摘 要:簡要簡介了硅酮膠灌縫材料在瀝青混凝土路面的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:硅酮膠灌縫材料;應(yīng)用
中圖分類號(hào):U4161217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C 文章編號(hào):1008 - 3383 (2006) 12 - 0001 – 01
瀝青路面灌縫病害處理,一直都困擾公路養(yǎng)護(hù)部門。我處從2000 年建處以來,在管養(yǎng)的公路(哈綏高速公路段和綏慶路段二級(jí)公路) ,一直應(yīng)用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式對瀝青路面裂縫進(jìn)行熱瀝青灌縫。隨著時(shí)代的發(fā)展,養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷進(jìn)步,瀝青路面裂縫病害處理,先后出現(xiàn)了各種新材料、新技術(shù)、新工藝。應(yīng)用硅酮膠填縫技術(shù)是以后灌縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)發(fā)展新方向。
硅酮密封膠填縫是專門用于道路接縫密封的高科技產(chǎn)品。由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),是否可以抵紫外線的作用有待研究。在外界作用下,能不能具有良好的彈性和非常廣泛的溫度穩(wěn)定性,在高溫、低溫條件下是否能表現(xiàn)出一致的良好的物理、化學(xué)性能,并具有良好的耐腐蝕能力,抵御各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,是我們研究的中心內(nèi)容。
由于黑龍江省地處東北地區(qū)寒帶地區(qū),地理與氣候具有特殊特點(diǎn),其耐老化、位移能力、溫度穩(wěn)定性、壓縮回復(fù)率,是判定填縫材料優(yōu)劣的主要指標(biāo)。根據(jù)這四個(gè)性能,我們對國內(nèi)公路養(yǎng)護(hù)部門填縫經(jīng)常使用的瀝青、聚氯乙烯、聚硫、聚氨酯等有機(jī)材料,與國外使用較多的硅酮密封膠進(jìn)行了比較和分析,認(rèn)為硅酮作為填縫材料具有十分明顯的性能優(yōu)勢。
耐紫外線性能:日光中的紫外線照射,是導(dǎo)致填縫材料老化快的首要原因。瀝青、聚氯乙烯、聚硫、聚氨酯都屬于有機(jī)材料,極易受紫外線的破壞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和從其他公路養(yǎng)護(hù)部門了解的情況,瀝青和聚氨酯等填縫材料經(jīng)常在施工三四個(gè)月后就出現(xiàn)裂縫,逐漸開始失去密封防水的功能。比較有機(jī)材料,硅酮介于有機(jī)和無機(jī)之間,具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),可以抵御紫外線的能量不受其損傷。我國的有關(guān)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對填縫材料的要求過于簡單,一直沒有對填縫材料在耐老化方面提出嚴(yán)格要求,使得大量的耐老化性能弱的填縫材料應(yīng)用于公路填縫,造成接縫位置大量滲水,路面的壽命遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)壽命,養(yǎng)護(hù)成本增加。
位移性能:路面填縫材料應(yīng)該具有充分的位移能力,能夠滿足接縫在溫度變化和負(fù)荷過往車輛時(shí)發(fā)生的寬度、拉壓、豎向剪切以及扭轉(zhuǎn)等復(fù)雜變形的要求。而所謂“模量”,從一個(gè)側(cè)面標(biāo)示了填縫材料的位移能力,模量愈低,表示拉伸和回復(fù)的能力越強(qiáng),也越能應(yīng)付混凝土接縫因熱脹冷縮及其動(dòng)荷載造成的接縫位移。根據(jù)相關(guān)的測試,瀝青的位移能力在恒溫條件下只達(dá)到±5 % ,聚氯乙烯±12. 5 %、聚硫、聚氨酯±25 %～ ±50 % ,均難以適應(yīng)施工縫復(fù)雜變形的要求。890SL 的國內(nèi)外測試報(bào)告顯示抗位移能力高達(dá)+ 100 %P- 50 % ,范圍遠(yuǎn)超出其他有機(jī)材料。按照混凝土路面在溫差影響下的位移量,針對不同填縫材料的位移能力,進(jìn)行計(jì)算論證,得出的結(jié)論是:具有大于±50 %位移能力的密封材料才能符合路面在冬季溫差影響下的位移要求。從幾種材料的比較,890SL 型硅酮膠符合計(jì)算要求,并具有充分的安全系數(shù)。
溫度穩(wěn)定性:溫度穩(wěn)定性要求填縫材料能在寬泛的溫度范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定,尤其是模量。瀝青等有機(jī)材料的溫度穩(wěn)定性差,遇高溫變軟甚至融化,低溫下硬脆;用做填充材料時(shí),夏季混凝土膨脹,接縫縮小,被大量擠出,被過往的車輪碾壓、剝離而破壞;冬季混凝土收縮,導(dǎo)致粘結(jié)破壞或膠體撕裂。這些都是使用瀝青、聚氨酯等有機(jī)材料時(shí)常見的情況。
在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,對模量的測試未將露天溫度變化對材料本身的影響考慮在內(nèi),例如根據(jù)實(shí)際的冬夏氣溫,對材料進(jìn)行位移測試。根據(jù)檢測,不同填縫材料中,唯有890SL 型硅酮在- 45～149 ℃的溫度范圍內(nèi),彈性和位移能力沒有明顯變化。
壓縮回復(fù)性:壓縮回復(fù)性能是指周而復(fù)始地伸張和壓縮的能力。公路的混凝土體在冬季收縮、夏季膨脹。填縫材料的回復(fù)性愈高,愈能使用施工縫周期性溫度變形位移,不被擠出或撕裂,保證對施工縫的密封防水。根據(jù)檢測,一般瀝青密封材料的壓縮回復(fù)性是25 %～50 %、聚硫類70 %～80 % ,聚氨酯類80 %～90 % ,而硅酮密封膠+ 90 %。根據(jù)上述對耐紫外線、位移、溫度穩(wěn)定性、壓縮回復(fù)率的比較,硅酮比較其他材料具有明顯的優(yōu)勢?？紤]到一般密封材料與混凝土難以粘結(jié),我們進(jìn)一步了解、調(diào)查了國內(nèi)外硅酮膠廠家的產(chǎn)品。多數(shù)廠家生產(chǎn)的硅酮膠主要用于玻璃幕墻的密封,而890SL 型硅酮材料在國外用于公路和機(jī)場跑道的接縫密封已近30 年,這也是選定890SL 型硅酮膠的原因之一。
環(huán)保性:采用瀝青作為灌縫料,極易污染環(huán)境。在夏天高溫下,瀝青融化成液體、順縫流進(jìn)基層,污染水源。另外,混凝土膨脹,接縫縮小,瀝青被大量擠出,被過往的車輪碾壓、剝離、散布在混凝土路面上,顯得臟亂。為保持清潔,不得不經(jīng)常打掃,清洗路面。從材性分析看,采用硅酮密封膠作為填縫劑,可避免瀝青等有機(jī)填縫料帶來的這方面問題。
我們在2005 年根據(jù)研究成果在哈綏高速公路段K307 + 560～ K308 + 560 段落進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),經(jīng)過一年來的全面檢測與試驗(yàn),它在耐紫外線性能、位移性能、溫度穩(wěn)定性、壓縮回復(fù)性這四個(gè)方面的性能測試上取得了令人滿意的結(jié)果。特別是在耐久性、防水能力與回彈性上均有出色的表現(xiàn)。由此證明了890SL 型硅酮膠是可能在高速公路上推廣與應(yīng)用的新型填縫材料。當(dāng)然正確的施工工藝與嚴(yán)格的質(zhì)量控制也對發(fā)揮890SL 型硅酮膠的卓越性能起著很重要的作用。如果施工不良,發(fā)生密封失效的現(xiàn)象也屬正常。
綜上所述,890SL 硅酮膠雖然一次使用的材料費(fèi)高,但能長期有效的保護(hù)瀝青路面,避免由于填縫材料防水不好而導(dǎo)致裂縫、斷板等病害,減少路面維修和年復(fù)一年更換填縫料,從性價(jià)比和環(huán)境保護(hù)的角度看,將是傳統(tǒng)材料的理想替代品。
