出的、熔点在2525意意义上的混合组分义上的混合组分，其中主要是高熔点的烃类混合物。因此蜡是一种组成和性质都不固定的物质，测定的方法不同，当然得到的不同的结果。蜡的化学组成：与沥青相比，蜡的化学结构还是比较简单。在组成
14、蜡的化合物中，以纯正构烷烃或熔点接近纯正烷烃的其它烃类为主纯正构烷烃或熔点接近纯正烷烃的其它烃类为主。C/HC/H比接比接近近0.50.5。蜡的种类及性质：石蜡石蜡，从高沸点的石油馏分中得到，正构烷烃为主，占90%以上，性脆，易出现裂纹，收缩系数的大；地蜡地蜡/微晶蜡微晶蜡，从石油中最重的部分，如蒸馏残油中分离得到，含有相当多的环烷烃及少量芳香烃，在压力下有流动的趋势。4、石油沥青的化学结构石油沥青主要由含有少量氧、硫和氮的高度缩合芳香环及带有若干环烷环、数目和长度不等的烷侧链组成。根据目前的研究成果，沥青的化学结构与其技术性质的关系存在以下几个方面存在一定的相关性。沥青的感温性与沥青化学结构
15、参数中的烷碳率（即在侧链上的碳数占总碳数的百分率）和侧链根数及平均侧链长度有关。通常烷碳率高、侧链根数少、平均侧链长度长的沥青具有较高的感温性。沥青的粘附性与其芳烃指数（即芳碳数占总碳数的百分率）、芳香环数等有关。通常芳香指数高、芳香环数多的沥青具有较好的粘附性。沥青的耐候性与其饱和碳率（即饱和碳占总碳数的百分率）有关。通常饱和碳率高的沥青耐候性好。沥青的年度与其分子量及聚合度等有关。沥青的进度模量除与上述因素有关外，还与侧链平均长度等密切相关。5、石油沥青的胶体结构现代胶体理论：沥青材料是一种胶体分散系。它以寡肽颗粒的沥青质为分散相，以液态的芳香酚和饱和酚为分散介质，过渡性的胶质起保护物质的
16、作用，使分散相能够很好地胶溶于分散介质中，形成稳定的胶体结构。在沥青胶体结构中，沥青质是核心，若干沥青质聚集在一起，胶质吸附于其表面而形成“胶团”，然后逐渐向外扩散，而使沥青质的胶核胶溶与饱和酚和芳香酚组成的介质中。一般认为，在沥青的胶体中，从沥青质到胶质，乃至芳香酚和饱和酚，他们的极性是逐步递变的，没有明显的分界线。溶胶型结构溶凝胶型结构凝胶型结构1、沥青材料的性能评价（1）沥青的物理性质密度：是在规定温度下单位体积所具有的质量，单位为t/m3或g/cm3，我国现行试验方法JTJ 052 T0603-1993规定的温度条件为15，也可用相对密度表示密度的用途：是沥青在质量与体积之间相互换算以
17、及沥青混合料配合比设计师必不可少的重要参数。在沥青使用、储存、运输、销售和设计沥青容器时不可缺少的数据。沥青密度与组分间的关系：密度取决于沥青各组分的比例及排列的紧密程度。沥青中含硫量大、芳香族含量高、沥青质含量相对高则密度大；蜡分含量较多则密度小。1、沥青材料的性能评价（1）沥青的物理性质体膨胀系数：用途：对于沥青储罐的设计和沥青作为填缝、密封材料是十分重要的数据，与沥青路面的路用性能也有密切关系，体膨胀系数大，沥青路面夏季泛油，冬季缩裂。沥青体膨胀系数计算：1、沥青材料的性能评价（1）沥青的物理性质沥青介电常数：介电常数的用途：沥青路面的抗滑阻力的改善与介电常数有关1、沥青材料的性能评价（
18、1）沥青的粘滞性定义：沥青的粘滞性（简称粘性）是沥青在外力作用下抵抗剪切变形的能力。在沥青技术性质中，沥青粘性是与路面力学性能联系最密切的一种性质。沥青的粘性通常用粘度表示，所以粘度是现代沥青等级（标号）划分的主要依据。沥青粘度的表达方式：牛顿流型沥青的粘度、非牛顿流型沥青的粘度。沥青粘度的测定方法：绝对粘度测定方法、条件粘度测定方法。1、沥青材料的性能评价（2）沥青的低温性能沥青的延性沥青的延性：是当其收到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常用延度作为条件延性指标来表征。沥青延性的影响因素：流变学特征、胶体结构以及化学组分。沥青的脆性沥青的脆性：沥青材料在低温时受到瞬间荷载的作
19、用，通常表现为脆性破坏。沥青的脆性的测定极为复杂，通常采用Fraass脆点作为条件脆性指标。流变劲度流变劲度：沥青的低温劲度和蠕变速率是反映抗裂性能的重要指标，美国SHRP研究开发了弯曲梁流变试验BBR。直接拉伸应变直接拉伸应变：沥青在低温时的极限拉伸应变直接反映沥青的低温抗裂性能，美国SHRP研究开发了直接拉伸试验DTT。1、沥青材料的性能评价（3）沥青的感温性定义：沥青具有复杂的胶体结构，粘度随温度的不同而产生明显的变化，这种粘度随温度变化的感应性称为感温性。作用：沥青材料的温度感应性与沥青路面的施工和使用性能有着密切的关系，用以划分沥青胶体的类型，针入度指数2：凝胶型沥青，处于之间的为溶
20、凝胶型沥青。评价方法：针入度指数法PI1、沥青材料的性能评价（4）沥青的耐久性沥青的老化：道路沥青在使用的过程中受到储运、加热、拌合、摊铺、碾压、交通荷载以及自然因素的作用，使沥青发生一系列的物理化学变化，逐渐改变了其原有性能（粘度、低温性能）而变硬变脆。影响沥青耐久性的因素：温度与氧化作用、光和水的作用、自然硬化、渗流硬化。耐久性评价方法：薄膜烘箱加热试验、旋转薄膜烘箱加热试验、压力老化试验、耐久性试验。1、沥青材料的性能评价（5）沥青的粘附性沥青的粘附性是沥青材料的主要功能之一，在混合料中以薄膜的形式涂抹在集料颗粒表面，将松散的矿质集料粘结为一个整体，除了沥青本身的粘结能力外，还需要沥青与
21、集料之间的粘附能力。粘结能力较强的沥青，粘附性一般也较大。影响沥青粘附性的因素：沥青方面的因素以及集料方面内在因素，以及环境、交通荷载外在因素。沥青剥落的机理：沥青-水-矿料三相表面张力理论解释。粘附性评价方法：水煮法(13.2mm)和水浸法(13.2mm)。水煮试验标准图1、沥青材料的性能评价（6）沥青的安全性沥青材料在使用过程中必须进行加热，当加热到一定温度时，沥青材料中挥发的油分蒸汽浴周围空气组成混合气体，此气体遇到火焰易发生闪火；若继续加热，油分蒸汽的饱和浓度增加，与空气的混合气体遇火易燃烧，而引起溶油车间发生火灾。闪点和燃点检测方法：粘稠石油沥青-克利夫兰开口杯法COC；液体石油沥青
22、-泰格式开口杯法。2、沥青的劲度模量沥青的力学性质不仅与温度有关，而且还与荷载作用时间有关。在温度较高而荷载作用时间较长的情况下，沥青的粘性性质较为明显；而在温度较低而荷载作用时间较短的情况下，则弹性性质较为明显。劲度模量（范德波尔）表达式：沥青劲度模量的计算方法：由沥青粘度计算沥青劲度模量、由范德波尔诺莫图求算沥青劲度以及由经验公式计算沥青劲度模量。沥青劲度模量的影响因素：温度影响、时间影响。20世纪50年代，大规模的公路建设。70年代，基本建成州际的公路网。1973年，世界石油危机，美国财政不景气，公路管理、维修的预算大幅度缩减，研究经费匮乏，70年代后期，公路严重损坏。80年代，汽车超载
23、限制提高了10，普遍采用子午线轮胎，轮胎接地压力增加，路面负荷增大；同时，原油来源变动复杂，质量变动大，使路面质量迅速下降。在沥青评价标准和试验方法方面，都是经验性的，而且各州各行其是，比较混乱。沥青标准指标的试验方法中，没有反映低温性能和反映沥青在路面使用过程中长期老化的指标。改性沥青的各种评价标准混乱。1982年10月，美国运输部联邦公路总署（FHWA）委托国家研究中心所属的交通运输部实施SHRP计划，Strategic Highway Research ProgramSHRP研究时间：1987年10月1993年3月研究内容：公路运营；混凝土与结构；沥青；路面长期使用性能关于沥青方面的研究
24、成果关于沥青方面的研究成果：材料规格材料规格试验方法试验方法混合料配合比设计混合料配合比设计使用性能评价方法使用性能评价方法SuperpaveSuperpavePerformance Grade7d的最高路面的最高路面温度的平均值温度的平均值年最低气温年最低气温PG 64-22式中：T20mm为位于20mm深处的最高路面设计温度，；Tair,max为7d平均最高气温，；La为地理纬度，；Tmin为最低路面设计温度，；Tair,min为平均年最低气温。（1）概述道路沥青面对的条件道路沥青面对的条件 气候条件恶劣；气候条件恶劣；交通繁重；交通繁重；特殊路面结构；特殊路面结构；特殊重要路段特殊重要路
25、段。改性沥青的定义改性沥青的定义：是指掺加橡胶、塑料等高分子聚合物、磨细橡胶粉或其他填料型外加剂与沥青均匀混合，从而使沥青的性质得以改善而制成的沥青结合料。对沥青材料改性对沥青材料改性提高高温抗变形能力提高高温抗变形能力提高沥青的低温抗裂性能提高沥青的低温抗裂性能改善沥青与石料粘附性改善沥青与石料粘附性提高沥青的抗老化能力提高沥青的抗老化能力（2）改性沥青分类按照改性功能分类（2）改性沥青的分类按照改性剂品种无机填料类无机填料类：炭黑、玻璃纤维、木质素纤维等橡胶类橡胶类：丁苯橡胶及其乳液；树脂类树脂类：包括热塑性和热固性树脂，聚乙烯、聚乙烯-醋酸-乙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯，环氧树脂；热塑性
26、弹性体热塑性弹性体：苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异二烯-苯乙烯嵌段共聚物。（3）改性沥青评价指标聚合物改性沥青离析试验聚合物改性沥青离析试验：用以评价沥青与改性剂之间的相容性问题（或称配伍性问题）。改性沥青弹性恢复试验改性沥青弹性恢复试验：在路面使用过程中，具有良好弹性恢复能力的沥青对荷载作用下产生变形，具有良好的自愈性。沥青粘韧性试验沥青粘韧性试验：沥青粘韧性试验是评价橡胶类改性沥青的一种较好的方法。测力延度试验测力延度试验：测力曲线的形状和面积对于评价改性沥青抵抗低温开裂性能具有重要的意义。（4）改性沥青技术标准（5）改性沥青特性热塑性橡胶类改性沥青沥青（5）改性沥青特性橡胶类改性沥青
27、（5）改性沥青特性橡胶类改性沥青（续）（5）改性沥青特性热熔性树脂类改性沥青（5）聚合物改性剂与机制沥青相容性相容性：指沥青和改性剂在组成和性质上存在差别的组分，在一定的条件下能够相互兼容，并存并配伍，形成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力。相容性差的改性沥青体系表现：改性粒子呈絮状、块状或与沥青发生相分离或分层现象。沥青与改性剂相容效果的影响因素：改性剂与沥青界面上的相互作用、溶解度参数以及分子结构是否相似。提高沥青与改性剂相容性的手段：选择与沥青溶解度参数相似的改性剂，选择轻质组分含量高的沥青，提高改性剂在沥青中的分散度。（6）改性沥青的生产工艺直接混溶法：采用直接混溶法制作改性沥青，
28、采用的共混设备有搅拌机和胶体磨两种。母料法：余弦制作改性剂浓度较高的改性沥青母体，运输到现场后经稀释后使用，即改性沥青的母料制作法。胶乳法：采用丁苯胶乳（浓度高的胶体乳液）直接投入沥青混合料拌合机内与矿料、沥青拌合制作改性沥青混合料。（1）概述定义：是粘稠沥青经热熔和机械作用以微滴状态分散于含有乳化剂-稳定剂的水中，形成水包油（O/W）型的沥青乳液。优势：可冷态施工，节余能源。粘稠沥青通常要加热至160180施工，而乳化沥青可以在常温下进行喷洒、贯入或拌和摊铺，现场无需加热，简化了施工程序，操作简便，节省了能源。可在潮湿基层上使用，能直接与湿集料拌和，粘结力不会减低。而用其它沥青施工，必须在干
29、燥的基层或干燥的集料拌和才能保证有足够的粘结力。无毒、无嗅、不燃、施工安全，保护环境，减少污染。节省能源、降低成本、增加结构沥青。（1）概述缺点：稳定性差，贮存期不超过半年，贮存期过长容易引起凝聚分层，贮存温度在0以上。乳化沥青修筑路面成型期较长，最初应控制车辆行使速度。应用：不仅可用于路面的维修与养护，并可用于铺筑表面处置、贯入式、沥青碎石、乳化沥青混凝土等各种结构形式的路面，还可用于旧沥青路面的冷再生，防尘处理。（2）乳化沥青的组成材料沥青乳化剂 阴离子型乳化剂 阳离子型乳化剂 两性离子型乳化剂 非离子型乳化剂稳定剂：为防止已经分散的沥青乳液在贮存期彼此凝聚，以及在施工喷洒或拌和的机械作用
30、下有良好的稳定性，必要时加入适量的稳定剂。稳定剂可分为两类：有机稳定剂 、无机稳定剂。水：水是乳化沥青的主要组成部分。水在乳化沥青中起着润湿、溶解及化学反应的作用。所以要求乳化沥青中的水应当纯净，不含其它杂质，一般要求用每升水中氧化钙含量不得超过80mg的洁净水，否则对乳化性能将有很大的影响，并且要多消耗乳化剂。水的用量一般为30%70%（3）乳化沥青的形成机理乳化剂降低界面能的作用界面膜的保护作用：具有较长烷基链的乳化剂与沥青具有较好的吸附作用，因此容易形成紧密排列，从而增强了界面膜的强度，保护沥青微粒不致由于碰撞而聚集。界面膜强度和紧密程度：取决于乳化剂分子结构和浓度。界面电荷的稳定作用：
31、由于乳化剂的作用，在沥青与水界面上形成双电层结构。因此在沥青液滴相互碰撞时，由于排斥作用阻止了沥青液滴的聚集，保证了沥青乳液的稳定。双电层电位差决定了扩散层的厚度，双电层厚度越大，乳液的稳定性越强。（3）乳化沥青的破乳机理电荷理论：阴离子乳液（沥青微滴带负电荷）与带正电荷碱性集料（石灰石、玄武石等）具有较好的粘结性；阳离子乳液（沥青微滴带正电荷）与带负电荷的酸性集料（花岗岩、石英石等）具有较好的粘结性。同时与碱性集料也有较好的亲和力。水分蒸发：由于水分蒸发或被石料吸收而产生分解、破乳，多孔、干燥的集料易吸收水分，破坏乳液平衡，加速破乳。（3）乳化沥青的破乳机理酸碱中和（化学反应理论）：阳离子沥
32、青乳液有一定的游离酸，pH较小，游离酸与碱性集料发生反应，生成氯化钙和带有负电荷的碳酸根离子，它与裹附在沥青微滴周围的阳离子中和，因此沥青微滴能与集料表面紧密相连，形成牢固的沥青膜，乳液中的水分很快分离出来。振动功能理论：认为阳离子沥青乳液具有较高的振动功能，所以它不论是对酸性集料或碱性集料表面都具有较好的亲和力。（4）乳化沥青的生产工艺间断式乳化沥青生产流程图连续式乳化沥青生产流程图（4）乳化沥青的技术性质与技术要求谢谢！谢谢！牛顿流型沥青的粘度式中：为动力粘度系数（简称粘度），Pas；为剪应力，Pa；为剪应变速率（简称剪变率），s。式中：T为运动粘度，10-4m2/s；为动力粘度，Pas；
33、为沥青密度，g/cm3。非牛顿流型沥青的粘度在路面的使用温度范围内，沥青呈现出粘弹塑性，剪应力与应变率 之间呈非线性关系绝对粘度测定方法绝对粘度测定方法毛细管法式中：T为温度T时的运动粘度，mm2/s；c为粘度计标定常数，mm2/s2；t为流经规定体积所需时间。绝对粘度测定方法绝对粘度测定方法真空减压毛细管法式中：T为沥青表观粘度，Pas；k为粘度计常数，Pas/s；意义同前；t为流经规定体积所需时间。绝对粘度测定方法绝对粘度测定方法布洛克菲尔德法 美国战略公路研究计划（SHRP）在沥青结合料路用性能规范中采用Brookfield法粘度计测量道路沥青在45以上温度范围内的表观粘度，以Pa s计
34、，可以简化的双筒旋转粘度计。该法适用于测定牛顿流体或非牛顿流体的剪应力与剪应变之比。条件（相对）粘度测定方法条件（相对）粘度测定方法沥青标准粘度计试验 CT，d条件（相对）粘度测定方法条件（相对）粘度测定方法针入度试验PT，m，t条件（相对）粘度测定方法条件（相对）粘度测定方法软化点试验TR&B延度弗拉斯Fraass脆点弯曲梁流变试验直接拉伸试验针入度指数法定义：是一种应用针入度和软化点的试验结果来评价沥青感温性的指标。基本思路：沥青针入度值的对数（lgP）与温度（T）具有线性关系，即基本公式：实用公式：式中：A为斜率，K为截距。针入度指数法当量软化点T800和当量脆点T1.2定义：与沥青针入
35、度800和1.2对应的温度，它们可以替代软化点和脆点反应沥青高温性能和低温性能。借助这两个参数可以计算针入度指数。针入度指数法壳牌诺莫图法薄膜烘箱加热试验旋转薄膜烘箱加热试验压力老化试验沥青-水-矿料三相体系式中：ab为矿料-沥青的界面能；bw为沥青-水的界面能；aw为矿料-水的界面能。由范德波尔诺莫图求算沥青劲度1.由沥青针入度、软化点计算针入度指数PI；2.确定荷载作用时间；3.确定计算温度；4.由针入度指数、温度差Tdif及荷载作用时间，查图得到沥青劲度。注：含蜡量大于注：含蜡量大于2%2%的沥青及改性沥青不适用。的沥青及改性沥青不适用。由经验公式计算沥青劲度为了便于计算沥青的劲度，Pettic和Ullidtz对范德波尔诺莫图进行了简化，并提出了下面计算公式：
