硅酮密封胶在路面嵌缝中的应用

第１０卷第２期　２　０　１　１年６月　广东交通职业技术学院学报　ＪｏＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＵＡＮＧ　ＤＯＮＧ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩｏＮＳ　ＰＯＬＹＴＥＣＩ－－ＩＮＩＣ　ＶＯ１．１０　ＮＯ．２　Ｊｕｎｅ　２０ｌｌ　文章编号：１６７１．８４９６一（２０１　１）０２—０００５—０３　硅酮密封胶在路面嵌缝中的应用　麦年飞　（广州市公路工程公司，广东广州５１０５００）　摘要：硅酮密封胶作为一种高性能耐久环保的嵌缝材料，它具有高位移性能、压缩回复性、卓越的耐高低　温性、优异的长期耐气候老化性。最早于ｌ９７５年美国在混凝土公路开始使用这种材料，如今已有３６年的工　程历史，效果奇佳，具有广阔的市场应用前景。文中结合国道３２４线云浮市云安段（Ｋ１１４４＋３３１．００一Ｋ１１８０＋　０８４．４２１）路面大修工程实例，对硅酮密封胶的性能特点和路面嵌缝施工工艺进行了介绍。　关键词：硅酮密封胶；路面嵌缝；施工工艺　中图分类号：ＴＵ５７＋８　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎｅ　Ｓｅａｌａｎｔ　ｉｎ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　Ｃａｕｌｋｉｎｇ　ＭＡＩ　Ｎｉａｎ．ｆｅｉ　（Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ＣｉｔＹ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　０５００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＳ　ａ　ｈｉｇｈ．ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｄｕｒａｂｌｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｃａｕｌｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｓｅａｌａｎｔ　ｈａｓ　ｈｉｇｈ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｅｘ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｌｏｎｇ．ｔｅｒｍ　ｃｌｉｍａｔｅ　ａｇｅ－　ｉｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｇｅｎｄｅｒ．Ｔｈｅ　ｅａｒｌｉｅｓｔ　ｉｎ　１　９７５　ｔｈｅ　Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　ｉｎ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｓｔａｒｔｅｄ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｔｈｉｓ　ｍａｔｅｒｉａ１．ｎｏｗ　ｈａｓ　３６　ｙｅａｒｓ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｈｉｓｔｏｒｙ，ｗｏｒｋ　ｗｏｎｄｅｒｓ，ａ　ｂｒｏａｄ　ｍａｒｋｅｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｈｉｇｈｗａｙ　３２４　ＹｕｎＦｕ　ｃｉｔｙ　ＹｕｎＡｎ　ｌｉｎｅ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ（Ｋ　ｌ　１　４４＋３３　１．０Ｏ～Ｋ　ｌ　１　８０＋０８４．４２　１）ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｏｖｅｒｈａｕｌ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｓｅａｌａｎｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃａｕｌｋｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｓｅａｌａｎｔ；ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｃａｕｌｋｉｎｇ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　近年来，我国水泥混凝土路面发展很快，但　令人担忧的是，许多路面使用时间不长就出现了　病害，大多数发生在接缝位置。混凝土路面接缝　的宽度随气温而变化，当气温上升时，缝中的填　１．１高位移性能　混凝土路面的建设和养护过程中需要对接缝　进行嵌缝密封。不密封或密封失效将造成雨水经　接缝进入路面基层，松软路基在车轮碾压下造成　返浆唧泥，将淘空路基，基础失稳悬空，再经车　载导致断板碎裂，路面损毁。路板接缝因路面温　度变化存在伸缩变动，在车辆荷载的作用下，存　料被挤出来，气温下降时性能较差的填缝料不能　恢复原状，这样缝中就出现了空隙，从而使泥　沙、石屑等杂物侵入缝中，成为板块伸胀时的障　碍。挤入的硬物将引起板边胀裂。雨雪水便沿此　空隙渗入，损坏基层和垫层，造成路面接缝处的　变形和破损。因此，水泥混凝土路面接缝处理的　好坏，直接影响水泥混凝土路面的使用寿命，要　保证接缝处于良好的使用状态，必须采用优良的　密封材料、合理的密封结构和正确的密封施工。　在摆动剪切作用。在美国等工业发达国家，传统　的沥青和聚氨酯作为接缝密封材料，已被新型的　改性聚氨酯和专门密封混凝土接缝的硅酮胶所取　代。对它们的位移能力进行测试比较（表１），只　有硅酮胶同时具备剪切、扭转、横向位移能力，　能满足公路在温度变化下和车辆交通对混凝土板　块的不同方向位移。　１硅酮密封胶作为最佳嵌缝材料所具有的　性能特点　收稿日期：２０１１一Ｏ３—２８　作者简介：麦年－￣（１９８３一），男，助理工程师　研究方向：路桥工程　１．２压缩回复性　压缩回复性能是指周而复始地伸张和压缩的　６　广东交通职业技术学院学报　表１位移能力测试比较　第１Ｏ卷　国道３２４线云浮市云安段路面大修工程项目地　处云浮市云安县境内，路线自云浮市城区与云安　县交界起点（Ｋ１１４４＋３３１．０００），先后经石城镇和镇　安镇到达位于云安县与罗定市交界冲花收费站东　侧的终　Ｏ，（Ｋ１１８０＋０８４．４２ｌ１，路线全长３５．７５３　ｋｍ，　双向四车道，水泥混凝土路面，采用滑模摊铺机　施工。在施工过程中一方面需考虑维持国道的正　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　常通行，实行半幅封闭半幅通车，边通车边施　工，由于国道交通流量大，安全维护是难点，所　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％一５０％、聚硫类７０％～８０％，聚　氨酯类８０％～９０％，而硅酮密封胶９０％以上。　１．３卓越的耐高低温性　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　常见的破坏情况。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，唯有硅酮　在．４０￣Ｃ到＋１５０￣Ｃ的温度范围内，弹性和位移能　力没有明显变化。　１．４优异的长期耐气候老化性　强烈的太阳照射对接缝材料的老化作用常常　是导致嵌缝材料过早失效破坏的原因。沥青、聚　乙烯、聚硫等属于有机材料，极易受紫外线的破　坏。后来嵌缝料得到初步的改良，甚至使用了弹　性材料比如有机密封胶聚氨酯来灌缝，可是在南　方的广东地区强烈的紫外线很快把当初看来还不　错的嵌缝效果破坏掉，而且路面实际出现了开裂　脱粘的问题，逐渐开始失去密封防水的功能。去　除聚氨酯的工作也很耗费人力和财力。如今嵌缝　材料得到了最高等级的发展，出现了超级耐气候　老化且针对混凝土接缝设计的低模数硅酮胶。　ｓｉ．Ｏ．ｓｉ骨架高能键合不会被紫外线、臭氧所破　坏。通过人工气候老化实验验证，是路面嵌缝密　封最理想耐候长效的嵌缝密封材料。　２工程实例简介　以在混凝土路面养护期足够的情况下要及时进行　接缝灌缝密封，然后放通疏导交通流量。路面接　缝采用硅酮密封胶嵌缝，冷施工作业，方便快　捷，加快嵌缝的速度。　３硅酮密封胶路面嵌缝的施工工艺　３．１施工准备　进行路面嵌缝施工前需做好如下准备工作：　（１）材料、机具及安全标志牌的准备和检查。　（２）施工区的选定和交通安全控制，查验施　工路面水泥面已满足嵌缝前的养护条件，混凝土　路面摊铺完毕后养护期超二十天，路面干燥为施　工的必要条件，并做好相关施工区的交通管理和　安全控制预防。　（３）宜选择晴好的天气，路面接缝干燥无霜　冻，较适合的施工气温为５　４０℃。　３．２施工过程　３．２．１新建路面胀缝施工工艺　胀缝的施工过程如下：　切缝——清缝——冲洗——干燥——安放泡　沫衬条——施胶——修正表面——施工回检——　开放交通　（１）切缝、清缝　用切缝机具等清理缝内泥土、沙石等。　（２）冲洗、干燥　用压缩空气机吹毕后，胀缝壁上仍有泥土和　锯切造成的混凝土碎屑粘附在缝壁，残胶上，为　确保胀缝粘结效果，用水反复冲洗接缝并用钢刷　清洗，然后用压缩空气沿一个方向吹除积水至缝　外，并确保缝壁无泥垢。然后可根据路面情况自　然晒干，或液化气燃气喷枪烘烤至缝壁泛干白。　用干净手套擦拭干燥后的缝壁，检查缝壁是否无　灰泥。　（３）安放泡沫衬条　第２期　麦年飞：硅酮密封胶在路面嵌缝中的应用　７　根据实地胀缝的宽度选择合适直径的泡沫衬　条，确保每段接缝内泡沫衬条都比接缝宽约２～　５　ｍｍ，以泡沫衬条能被压缩卡住定位却不能被　（４）施工质量检查。在胶打完后一个星期，将　胶沿混凝土壁割开，量一下胶中间处的厚度，胶　厚应为推荐厚度，偏差２　１Ｔｉｍ内为合格，合格量应　压缩过度为宜，用压轮控制衬条置放深度和均匀　性，使泡沫衬条上部距路水平面约２０　ｍｍ为宜。　（４）施胶、表面修整　在泡沫条上施用硅酮胶，先用工具将硅酮胶　向缝壁进行来回刮压几次，排除封闭气泡促使硅　酮胶与缝壁产生良好接触，然后向缝内挤注足够　的硅酮胶。接下来即进行胶面整形，用粗大泡沫　衬条顺接缝方向刮压，形成凹月面，胶面凹月面　最低处距路水平面约８　ｌ０　ｍｍ，形成截面为２４　ＩＴｌｍｘ１２　ｍｍ与缝壁充分接触且完成连续的胶条。　整形完毕即完成胀缝的密封，即刻开放交通，让　硅酮胶自然湿气硫化。　３．２．２新建路面缩缝和纵缝的施工工艺　缩缝和纵缝的施工过程大致与胀缝相同，但　一般选择较晴朗天气，不进行水洗，也不强制烘　干。缩缝和纵缝的施工在路面上是连续作业，所　以采用了自制注胶枪来减轻劳动强度，加快嵌缝　速度。　（１）缩缝的清缝　用４．５　ｍｍ厚锯片切缝机沿４　ｍｍ宽原缩缝缝　壁中央行进切缝。　（２）安放泡沫衬条、施胶　在清理后４．５　ｍｍ宽的接缝中置放　６　ｍｍ闭　孔聚乙烯泡沫圆衬条，衬条置放深度为上部距路　水平面约６　ｍｍ，在泡沫条上施用硅酮胶，表面　修型。即刻开放交通，任硅酮胶自然湿气硫化。　３．３施工注意事项　（１）对每段接缝，泡沫条直径尺寸应合适。　泡沫条直径过小，泡沫条会浮起，此时胶未及固　化造成跑位，泡沫条直径过大会压缩过度。这种　情况要更换适合尺寸衬条。　（２）施工完毕检查胶表面固化后即可通车，　但要注意不得有土块和石子等硬物被车带到道面　上，防止胶还未完全固化，硬物被撵到缝内，对　胶造成破坏。亦避免胶未固化好前路板震动，造　成粘结失效。　（３）施工完成后，进行回检，查漏补缺。　不低于８０％。用刀沿着缝的两避将密封胶切开约２　ｃｍ，以垂直路面方向慢慢拉伸胶条至胶条产生反　弹力，观察胶条逐渐伸长和混凝土的粘结情况，　牢固的粘结为正常，轻易地扯离则为不正常。　４结语　实验室的检测数据和国外的实际应用，都表　明硅酮胶是寿命最长的混凝土路面接缝密封材　料。硅酮胶所独具的耐候、弹性、长寿命等特　点，使其成为混凝土路面现有填缝材料中最佳选　择。比较沥青和聚氨酯，硅酮胶用量更省，而且　施工冷作业，更简便。以往最常用来灌缝的是沥　青，价格低廉容易获得，但显见沥青嵌缝后不久　很快就不能密封，还要再次清理重新灌缝，返工　多次耗费人工，效果不佳，从稍长的养护周期来　核算，沥青费用不多，但多次施工的人工机器耗　费更贵。硅酮密封胶的材料成本高于沥青和聚氨　酯，但从经济角度分析，能持久地防水、保护混　凝土路面的质量，无须重复更换，极大降低对公　路养护的依赖，并且材料本身环保，其综合的性　价比是显而易见的。硅酮密封胶在国道３２４线云　浮市云安段（Ｋ１１４４＋３３１．００一Ｋｌｌ８０＋０８４．４２１）路面　大修工程中的成功应用体现了该嵌缝材料的优越　性和施工工艺的可行性，随着我国公路网络结构　的不断升级，对公路基本要求的不断提高，硅酮　密封胶在公路建设中的应用将越来越广泛。　参考文献：　【１】（ｓｔａｎｄａｒｄ　ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｌｄ　ａｐｐｌｉｅｄ．Ｓｉｎｇｌｅ　ｃｏｍｐｏ－　ｎｅｎｔ　ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ｃｕｒｉｎｇ　ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｊｏｉｎｔ　ｓｅａｌａｎｔ　ｏｆｒ　ｆｏｒｔｌａｎｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｒａｖｅｍｅｎｔｓ））（《单包装湿气化学固化　混凝土路面接缝硅酮密封胶》）．　【２］水泥混凝土路面嵌缝密封材料（ＪＴ／Ｔ５８９－２００４）［Ｓ］．北　京：人民交通出版社，２００４．　【３］陈国明．常温施工式填缝料的实验分析及评价［Ｊ］．公　路交通科技，２００４（３）：３６～３７．