石油沥青黏度测定方法及技术标准

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：测定液体石油沥青的黏度，采用道路标准黏度计法。塑性塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不被破坏，除去外力仍保持变形后的形状不变的性质，又称延性。在土木工程中使用的沥青主要为建筑石油沥青和道路石油沥青。表6-1建筑石油沥青技术标准注：测定蒸发损失后样品的25℃针入度与原25℃针入度之比乘以100后，所得的百分比，称为蒸发后的针入度比。

石油沥青是以原油为原料，经过炼油厂常压蒸馏、减压蒸馏等提炼，提取汽油、煤油、柴油、重柴油、润滑油等产品后得到的油渣，通常这些油渣属于低标号的慢凝液体沥青。

1）石油沥青的技术性质

（1）黏滞性

石油沥青的黏滞性又称黏性或黏度，是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力。在沥青路面中，沥青作为黏结材料将矿料黏结起来，形成强度，沥青的黏结性决定了路面的力学行为。沥青的黏性通常用黏度表示，黏度和针入度是划分沥青等级（标号）的主要指标。

①黏度。测定液体石油沥青的黏度，采用道路标准黏度计法。在标准黏度计中，液体状态的沥青，于规定温度条件下，通过规定的流孔直径，流出50mL体积所需的时间秒数（s）称为沥青的黏度，以CT，d表示（黏度常以符号C表示，T为试验温度，d为流孔直径）。在温度和流孔直径相同的条件下，流出时间越长，表示沥青的黏度越大。

②针入度。它是指在温度为25℃的条件下，以100g的标准针，经5s垂直贯入沥青中的深度，并以0.1mm为单位（0.1mm=1℃）。沥青针入度用PT，m，t表示，其中P为针入度，T为试验温度，m为标准针的质量，t为贯入时间。按我国现行试验法，试验条件为P25℃，100g，5s。针入度是度量沥青稠度的一种指标，针入度越大，流动性越大，稠度越低。

（2）塑性

塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不被破坏，除去外力仍保持变形后的形状不变的性质，又称延性。用延度来表示沥青的塑性，沥青延度值的大小直接反映了工程中沥青在外力作用下，保持内部结构连续或抵抗开裂的能力。沥青之所以能配制成性能良好的柔性防水材料，在很大程度上取决于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定的吸收能力，并能减少摩擦时的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。

沥青延度的测定是将沥青试样制成“8”字标准试件，在一定温度（25℃或15℃）和拉伸速度（通常为5cm/min）下，将试件拉断时延伸的长度，用cm表示。沥青延度越大，塑性越好。

（3）温度敏感性

温度敏感性（感温性）是指沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。沥青是一种组成和结构非常复杂的非晶体高聚物，它由液态转变为固态时，没有敏感的固化点或液化点。对于沥青的物理性质和温度之间的关系，通常采用产生硬化与滴落时相对应的某一温度区域范围来表示，在此温度区间内，沥青是一种黏滞流动状态。在工程实际中，为保证沥青不会因温度升高而产生流动的状态，取这一温度区间的0.8721倍作为反映沥青物理状态与温度之间关系的参数，并称为软化点。

通常用“环球法”测定软化点，其方法是将经过熬制、已脱水的沥青试样，装入规定尺寸的铜环中；试样上放置规定尺寸的钢球，放在盛水或甘油的容器中，以5℃/min的升温速度，加热至沥青软化，下垂达25.4mm时的温度即为软化点。

沥青的软化点为50~100℃。软化点越高，温度敏感性越小，沥青的耐热性越好，但软化点过高，不易加工和施工；软化点过低，夏季高温时易产生流淌而变形。

沥青的针入度、延度和软化点是划分沥青标号的主要依据，称为沥青的三大指标。

（4）大气稳定性

沥青的大气稳定性也称抗老化性，是指石油沥青在热、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。沥青的大气稳定性用蒸发前后的减量值及针入度比来表示。大气稳定性的好坏，反映了沥青使用寿命的长短。大气稳定性好的沥青，耐老化，使用寿命长。

（5）施工安全性

黏稠沥青在使用时必须加热，当加热至一定温度时，沥青材料中挥发的油分蒸汽与周围空气组成混合气体，此混合气体遇火焰则易发生闪火。若继续加热，油分蒸汽的饱和度增加。由于此种蒸汽与空气组成的混合气体遇火焰极易燃烧而引发火灾。因此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即闪点和燃点。

闪点是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触，初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。

燃点是指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触能持续燃烧5s以上时，此时即沥青的温度。燃点是沥青可维持燃烧的最低温度，燃点温度比闪点温度一般约高

10℃。

闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性大小，它关系到运输、储存和加热使用等方面的安全。(https://www.chuimin.cn)

2）石油沥青技术标准

石油沥青按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青3种。在土木工程中使用的沥青主要为建筑石油沥青和道路石油沥青。

建筑石油沥青按针入度不同分为10号、30号和40号共3个牌号，见表6-1；道路石油沥青按国家标准《重交通道路石油沥青》（GB/T15180—2010）分为AH-30，AH-50，AH-70，AH-90，AH-110和AH-130共6个牌号，见表6-2。

表6-1　建筑石油沥青技术标准

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注：测定蒸发损失后样品的25℃针入度与原25℃针入度之比乘以100后，所得的百分比，称为蒸发后的针入度比。

表6-2　道路石油沥青技术标准

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续表

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3）沥青掺配

施工中，若采用一种沥青不能满足沥青的要求时，可按使用要求，对沥青进行掺配，得到满足技术要求的沥青。

在进行掺配时，为了不使掺配后的沥青胶体结构被破坏，应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青。试验证明，同产源沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构的均匀性。所谓同产源，是指同属石油沥青或同属煤沥青（或煤焦油）。如用3种沥青时，可先算出两种沥青的配比，再与第三种沥青进行配比计算，然后再试配。

4）石油沥青的选用

选用石油沥青的原则是根据工程性质与要求及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用，在满足使用的前提下，应选用牌号较大的石油沥青，以保证有较长的使用年限。

建筑石油沥青的黏性较大、温度敏感性较小、塑性较小，主要用于生产或配制屋面与地下防水、防腐蚀等工程用的各种沥青防水材料。对不受较高温度作用的部位，宜选用牌号较大的沥青。屋面防水工程中由于一般同地区的沥青屋面表面温度比其他材料都高，据高温季节测试沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25~30℃；为避免夏季流淌，一般屋面用沥青材料的软化点还应比本地区气温高20℃以上，故对于屋面防水工程一般选用10号或30号建筑石油沥青，或将10号建筑石油沥青与30号建筑石油沥青掺配使用。严寒地区屋面工程不宜单独使用10号建筑石油沥青。

道路石油沥青多用于拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面及厂房地面等。道路沥青的选用，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位和受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后再确定。

对于高速公路、一级公路，夏季温度高，高温持续时间长的地区，重载交通路段，山区及丘陵区上坡路段，服务区，停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大，60℃黏度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级。对于冬季寒冷的地区或者交通量小的公路，旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青。对于温度日温差、年温差大的地区应选用针入度指数大的沥青。

【课堂思考与讨论6-1】

请比较下列A，B两种建筑石油沥青的针入度、延度及软化点测定值。讨论：对于南方夏季炎热地区屋面，选用何种沥青做防水材料较合适。

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石油沥青黏度测定方法及技术标准

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