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沥青的技术要求-《土木工程材料》

【摘要】:表8.1建筑石油沥青技术标准续表注:①报告应为实测值。除石油沥青规定的有关指标外,延度的温度为15℃,大气稳定性采用薄膜烘箱试验,并规定了含蜡量的要求。液体石油沥青的质量要求见表8.4。

按用途不同,石油沥青可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和液态石油沥青。

选用石油沥青时,应按使用部位和环境确定石油沥青的品种和牌号,在满足上述要求的前提下,尽量选用牌号大(针入度大)的沥青,以保证有较长的使用年限。

建筑工程中使用的石油沥青有建筑石油沥青、道路石油沥青、防水防潮石油沥青和普通石油沥青等。其中,建筑石油沥青、道路石油沥青、普通石油沥青的牌号主要根据针入度、延度、软化点等划分,并用针入度值表示。

1.建筑石油沥青的技术要求

建筑石油沥青的技术标准应符合国家标准《建筑石油沥青》(GB/T 494—2010)的规定,如表8.1所示。

表8.1 建筑石油沥青技术标准

续表

注:①报告应为实测值。
②测定蒸发缺失后样品的25℃针入度与原25℃针入度之比乘以100后所得的百分比,称为蒸发后针入度比。

建筑石油沥青按针入度值划分为40号、30号和10号三个牌号。同种石油沥青中,牌号愈大针入度愈大(黏性愈小),延度(塑性)愈大,软化点愈低(温度敏感性愈大),使用寿命愈长。

建筑石油沥青的特点是黏性较大(针入度较小),温度稳定性较好(软化点较高),但塑性较差(延度较小)。建筑石油沥青应符合国家标准《建筑石油沥青》(GB/T 494—2010)的规定,常用制作油纸、油毡、防水涂料及沥青胶等,并用于屋面及地下防水、沟槽防水、防蚀以及管道防腐等工程。

使用建筑石油沥青制成的沥青膜层较厚,黑色沥青表面又是好的吸热体,故在同一地区的沥青屋面(或其他工程表面)的表面温度比其他材料高,据测定高温季节沥青层面的表面温度比当地最高气温高25~30℃。为了避免夏季屋面沥青流淌,一般屋面用沥青材料的软化点应比当地气温高20℃,但软化点也不宜选得太高,以免冬季低温时变得硬脆,甚至开裂。

2.我国黏稠道路石油沥青的技术要求

我国道路石油沥青采用针入度划分等级。重交通道路石油沥青主要用于高速公路、一级公路路面、机场道面以及重要的城市道路路面等工程。按照国家标准《重交通道路石油沥青》(GB/T 15180—2010),重交通道路石油沥青分为AH-50、AH-70、AH-90、AH-110和AH-1305个牌号,各牌号的技术要求见表8.2。除石油沥青规定的有关指标外,延度的温度为15℃,大气稳定性采用薄膜烘箱试验,并规定了含蜡量的要求。

表8.2 道路石油沥青技术标准

续表

在《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中,修订了沥青等级划分方法、并增补了沥青的技术指标,以全面、充分地反映沥青技术性能。在这个标准中,沥青等级划分以沥青路面的气候条件为依据,在同一个气候区内根据道路等级和交通特点再将沥青分为1~3个不同的针入度等级;在技术指标中增加了反映沥青感温性的指标针入度指数PI、沥青高温性能指标60℃动力黏度,并选择10℃延度指标评价沥青的低温性能,相关的技术要求见表8.3。

表8.3 道路石油沥青技术要求(JTG F40—2004)

续表

注:①沥青路面气候区见行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)附录A。
②用于仲裁试验时,求取针入度指数PI的5个温度与针入度回归关系的相关系数不得小于0.997。
③经主管部门同意,该表中的针入度指数PI、60℃动力黏度及10℃延度可作为选择性指标。
④160号沥青和130号沥青除了在寒冷地区可直接用于中低级公路外,通常用作乳化沥青、稀释沥青及改性沥青的基质沥青。
⑤70号沥青可根据需要要求供应商提供针入度范围60~70或70~80的沥青;50号沥青可要求提供针入度范围40~50或50~60或50~60的沥青。
⑥30号沥青仅适用沥青稳定基层。

3.我国液体道路石油沥青的技术要求

《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中按照液体石油沥青的凝结速度分为快凝AL(R)、中凝AL(M)、慢凝AL(S)3个标识,每个等级按照黏度又分为5个等级。液体石油沥青的黏度采用道路沥青标准黏度计测定。除黏度的要求外对不同温度的蒸馏馏分含量及残留物的性质,对闪点和含水率等提出相应的要求。液体石油沥青的质量要求见表8.4。

表8.4 道路液体石油沥青的技术质量要求(JTG F40—2004)

4.沥青的掺配

工程实际中,从石油加工厂制备的沥青往往不能完全满足工程上的要求,在这种情况下,需要用两种或三种不同牌号的沥青进行掺配。

掺配时,为了不破坏掺配后的沥青胶体结构,应遵循同源原则,即选用表面张力相近或化学性质相似的沥青(或同属石油沥青或同属煤沥青、煤焦油)才可掺配。

进行两种沥青掺配时,每种沥青的掺配量按式(8.1)计算。

式中 Q1──低软化点沥青的用量(%);

Q2──高软化点沥青的用量(%);

T──掺配后的沥青软化点(℃);

T1──低软化点沥青温度(℃);

T2──高软化点沥青温度(℃)

【例8.1】某工程需用软化点为90℃的石油沥青,而工地上只有10号及40号石油沥青,软化点分别为95℃和60℃,请估算如何掺配才能满足工程要求。

【解】按式(8.1)估算掺配用量

通过估算,以14.3%的40号石油沥青和85.7%的10号石油沥青配合比例进行试配。方法是:根据估算的掺配比例和在其邻近的比例(±5%)进行试配,测定掺配后的沥青软化点,绘制“掺配比-软化点”曲线,然后在该曲线上确定要求的比例。同样可以采用针入度按上述方法进行估算和试配。

若用三种沥青时,可以先估算出两种沥青的配比,再与第三种沥青进行配比计算,再行试配。

【例8.2】某工地需要使用软化点为85℃的石油沥青5 t,现有10号石油沥青3.5 t,30号石油沥青1t 和60号乙石油沥青3t。试通过计算确定出三种牌号沥青各需用多少?

【解】由表8.1知10号石油沥青的软化点为95℃,30号石油沥青的软化点为75℃,由表8.2知60号乙石油沥青的软化点为50℃。

(1)10号石油沥青和30号石油沥青掺配

则用30号石油沥青1 t 和10号石油沥青1 t,可配制2 t 软化点为85℃的石油沥青。尚需要用10号石油沥青和60号乙石油沥青配制5-2=3 t 软化点为85℃的石油沥青。

(2)10号石油沥青和60号乙石油沥青掺配

故配置5 t 软化点为85℃的石油沥青,需10号石油沥青3.33 t,30号石油沥青1 t,60号乙石油沥青0.67 t。