必威体育精装版沥青材料的感温性专题教学PPT.ppt

沥青及沥青混合料 路用性能 第一章 沥青材料的感温性 第一节 概述 表征沥青随温度而发生性质变化幅度的指标就是感温性指标。 沥青是典型的粘弹性体。 将沥青的性质归结到劲度（Stiffness），它与温度、荷载作用时间成为的主曲线如右图所示。 劲度模量S(对数坐标) 如上图所述，沥青因温度和荷载的不同而存在差异。 在低温及短的荷载作用时间下沥青呈现弹性行为，研究对象为低温开裂。 在高温及长时间的或反复荷载作用条件下沥青为粘性行为，研究对象为永久流动。 在中等温度及时间条件下，沥青呈现粘弹性行为，研究重点为抗疲劳性能。 沥青材料在不同温度下的性质见下图 沥青结合料的流变性质： 由于沥青材料的粘弹性，它的任何性质都是温度和时间的函数。 沥青在60℃下流淌1h，相当于25℃下流淌了10h。所以沥青在高温、快速荷载条件作用下的力学响应与低温、长时间荷载作用的力学响应将可能是等效的。这是沥青材料流变学的温度和时间的转换法则。 ·沥青A、B、C 25℃针入度和60℃粘度相同 如上图所示，变化相同的温度，A沥青的针入度或粘度的变化小于B沥青，而B沥青的针入度或粘度的变化小于C沥青，这种受温度影响沥青性质变化的程度叫做沥青的温度敏感性，简称感温性。 即感温性A﹤B﹤C。 最常用的描述沥青感温性的指标是针入度指数PI值。普遍规定PI值在-1.0 ~ +1.0之间。 第二节 沥青感温性指标 现在普遍采用的沥青感温性能的指标有针入度指数PI，针入度粘度指数PVN和粘温指数VTS等。 无论采用哪一个指标，都是以两个或两个以上不同温度的沥青指标的变化幅度来衡量的。 右图表示这些指标所反映的温度范围。 1.沥青试验数据图（BTDC） 69年，壳牌石油公司研究所W·Heukelom提出了一种沥青试验数据图（Bitumen Test Data Chart）,简称BTDC，用以表征石油沥青常规试验性质的相互关系。这些性质包括针入度、软化点、粘度、脆点、滴点等，将这些试验值作纵坐标，温度为横坐标，按一定的坐标尺度绘图。它由两个部分组成，上部为针入度区，下部为粘度区。脆点Fr相当于针入度1.2处，软化点相当于针入度800，或粘度1200pa·s处。 BTDC曲线的最大特点：反映沥青全温度域的性质指标的变化情况。曲线的斜率表示沥青性能受温度影响变化的幅度。 BTDC 曲线 利用BTDC，可以区分三种类型的沥青： S级沥青:对大批直馏沥青来说，各项试验数据基本上位于一条直线上，它能包括绝大部分蜡含量较少的沥青，同一种原油炼制的不同稠度的沥青，在图上成为一组大致平行的直线，说明感温性很相近；不同的原油和品种的沥青，在图上直线的斜率将有所不同，从而区分出沥青的感温性的大小。 B级沥青：经过吹氧炼制的沥青试验数据图是由两条直线相交组成的一组折线，经过吹氧炼制的沥青实验数据图是两条直线相交组成的一折线，在高温区域即粘度区，直线的斜率与同一种原油炼制的直溜沥青（不吹氧）的斜率大体相同，在较低温度域即针入度区，氧化工艺使直线的斜率大大变小，说明沥青的感温性得到改善。 W级沥青：蜡质沥青（Waxy bitumen）的最大特点是蜡含量高，且沥青中蜡的品种和组成非常复杂，融点从30℃～100 ℃不等，因而蜡质沥青的BTDC成为上下两条大体平行的直线，中间有一段过渡段，在此过渡段温度范围内的测定数据由于受到沥青中蜡的融化和结晶的影响，将会偏离曲线，上下两条直线的斜率多少会有所不同，它反映了蜡对感温性的影响。 2.针入度指数PI （1）由25 ℃的针入度及软化点计算PI 采用25 ℃针入度P25 及 软化点TRB 。 此式仅适用于蜡含量很少的S级沥青。 （2）由25 ℃的针入度及脆点计算PIF 采用25 ℃的针入度P25 及弗拉斯脆点TF 此式不适用于蜡质沥青。 （3）由不同温度的针入度计算PI 在下图中，将回归直线与针入度800线相交，可以得出针入度800时的当量软化点T800并代替TRB ；同样将回归直线下延与针入度1.2相交，可得出针入度1.2时的当量脆点温度T1.2代替弗拉斯脆点。 在实际中，应采用3个或3个以上的温度的针入度值经回归求斜率 。 通常采用15 ℃、25 ℃、30 ℃（或5 ℃）的针入度。 （4）由0.2Pa·s等粘温度及软化点计算PI 第三节 改善道路沥青感温性的措施 目前，通常改善道路沥青感温性的措施都集中在两个途径： 在沥青的生产部门，认真选择原油，炼制温度敏感性低的沥青，使其具有更好的路用性能。 在沥青应用部门，通过采用各种类型的改性措施改善沥青（或沥青混合料）的感温性。 炼制沥青必须有适宜的原料油，不是所有的石油都适宜