沥青材料的前世今生（四）

【摘要】：由于文字的叙述比较消耗脑细胞，所以星盒子就简单的挑几个在实际工程实践中大家耳熟能详的几个比较重要的物理性质代表性的给大家介绍一下沥青的物理性质。下一节课将带领大家一起回顾一下有关道路沥青的技术指标与技术要求，一起走进我们的工程实践中来。另由于夏季施工季节工作较忙，小编平时还需要搬砖，如果怠慢了更新速度，望诸位见谅，闲来有空的时候会给大家补上这遗失的美好。

1.密度

沥青的密度是沥青在规定温度（15℃）下单位体积的质量，以g/cm³或t/m³来计。密度是沥青的基本参数，在沥青储运和沥青混合料设计时都要用到这一参数。有时沥青的密度也用相对密度表示，它是在规定温度下沥青的密度与水密度的比值。根据1978年国际纯粹应用物理学协会所属符号单位和术语委员会的文件建议，我国已取消比重的概念，而一相对密度的概念代替，但在工程上还常常使用比重的概念。

沥青的密度一般在1.00 g/cm³左右，但是由于沥青的化学成分不同，其密度又有所差别。如温度对沥青密度的影响就很大，这在设计沥青的储罐时必须注意，许多研究表明，沥青的密度大体有以下规律：

（1）沥青密度与其芳香族含量有关，芳香族含量越高，沥青密度越小；

（2）沥青密度与各组分之间的比例有关，沥青质含量越高，其密度越大；

（3）沥青密度与含蜡量有关，由于蜡的密度较低，故含蜡量高的沥青其密度也低；

（4）沥青中硫的含量对其密度又一定影响，硫的含量增加，沥青的密度随之增大。

此外，沥青的密度还与其稠度有关，稠度高的沥青密度也大。直溜沥青针入度在40～100（0.1mm）范围内，其密度基本上都在1.025～1.035g/cm³之间。密度与沥青各组分之间有良好的相关性，日本沥青协会得到如下关系式：

d=1.06+8.5×10^-4Ast-7.2×10^-4Re-8.7×10^-5Ar-1.6×10^-3Sa

式中d—沥青的密度，该式的相关系数为0.89

Ast、Re、Ar、Sa—分别为沥青的沥青质、胶质、芳香分和饱和分的百分数。

   由上可见，沥青的密度与其化学组成有密切的关系。一般密度大的沥青其性能比较好，实质上是沥青中的沥青质含量较高，饱和分含量较低的缘故。而这些沥青都是由还忘记原油炼制的，一些进口沥青和国产的优质沥青都属于此。而用中间基原油和石蜡基原油炼制的沥青，则大多沥青质含量低，蜡含量高，故不仅密度低，而且性能也差。当然由于沥青的化学组称复杂，其密度与路用性能之间并不存在绝对的相关性，如新疆克拉玛依所产的沥青，其密度就小于1.00g/cm³，但其路用性能却很好。

2、热胀系数

   沥青材料在温度升高时，体积将发生膨胀，温度上升1℃，沥青单位体积或单位长度几何尺寸的增大称之为体膨胀系数或线膨胀系数。

   壳牌石油公司的研究资料认为，沥青的体膨胀系数与其稠度无关，在15℃～200℃范围内固定不变，为6.1×10^-4K^-1,事实上，沥青的体膨胀系数并非常数，而是虽不同品种有所变化的。沥青的体膨胀系数对沥青路面的路用性能有密切的关系，体膨胀系数越大，则夏季沥青路面越容易产生泛油，而冬季又容易出现收缩开裂。

沥青的体膨胀系数可以通过测定不同温度下的密度求得：

a=（d_T2- d_T1）/[ d_T1(T₁-T₂)]

式中：a—沥青的体膨胀系数，K^-1，d_T1和d_T2分别为高温和低温下沥青的密度g/cm³，T₁和T₂为温度℃

3、比热容

沥青的比热容与他的稠度与温度有关。在0℃时，沥青的比热容为1.672～1.7974J/（g·℃）。沥青温度每升高1℃，比热容增加1.672×10^-3～2.508×10^-3J/（g·℃）

4、表面张力

   表面张力指的是液体与空气之间的力。沥青的表面张力与温度等因素有关，其对于研究沥青与石料的粘附性有重要的意义。各种液体的表面张力可采用毛细管法或滴重法测定。由于沥青的粘度大，在室温下无法测定，而必须在较高的温度下测定。沥青的表面张力随温度上升而减小，两者有良好的线性关系，因此，当测得高温下沥青的表面张力时，可以通过延长关系线求得常温下表面张力。

   一般认为，沥青与水的界面张力为（25～40）×10^-3N/m。如在沥青或水中加入磺酸盐或含有-COOH、-OH基之类的化合物，界面张力可以下降至5×10^-3N/m，这也就是为什么乳化剂能用来乳化沥青材料的缘故。

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星盒子

生命的复杂，就在于不可预期，不容解释，不能厘清。好像走在迷雾里，看不见任何方向，没有人可以判别前面是否断崖或绝路。生命只能持续走下去，直到雾散了，答案才终得明白。