基质沥青(即基础沥青,未经改性的石油沥青)是道路建设和防水工程中常用的材料,其特性直接影响工程性能。以下是其主要特性:
1. 物理特性
黏度:反映沥青流动阻力,高温时黏度低,低温时高,影响施工和抗变形能力。
针入度(25℃, 100g, 5s):衡量沥青软硬程度,单位为0.1mm。针入度大表示沥青较软(如70号沥青针入度60-80)。
软化点(环球法):反映高温稳定性,软化点越高,耐高温性越好(通常45-55℃)。
延度(5℃或15℃):拉伸能力指标,延度大说明低温韧性好(优质沥青延度>100cm)。
2. 温度敏感性
感温性:黏度随温度变化的程度,通过针入度指数(PI)评价:
PI低(如<-2):温度敏感性强,易高温软化、低温开裂。
PI高(如>0):温度稳定性好。
3. 流变特性
弹性与黏性:高温下以黏性为主,低温下弹性增强。通过动态剪切流变试验(DSR)评估高温性能(如车辙因子G/sinδ)。
4. 化学组成
四组分:
饱和分(低分子烃):提高流动性但降低黏附性。
芳香分(胶溶剂):保持胶体稳定。
胶质(极性分子):增强黏附性和延展性。
沥青质(高分子量):提高硬度,过量会导致脆性。
胶体结构:沥青质分散在胶质和油分中,影响流变性能。
5. 耐久性
抗老化性:
短期老化(施工阶段):通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)模拟。
长期老化(使用阶段):通过压力老化容器(PAV)评估。
老化后沥青变硬、针入度下降、延度降低。
抗氧化能力:与饱和分和芳香分含量相关。
6. 安全性
闪点(≥230℃):施工安全指标,反映挥发性成分的易燃性。
7. 应用相关性能
黏附性:与集料的结合能力,受沥青极性和集料酸碱性影响。
水稳定性:抵抗水损害的能力,通过浸水马歇尔试验评价。
8. 分类标准
标号划分(如50号、70号、90号):基于针入度范围,标号越低,沥青越硬,高温性能越好,但低温易裂。
9. 局限性
基质沥青在极端温度或重载条件下性能不足,常通过改性沥青(如SBS、橡胶粉)提升高低温性能。