重大土木工程建筑才料8沥青及沥青防水材料.ppt

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1、第九章 沥青及沥青防水材料,沥青是一种有机胶凝材料，它是由复杂的高分子碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮等）衍生物的混合物。在常温下呈固体、半固体或粘性液体状态，颜色由黑褐色至黑色，能溶于多种有机溶剂，极难溶于水，具有良好的憎水性、粘结性和塑性，能抵抗冲击荷载的作用，且耐酸、耐碱、耐腐蚀。在工程中广泛地用作防水、防潮、防腐和路面等材料。 沥青可分为地沥青和焦油沥青两大类： 地沥青俗称松香柏油，按其产源不同分为石油沥青和天然沥青两种。 焦油沥青俗称柏油、臭柏油，是干馏各种固体或液体燃料及其他有机材料所得的副产品，包括煤焦油蒸馏后的残余物即煤沥青，木焦油蒸馏后的残余物即木沥青等。页岩沥青是由页岩提炼石

2、油后的残渣加工制得的。 工程中常用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青。,本章内容,石油沥青,天然沥青,煤沥青,木沥青,页岩沥青,地沥青,焦油沥青,沥青,沥青的分类,煤沥青,一、石油沥青,石油沥青的分类,按原油的成份分为,按加工方法不同分为,按沥青用途不同分为,石蜡基，沥青沥， 混合基 。,馏直，氧化，裂化。,道路，建筑，专用， 普通。,石油沥青是由天然原油炼制各种成品油后,经加工所得的重质产品，是黑色或棕褐色的粘稠状或固体状物质，燃烧时略有松香或石油味，但无刺激臭味，韧性较好，略有弹性。 石油沥青的分类 （1）按原油的成份分为：石蜡基沥青、沥青基沥青和混合基沥青。 （2）按加工方法不同分为：直馏

3、沥青、氧化沥青、裂化沥青等。 （3）按沥青用途不同分为：道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青和普通石油沥青。,（二）石油沥青的组分与结构,石油沥青的组分,石油沥青是有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， 它是石油中的分子量最大、组成和结构最 为复杂的部分。一般情况下，沥青分为三 三组分。,油分,树脂,地质沥青,石油沥青的组分 沥青是一种化学成分相当复杂的混合物，为了便于研究，可将沥青中化学性质与物理性质相似的成份划分为一个组分。一般情况下，沥青分为三大组分，即：油分、树脂和地沥青质。沥青中除了三大组分以外，还含有其它成份，但由于含量很少，因此可忽略不计。 （1）油

4、分。是淡黄色至红褐色的粘性透明液体，分子量为200700，几乎溶于所有溶剂，密度小于1，含量40%60%，它使沥青具有流动性。 （2）树脂。是红褐色至黑褐色的粘稠的半固体，分子量为5003000，密度略大于1，含量15%30%。在沥青中绝大部分属于中性树脂，它使沥青具有良好的塑性和粘结性，另有少量（约1%）的酸性树脂，是沥青中表面活性物质，能增强沥青与矿质材料的粘结。,油分,是淡黄色至红褐色 的粘性透明液体。,它使沥青具有动性。,树脂,是红褐色至黑褐色的粘稠的半固体。,它是决定沥青塑性 和粘结性的组分。,地质沥青,是深褐色至黑褐色 粉末状固体颗粒 。,（3）地沥青质。是深褐色至黑褐色粉末状固体

5、颗粒，分子量为10005000，密度大于1，含量10%30%，加热时不熔化，在高温时分解成焦炭状物质和气体。它能提高沥青的粘滞性和耐热性，但含量增多时会降低沥青的低温塑性，是决定沥青性质的主要成份。 此外，沥青中还含有少量的石蜡、沥青碳等有害物质。,根据沥青中各组成相对比例不同将胶体材料分为,2.石油沥青的结构,沥青中的油分和树脂可以互溶，而只有树脂才能浸润地沥青质。以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中形成胶体结构，并随着各化学组分的含量及温度而变化，使沥青形成了不同类型的胶体结构，这些结构使石油沥青具有各种不同的技术性质。 石油沥青的结构状态随温度不同而改

6、变。,（三）石油沥青的主要技术性质,1.粘滞性 粘滞性是沥青在外力作用下抵抗发生变形的性能指标。不同沥青的粘滞性变化范围很大，主要由沥青的组分和温度而定，一般随地沥青质的含量增加而增大，随温度的升高而降低。液体沥青粘滞性指标是粘滞度。 2.塑性 沥青在外力作用下产生变形，除去外力后仍保持变形后的形状不变，而且不发生破坏（裂缝或断开）的性能称为塑性。 塑性反映了沥青开裂后自愈能力及受机械应力作用后变形而不破坏的能力。沥青之所以能被制造成性能良好的柔性防水材料，很大程度上取决于这种性质。 沥青的塑性用“延伸度”或“延伸率”表示,3. 温度稳定性 温度稳定性也称温度敏感性，是指沥青的粘滞性和塑性在温

7、度变化时不产生较大变化的性能。温度稳定性包括耐高温的性质及耐低温的性质。 耐高温即耐热性是指石油沥青在高温下不软化，不流淌的性能。固态、半固态沥青的耐热性用软化点表示。 4.大气稳定性 大气稳定性也称沥青的耐久性，是指沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下，抵抗老化的性能。在大气因素的综合作用下，沥青中各组分会发生不断递变，低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多，沥青的流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，丧失使用功能，这个过程称为石油沥青的老化。,大气稳定性可用测定加热损失及加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。加热损失和

8、加热前后针入度5.最高加热温度 各种沥青都必须有其固定的最高加热温度，其值必须低于闪点和燃点。施工现场在熬制沥青时，应特别注意加热温度。当超过最高加热温度时，由于油分的挥发，可能发生沥青锅起火、爆作、烫伤人等事故。 闪点是指沥青达到软化点后再继续加热，则会发生热分解而产生挥发性的气体，当与空气混合，在一定条件下与火焰接触，初次产生蓝色闪光时的沥青温度。燃点是指沥青温度达到闪火点，温度如再上升，与火接触而产生的火焰能持续燃烧5s以上时，这个开始燃烧时的温度即为燃点。沥青的闪点和燃点的温度值通常相差10。液体沥青由于轻质成分较多，闪点和燃点的温度值相差很小。,6.溶解度 沥青的溶解度是指沥青在溶剂

9、中（苯或二硫化碳）可溶部分质量占全部质量的百分率。沥青溶解度可用来确定沥青中有害杂质含量。沥青中有害物质含量多，主要会降低沥青的粘滞性。一般石油沥青溶解度高达98%以上，而天然沥青因含不溶性矿物质，溶解度低。 7.水分 沥青几乎不溶于水，具有良好的防水性能。但沥青材料也不是绝对不含水的。水在纯沥青中的溶解度约在0.001%0.01%之间。沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐的成分，沥青含盐分越多，水作用时间越长，水分就越大。 由于沥青中含有水份，施工前要进行加热熬制。沥青在加热过程中水分形成泡沫，并随温度的升高而增多，易发生溢锅现象，以致引起火灾。所以在加热过程中，应不断搅拌，促进水分蒸发，并

10、降低加热温度，锅内沥青不要装的过满。,塑性是指沥青材料在外力作用下， 产生变形而不破坏，除去外力后， 仍能保持变形后的形状的性质。,定义,沥青的塑性用“延伸度”或“延伸率” 表示。按标准试验方法，仪上进行 拉伸，延伸度以试件能度（cm）表 示。,塑性,粘滞性,粘滞性是沥青材料抵抗外力作用下发生粘滞性变 形的能力，是沥青 材料的一项重要物理力学性质,液体沥青粘滞性指标是粘滞度。粘滞度是 液体沥 青在一定温度（25或60）的 条件下，经规定直径（3.5或10mm）的孔 漏下50mL所需的秒数。用符号 表示。,定义,耐低温一般用脆点表示。,沥青为热塑性材料，粘度随温度而 变化，温度稳定性是指沥青的粘

11、度 受温度变化影响的程度。,定义,温度稳定性,耐高温即耐热性是指石油沥青在高温 下不软化，不流淌的性能。固态、半 固态沥青的耐热性用软化点表示。,大气稳定性,大气稳定性也称沥青的耐久性，是指沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下，抵抗老化的性能。,大气稳定性可用测定加热损失及加热前后针入度、软化点等性质的改变值来表示。,测定方法,定 义,各种沥青都必须有其固定的最 高加热温度，其值必须低于闪 点和燃点。施工现场在熬制沥 青时，应特别注意加 热温度。,沥青的溶解度是指沥青在溶剂中（苯或二硫化碳）可溶部分质量占全部质量的百分率。沥青溶解度可用来确定沥青中有害杂质含量。,水分,沥青几乎

12、不溶于水，具有良好的防水性能。但沥青材料也不是绝对不含水的。水在纯沥青中的溶解度约在0.001%0.01%之间。沥青吸收的水分取决于所含能溶于水的盐的成分的多少，沥青含盐分越多，水作用时间越长，水分就越大。,（四）石油沥青技术标准,牌号,牌号,牌号,200、180、140、100甲、 100乙、60甲、60乙,30、10、,75、65、55,道路石油沥青,建筑石油沥青,普通石油沥青,石油沥青外观简易鉴别,（五）石油沥青的简易签别,石油沥青牌号简易鉴别,注 鉴别时的气温为1518。,（六）石油沥青的应用,道路石油沥青主要用于,配制沥青混凝土 或沥青砂浆 用于道路路面 或工业厂房地面等工程,建筑石

13、油沥 青主要用于,建筑石油沥青主要用于屋面、地下防水及沟槽防水、防腐蚀等工程。道路石油沥青主要用于配制沥青混凝土或沥青砂浆，用于道路路面或工业厂房地面等工程。根据工程需要还可以将建筑石油沥青与道路石油沥青掺合使用。,二、煤沥青,呈硬的固体,呈粘稠液体或半固体,硬煤沥青,软煤沥青,煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油，煤焦油经分馏加工以后剩余的残渣即为煤沥青。,定义,煤沥青是炼焦或生产煤气的副产品。烟煤干馏时所挥发的物质冷凝为煤焦油，煤焦油经分馏加工以后剩余的残渣即为煤沥青。 分类 煤沥青可分为硬煤沥青和软煤沥青两种。硬煤沥青是从煤焦油中蒸馏出轻油、中油、重油及蒽油之

14、后的残留物，常温下一般呈硬的固体；软煤沥青是从煤焦油中蒸馏出水分、轻油及部分中油后得的产品。由于软煤沥青中保留一部分油质，故常温下呈粘稠液体或半固体。建筑工程中使用硬煤沥青时需掺一定量的焦油进行回配。,（二）煤沥青的技术性质,煤沥青的技术性质按国家标准（GB2290-94）规定，见表9-5。,表9-5 煤沥青的技术指标,（三）煤沥青与石油沥青的区别,表9-6 石油沥青与煤沥青的主要区别,（四）煤沥青的应用,注意!,煤沥青的主要技术性质多都不如石油沥青好，且有毒，易污染水质，因此，在水利工程中很少应用，主要用于防腐及路面工程。,使用煤沥青时，应严格遵守国家规定的安全操作规程，防止中毒。煤沥青与石

15、油沥青一般不宜混合使用。,三、改性沥青,建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质。在低温条件下应具有弹性和塑性.在高温条件下要有足够的强度和稳定性.,改性沥青是对沥青进行氧化、乳化、催化、或者掺入橡胶树脂等物质，使沥青的性质得到不同程度的改善。 改性沥青一般分为橡胶改性沥青、树脂改性沥青、橡胶树脂改性沥青、再生胶改性沥青及矿物填充剂改性沥青等。 （一）橡胶改性沥青 沥青与橡胶的混溶性较好，二者混溶后的改性沥青高温变形很小，低温时具有一定塑性。所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶（氯丁橡胶、丁基橡胶和丁苯橡胶等）、废旧橡胶。使用不同品种橡胶及掺入的量与方法不同，形成的改性沥青性能也不同。 （二）树脂改性

16、沥青 在沥青中掺入树脂改性。可以改善耐寒性、耐热性、粘结性和不透气性。树脂与石油沥青的相溶性较差，与煤沥青较好。常用的树脂有聚乙烯、聚丙烯、无规聚丙烯等。,（三）橡胶和树脂改性沥青 是指沥青、橡胶和树脂三者混溶的改性沥青。混溶后兼有橡胶和树脂的特性，能获得较好的技术经济效果。 （四）再生胶改性沥青 是指掺入废橡胶改性沥青。使其具有橡胶的一些特性。 （五）矿物填充剂改性沥青 在沥青中掺入矿物填充料，用以增加沥青的粘结力、柔韧性等。常用的矿物粉有滑石粉、石灰粉、云母粉、石棉粉、硅藻土等。,四、沥青材料的贮运,注意,沥青贮运时，应按不同的品种及牌号分 别堆放，避免混放混运，贮存时应尽可 能避开热源及

17、阳光照射，还应防止其它 杂物及水分混入。沥青热用时其加热温 度不得超过最高加热温度，加热时间不 宜过长，同时避免反复加热，使用时要 防火，对于有毒性的沥青材料还要防止 中毒。,一、沥青防水卷材,玻璃丝油毡及玻璃布油毡,油毡和油纸,其它胎基沥青防水卷材,改性沥青防水卷材,分 类,采用低软化点沥青浸渍原纸所制成的无涂撒隔离物的纸胎卷材称为油纸。,（一）油毡和油纸,当再用高软化点沥青涂盖油纸两面，并撒布隔离材料后，则称油毡。,定义,定义,油毡和油纸 油纸是用低软化点石油沥青浸渍原纸（一种生产油毡的专用纸）而成的一种无涂盖层的防水卷材。油纸按原纸1m2的质量克数分为200、350两个标号。油纸多适用于

18、防潮层。 油毡是采用高软化点沥青涂盖油纸的两面，再涂撒隔离材料所制成的一种纸胎防水材料。涂散粉状材料（如滑石粉）称“粉毡”，涂撒片状材料（如云母）称“片毡”。 油毡的幅宽分为915mm和1000mm两种规格。 油毡分为200、350和500三种标号。200号油毡适用于简易防水或临时性建筑防水、防潮。350号和500号粉毡常用做多层防水；片毡适用于单层防水。,（二）玻璃丝油毡及玻璃布油毡,用于地下防水防腐层及屋面防水在水里 工程中常用于渠道坝面的防水层或修补 加固,应用,玻璃丝油毡及玻璃布油毡 用石油沥青浸渍玻璃丝薄毡和玻璃布的两面，并撒以粉状防粘物质而成。玻璃丝油毡的抗拉强度略低于350号纸胎

19、油毡，其他性能均高于纸胎油毡。沥青玻璃布油毡的抗拉强度高于500号纸胎油毡，还具柔性好、耐腐蚀性强、耐久性高的特点。这种油毡适用于地下防水层、防腐层及屋面防水等，在水利工程中常用于渠道、坝面的防水层或修补加固等。,（三）其它胎基沥青防水卷,（四）改性沥青防水卷材,除纸胎油毡和玻璃丝布油毡外，沥 青防水卷材还可用石棉布、麻布等 作胎料，制成石棉布油毡和麻布油 毡等。,新型胎料和改性沥青，可有效地提高沥青 防水卷材的使用年限、技术性能、冷施工 及操作性能，还可降低污染，有效地提高 了防水质量。,其他胎基沥青防水卷材 除纸胎油毡和玻璃丝布油毡外，沥青防水卷材还可用石棉布、麻布等作胎料，制成石棉布油毡

20、和麻布油毡等。其抗拉强度及耐久性能均较纸胎油毡好，但价格较高。 改性沥青防水卷材 普通沥青防水卷材的低温柔性、延伸性、拉伸强度等性能尚不理想，耐久性也不高，使用年限一般为58年。采用新型胎料和改性沥青，可有效地提高沥青防水卷材的使用年限、技术性能、冷施工及操作性能，还可降低污染，有效地提高了防水质量。,改 性 材 料 的 分 类,SBS改性沥青防水卷材,APP改性沥青防水卷材,铝箔塑胶油毡,再生胶油毡,焦油沥青耐低温油毡,二、沥青胶,按其胶粘工艺分,沥青胶又称沥青玛王帝脂，是用沥青粉状或纤维状填充料以及改性添加剂等材料配制而成的混合料。,热粘型沥青胶,冷粘型沥青胶,沥青胶又称沥青玛王帝脂，是沥

21、青与矿质填充料及稀释剂均匀拌和而成的混合物。沥青胶按所用材料及施工方法不同可分为：热用沥青胶及冷用沥青胶。热用沥青胶是由加热溶化的沥青与加热的矿质填充料配制而成；冷用沥青胶是由沥青溶液或乳化沥青与常温状态的矿质填充料配制而成。 沥青胶应具有良好粘结性、柔韧性、耐热性，还要便于涂刷或灌注。工程中常用的热用沥青胶，其性能主要取决于原材料的性质及其组成。 沥青是影响沥青胶性能的主要因素。沥青的软化点越高，则沥青胶的耐热性越高。所用沥青的软化点，一般应高于防水层表面及其周围介质可能出现的最高温度2025，且不得低于40。沥青延伸度越大，配制的沥青胶柔韧性越好。,矿质填充料可以提高沥青胶的耐热性、减少低

22、温脆性，增加粘结力。为了提高沥青胶的粘结力，矿质填充料应选用碱性的。常用的粉状填充料有滑石粉、石灰石粉，也可用水泥及粉煤灰。纤维状填充料主要有石棉。两种填充料也可混合使用。 热用沥青胶的各种材料用量：一般沥青材料占70%80%，粉状矿质填充料（矿粉）为20%30%，纤维状填充料为5%15%。矿粉越多，沥青胶的耐热性越高，粘结力越大，但柔性降低，施工流动性也较差。 配制热用沥青胶，是先将矿粉加热到100110，然后慢慢地倒入已熔化的沥青中，继续加热并搅拌均匀，直到具有需要的流动性即可使用。沥青的加热温度和沥青胶搅拌控制温度，视沥青牌号而定，一般为160200，牌号小的沥青,可选择较高的加热温度。

23、 冷用沥青胶中沥青用量为40%50%，稀释剂25%30%，矿粉10%30%。它可在常温下施工，能涂刷成均匀的薄层，但成本高，使用较少。 沥青胶的用途较广，可用于粘结沥青防水卷材、沥青混合料、水泥砂浆及水泥混凝土；并可用作接缝填充材料，大坝伸缩缝的止水井等。,沥青胶的用途,三、沥青防水涂料,沥青溶液,沥青溶液（冷底子油）是沥青加稀释剂 而制成的一种渗透力很强的液体沥青。 多用建筑石油沥青和60号道路石油沥青 与汽油、煤油、柴油等稀释剂配制。,将液态的沥青、水和乳化剂在 容器中经强烈搅拌，沥青则以 微粒状分散于水中，形成的乳 状沥青液体，称为乳化沥青。,定义,沥青是憎水性材料，极难溶于水，但由于

24、沥青在强力搅拌下被碎裂为微粒，并吸附 乳化剂使其带电荷，带同性电的微粒互相 排斥，阻碍沥青微粒的相互凝聚而成为稳 定的乳化沥青。,1.沥青溶液 沥青溶液（冷底子油）是沥青加稀释剂而制成的一种渗透力很强的液体沥青。多用建筑石油沥青和60号道路石油沥青，与汽油、煤油、柴油等稀释剂配制。配制时，将熔化的沥青成细流状加入稀释剂中。对挥发慢的稀释剂（柴油等），沥青加热温度不得超过110；对挥发快的稀释剂（汽油等），则不得超过80。 沥青溶液由于粘度小，能渗入混凝土和木材等材料的毛细孔中，待稀释剂挥发后，在其表面形成一层粘附牢固的沥青薄膜。建筑工程中常用于防水层的底层，以增强底层与其他防水材料的粘结。因此

25、，常把沥青溶液称为冷底子油。在干燥底层上用的冷底子油，应以挥发快的稀释剂配制；而潮湿底层则应用慢挥发性的稀释剂配制。沥青溶液中沥青含量一般为30%60%。当用作冷底子油时，沥青用量一般为30%，溶液较稀有利于渗入底层，当用作沥青混合料层间结合时，沥青用量可提高到60%左右。,2.乳化沥青 将液态的沥青、水和乳化剂在容器中经强烈搅拌，沥青则以微粒状分散于水中，形成的乳状沥青液体，称为乳化沥青。 沥青是憎水性材料，极难溶于水，但由于沥青在强力搅拌下被碎裂为微粒，并吸附乳化剂使其带电荷，带同性电的微粒互相排斥，阻碍沥青微粒的相互凝聚而成为稳定的乳化沥青。乳化沥青中，沥青含量通常为55%65%，乳化剂

26、的掺量约为0.1%2.5%，含乳化剂的水约35%45%。 一般常用180、140、100号的石油沥青配制乳化沥青。如用低牌号的沥青，应掺入重油后使用。 通常用的乳化剂有石灰膏、肥皂、洗衣粉、十八烷基氯化铵及烷基丙稀二胺等。石灰膏乳化剂来源广泛，价格低廉，使用较多，但要注意其稳定性较差。,乳化沥青用于结构上，其中的水分蒸发后、沥青颗粒紧密结合形成沥青膜而起防水作用。乳化沥青是一种冷用防水涂料，施工工艺简便，造价低，已被广泛用于道路、房屋建筑等工程的防水结构。在水利工程中，乳化沥青可喷洒于渠道的边坡和底部作防水剂；涂于混凝土墙面作为防水层；掺入混凝土或砂浆中（沥青用量约为混凝土干料用量的1%）提高

27、其抗掺性；也可用作冷底子油涂于基底表面上。,四、防水嵌缝材料,常用,聚氯乙烯胶泥 沥青鱼油油膏,主要用于,渠道 渡槽等伸缩缝的填料 修补裂缝,防水嵌缝材料的品种很 多，在工程中主要起粘 结和防水的作用。,定义,防水嵌缝材料的品种很多，在工程中主要起粘结和防水作用，常用的有聚氯乙烯胶泥、沥青鱼油油膏等。主要用于渠道、渡槽等伸缩缝的填料，也可修补裂缝。 聚氯乙稀塑料油膏是在聚氯乙烯胶泥基础上改性、发展而得到的产品。其原材料、生产工艺以及技术性质与聚氯乙烯胶泥基本相同，不同的是油膏中加入了适当的稀释剂，如二甲苯、芳香油等。聚氯乙烯塑料油膏可以成品供应市场，使用时现场加热溶化即可嵌缝，涂刷于屋面或结构

28、物表面，以及粘贴油毡等。若选用废旧聚氯乙烯塑料代替聚氯乙烯树脂为原料，可显著降低成本。,一、沥青混合料的分类,沥青材料一般情况下很少单独 使用，多数是与级配合适的矿 物质材料拌合均匀配制成沥青 混合料。,（一）按骨料最大粒径分,粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料 细粒式沥青混合料 砂质式沥青混合料,骨料最大粒径为35 骨料最大粒径为25 骨料最大粒径为15 骨料最大粒径为5 ,（二） 按沥青混合料压 实后的密实度分,（1）密级配沥青混合料,（2）开级配沥青混合料,（3）碎石型沥青混合料,（1）密级配沥青混合料 沥青混合料中的矿质混合料中含有一定量的矿粉，矿质混合料级配良好，沥青混合料压实后的密

29、实度大，孔隙率小于5%。 （2）开级配沥青混合料 沥青混合料中的矿质混合料基本不含矿粉，沥青混合料压实后的密实度较小，孔隙率大于5%。 （3）碎石型沥青混合料（沥青碎石） 沥青混合料中不含细骨料，压实后的孔隙率大于15%。 密级配沥青混合料主要用于防水层，开级配沥青混合料及碎石型沥青混合料主要用于基层的整平、粘结和排水。,按 压 实 方 法 分,碾压式沥青混合料,灌注式沥青混合料,按 使 用 方 法 分,热拌热用沥青混合料,热拌冷用沥青混合料,冷拌冷用沥青混合料,按压实方法分 （1）碾压式沥青混合料 新拌沥青混合料的流动性小，在施工铺筑时需要碾压振动才能密实。在水利工程及道路工程中应用最为广泛

30、。 （2）灌注式沥青混合料 沥青混合料中沥青含量较多，拌和物的流动性较大，灌注后在自重作用下或略加振动就能密实。它适于用普通石油沥青等塑性较小的沥青拌制，能有效提高抗裂性。常在中、小型水利工程中使用。 按使用方法分 （1）热拌热用沥青混合料 施工时先将矿料加热，沥青熔化，然后在热的状态下进行搅拌、摊铺、压实，待温度下降后即硬化。这种沥青混合料的质量较高，水工建筑的防水结构及道路路面多采用这种沥青混合料。,（2）热拌冷用沥青混合料 施工时先将组成材料分别加热后进行拌和，然后在常温下进行摊铺、压实。这种沥青混合料，多采用粘滞性小的沥青。 （3）冷拌冷用沥青混合料 施工时用稀释剂将沥青溶成胶体，在常

31、温下与矿质材料拌和，使用时待稀释剂挥发后沥青混合料即硬化。此法施工方便，但要消耗大量的有机稀释剂，建筑上应用较少，常用于维修工程。 在工程中常用的沥青混合料主要包括沥青混凝土和沥青砂浆，因为沥青砂浆的技术性质跟沥青混凝土有相似之处，所以本节主要介绍水工沥青混凝土。 水工沥青混凝土是由沥青和石子、砂，填充料按适当比例配制而成。,二、水工沥青混凝土的组成材料,（一）石油沥青 沥青混凝土用的沥青材料，应根据气候条件、建筑物工作条件、沥青混凝土的种类和施工方法等条件选择。水工沥青混凝土多采用60甲或100甲的道路石油沥青配制。 （二）矿质材料 沥青混凝土一般选用质地坚硬、密实、清洁、不含过量有害杂质、

32、级配良好的碱性岩石（如石灰岩、白云岩、玄武岩、辉绿岩等），并且要有良好的粘结性。 细骨料可采用天然砂或人工砂，均应级配良好、清洁、坚固、耐久，不含有害杂质。 填充料又称矿粉，是指碱性矿粉（石灰石粉、白云石粉、大理石粉、水泥等）。其含水率应小于1%且不含团块；应全部通过0.6mm的筛，通过0.074mm的筛含量应大于80%。矿粉能提高沥青混凝土的强度、热稳定性及耐久性。,（三）外加剂 为改善沥青混凝土的性能而掺入的少量物质称为外加剂。常用的有石棉、消石灰、聚酰胺树脂及其它物质。掺入石棉可提高沥青混凝土的热稳定性、抗弯强度、抗裂性等，一般选用短纤维石棉，掺量为矿质材料的1%2%。掺入消石灰、聚酰胺

33、树脂可提高沥青与酸性矿料的粘聚性、水稳定性。消石灰掺量为矿质材料的2%3%，聚酰胺树脂掺量为沥青用量的0.02%。,三、水工沥青混凝土的技术性质,主 要 性 质,和 易 性,柔 性,力学性质,稳定性,抗 渗 性,水工沥青混凝土的技术性质应满足工程的设计要求，具有与施工条件相适应的和易性。其主要技术性质包括和易性、力学性质、抗渗性、热稳定性、柔性、大气稳定性、耐水性等。 （一）和易性 和易性是指沥青混凝土在拌和、运输、摊铺及压实过程中具有与施工条件相适应、既保证质量又便于施工的性能。沥青混凝土和易性目前尚无成熟的测定方法，多是凭经验判定。 （二）力学性质 沥青混凝土的力学性能包括强度及变形。沥青

34、混凝土的破坏主要有：一次荷载作用的破坏、疲劳破坏和徐变破坏。 （三）热稳定性 热稳定性又称耐热性，是指沥青混凝土在高温下抵抗塑性流动的性能。当温度升高时，沥青的粘滞性降低，使沥青,与矿料的粘结力下降。因此，沥青混凝土的强度降低，塑性增加。对于暴露在大气中的沥青混凝土，它的温度可比气温高出2030。因此，沥青混凝土必须具有良好的热稳定性。 （四）柔性 柔性是指沥青混凝土在自重或外力作用下，适应变形而不产生裂缝的性质。柔性好的沥青混凝土适应变形能力大，即使产生裂缝，在高水头的作用下也能自行封闭。 沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质及用量。用延伸度大的沥青，配制的沥青混凝土的柔性较好；增加沥青用量

35、、采用较细的及连续级配的骨料、减少填充料的用量，均可提高沥青混凝土的柔性。 采用增加沥青用量、并减少填充料用量的方法，是解决用低延伸度沥青配制具有较高柔性沥青混凝土的一个有效方法。,（五）大气稳定性 在大气综合因素作用下，沥青混凝土保持物理力学性质稳定的性能，称为大气稳定性。水工沥青混凝土的大气稳定性，与其密实度和所处的工作条件有关。实践证明，对水上部分孔隙率在5%以下的沥青混凝土及长期处于水下部位的沥青混凝土，一般不易老化，大气稳定性较好，较耐久。沥青混凝土的大气稳定性，可根据沥青针入度及软化点随时间变化的情况来判断，变化较小者，其大气稳定性较高。 （六）水稳定性 水稳定性是指水工沥青混凝土

36、长期在水作用下，其物理力学性能保持稳定的性质。沥青混凝土长期处于水中，由于水分浸入会消弱沥青与骨料之间的粘结力，使沥青与骨料剥离而逐渐破坏，或遭受冻融作用而破坏。因此，沥青混凝土的水稳定性，取决于沥青混凝土的密实程度及沥,青与矿料间的粘结力，沥青混凝土的孔隙率越小，水稳定性越高，一般认为孔隙率小于4%时，其水稳定性是有保证的。采用粘滞性大的沥青及碱性矿料都能提高沥青混凝土的水稳定性。 （七）抗渗性 沥青混凝土的抗渗性用渗透系数（cm/s）来表示。防渗用沥青混凝土的渗透系数一般为10-710-10cm/s；排水层用沥青混凝土的渗透系数一般为10-110-2cm/s。 沥青混凝土的抗渗性取决于矿质

37、混合料的级配、填充空隙的沥青用量，以及碾压后的密实程度。一般，矿料的级配良好、沥青用量较多、密实性好的沥青混凝土，其抗掺性较强。沥青混凝土的抗渗性与孔隙率之间的关系，见图9-9所示，孔隙率越小其渗透系数就越小、抗渗性越大。一般孔隙率在4%以下时，渗透系数可小于10-7cm/s。因此，在设计和施工中，常以4%的孔隙率作为控制防渗沥青混凝土的控制指标。,四、水工沥青混凝土配合比设计,在道路工程中的应用,主要弱点,温度稳定性,老化现象,沥青混凝土道路的断面结构,使用沥青混凝土作为路面材料的道路称为柔性路面。 如图910所示,图 9-10沥青混凝土高等级公路的断面构成,沥青混凝土道路破坏形式,温度开裂,疲劳开裂,永久性变形,粘结力丧失,粘结力丧失的原因大多与水分有关,4）爆皮与起抗,1）移动,2）分离,3）破摸,5）自生乳化,6）水力侵蚀,7）空压力,在水利工程中的应用,沥青混凝土在水工结构物主要用于以下部位,水下沥青混凝土,防水层沥青混凝土,排水层沥青混凝土,反滤层或找平层沥青混凝土,保护层沥青混凝土,防护性沥青混凝土,