摘 要:简要简介了硅酮胶灌缝材料在沥青混凝土路面的应用。
关键词:硅酮胶灌缝材料;应用
中图分类号:U4161217 文献标识码:C 文章编号:1008 - 3383 (2006) 12 - 0001 – 01
沥青路面灌缝病害处理,一直都困扰公路养护部门。我处从2000 年建处以来,在管养的公路(哈绥高速公路段和绥庆路段二级公路) ,一直应用传统的养护方式对沥青路面裂缝进行热沥青灌缝。随着时代的发展,养护技术的不断进步,沥青路面裂缝病害处理,先后出现了各种新材料、新技术、新工艺。应用硅酮胶填缝技术是以后灌缝养护技术发展新方向。
硅酮密封胶填缝是专门用于道路接缝密封的高科技产品。由于其独特的分子结构,是否可以抵紫外线的作用有待研究。在外界作用下,能不能具有良好的弹性和非常广泛的温度稳定性,在高温、低温条件下是否能表现出一致的良好的物理、化学性能,并具有良好的耐腐蚀能力,抵御各种化学物质的侵蚀,是我们研究的中心内容。
由于黑龙江省地处东北地区寒带地区,地理与气候具有特殊特点,其耐老化、位移能力、温度稳定性、压缩回复率,是判定填缝材料优劣的主要指标。根据这四个性能,我们对国内公路养护部门填缝经常使用的沥青、聚氯乙烯、聚硫、聚氨酯等有机材料,与国外使用较多的硅酮密封胶进行了比较和分析,认为硅酮作为填缝材料具有十分明显的性能优势。
耐紫外线性能:日光中的紫外线照射,是导致填缝材料老化快的首要原因。沥青、聚氯乙烯、聚硫、聚氨酯都属于有机材料,极易受紫外线的破坏。根据经验和从其他公路养护部门了解的情况,沥青和聚氨酯等填缝材料经常在施工三四个月后就出现裂缝,逐渐开始失去密封防水的功能。比较有机材料,硅酮介于有机和无机之间,具有独特的分子结构,可以抵御紫外线的能量不受其损伤。我国的有关公路标准规范对填缝材料的要求过于简单,一直没有对填缝材料在耐老化方面提出严格要求,使得大量的耐老化性能弱的填缝材料应用于公路填缝,造成接缝位置大量渗水,路面的寿命远小于设计寿命,养护成本增加。
位移性能:路面填缝材料应该具有充分的位移能力,能够满足接缝在温度变化和负荷过往车辆时发生的宽度、拉压、竖向剪切以及扭转等复杂变形的要求。而所谓“模量”,从一个侧面标示了填缝材料的位移能力,模量愈低,表示拉伸和回复的能力越强,也越能应付混凝土接缝因热胀冷缩及其动荷载造成的接缝位移。根据相关的测试,沥青的位移能力在恒温条件下只达到±5 % ,聚氯乙烯±12. 5 %、聚硫、聚氨酯±25 %～ ±50 % ,均难以适应施工缝复杂变形的要求。890SL 的国内外测试报告显示抗位移能力高达+ 100 %P- 50 % ,范围远超出其他有机材料。按照混凝土路面在温差影响下的位移量,针对不同填缝材料的位移能力,进行计算论证,得出的结论是:具有大于±50 %位移能力的密封材料才能符合路面在冬季温差影响下的位移要求。从几种材料的比较,890SL 型硅酮胶符合计算要求,并具有充分的安全系数。
温度稳定性:温度稳定性要求填缝材料能在宽泛的温度范围内保持性能稳定,尤其是模量。沥青等有机材料的温度稳定性差,遇高温变软甚至融化,低温下硬脆;用做填充材料时,夏季混凝土膨胀,接缝缩小,被大量挤出,被过往的车轮碾压、剥离而破坏;冬季混凝土收缩,导致粘结破坏或胶体撕裂。这些都是使用沥青、聚氨酯等有机材料时常见的情况。
在国内标准规范中,对模量的测试未将露天温度变化对材料本身的影响考虑在内,例如根据实际的冬夏气温,对材料进行位移测试。根据检测,不同填缝材料中,唯有890SL 型硅酮在- 45～149 ℃的温度范围内,弹性和位移能力没有明显变化。
压缩回复性:压缩回复性能是指周而复始地伸张和压缩的能力。公路的混凝土体在冬季收缩、夏季膨胀。填缝材料的回复性愈高,愈能使用施工缝周期性温度变形位移,不被挤出或撕裂,保证对施工缝的密封防水。根据检测,一般沥青密封材料的压缩回复性是25 %～50 %、聚硫类70 %～80 % ,聚氨酯类80 %～90 % ,而硅酮密封胶+ 90 %。根据上述对耐紫外线、位移、温度稳定性、压缩回复率的比较,硅酮比较其他材料具有明显的优势。考虑到一般密封材料与混凝土难以粘结,我们进一步了解、调查了国内外硅酮胶厂家的产品。多数厂家生产的硅酮胶主要用于玻璃幕墙的密封,而890SL 型硅酮材料在国外用于公路和机场跑道的接缝密封已近30 年,这也是选定890SL 型硅酮胶的原因之一。
环保性:采用沥青作为灌缝料,极易污染环境。在夏天高温下,沥青融化成液体、顺缝流进基层,污染水源。另外,混凝土膨胀,接缝缩小,沥青被大量挤出,被过往的车轮碾压、剥离、散布在混凝土路面上,显得脏乱。为保持清洁,不得不经常打扫,清洗路面。从材性分析看,采用硅酮密封胶作为填缝剂,可避免沥青等有机填缝料带来的这方面问题。
我们在2005 年根据研究成果在哈绥高速公路段K307 + 560～ K308 + 560 段落进行现场试验,经过一年来的全面检测与试验,它在耐紫外线性能、位移性能、温度稳定性、压缩回复性这四个方面的性能测试上取得了令人满意的结果。特别是在耐久性、防水能力与回弹性上均有出色的表现。由此证明了890SL 型硅酮胶是可能在高速公路上推广与应用的新型填缝材料。当然正确的施工工艺与严格的质量控制也对发挥890SL 型硅酮胶的卓越性能起着很重要的作用。如果施工不良,发生密封失效的现象也属正常。
综上所述,890SL 硅酮胶虽然一次使用的材料费高,但能长期有效的保护沥青路面,避免由于填缝材料防水不好而导致裂缝、断板等病害,减少路面维修和年复一年更换填缝料,从性价比和环境保护的角度看,将是传统材料的理想替代品。
