1、水泥混凝土路面由于强度高、耐磨性好等特点,已经得到了越来越多的应用。但不无担忧的是, 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。调查表明, 引起接缝位置破坏的主要原因是由于接缝未进行良好密封, 水和有害物质进入接缝, 降低了基层强度或阻碍水泥板块间自由位移所致。为此, 要保证接缝处于良好的状态, 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。我国南方大部分地区夏季最高气温超过 40 ,路表温度最高可达 70 , 而且雨水较多。因此, 填缝料的选择除要考查其常规性能外, 还必须考查其高温流动性能和耐水性。1 填缝料的发展及现状20 世纪 90 年代以前, 我国大部分地
2、区使用的填缝料为沥青基填缝料。该类填缝料包括纯沥青、沥青砂、沥青玛蹄脂等。它们最大的优点为价格低廉, 但是其粘接力、抗硬物的嵌入能力、弹性和耐久性均不理想。以后, 人们又使用以聚氯乙烯胶泥、聚乙烯胶泥等为代表的胶泥类填缝材料, 并已经在机场跑道、高等级公路上有较多使用。但是这类填缝材料的硬度不足, 抵抗砂石的嵌入能力较差, 耐久性也较差, 污染大。1997 年以后, 焦油型聚氨酯填缝料开发成功,进入市场, 随后普通型聚氨酯填缝料也进入了市场。它们的优点为: 在常温下固化, 具有优秀的橡胶弹性; 固化前后收缩率较小; 只要使用底涂料 , 有优越的粘合力; 耐油、耐化学药品性能优良; 在低温下也不
3、会失去橡胶弹性; 耐磨耗性能好, 可长久使用; 施工较为简便。已较广泛用于屋内混凝土地板、天花板等装配式壁板建筑的接缝, 地铁及其地下各种土建工程的接缝, 高速公路和飞机场跑道膨胀伸缩缝等工程的接缝密封。聚氨酯类填缝材料的缺点为: 双组分混合时需要很长时间, 当甲乙组分混合比例使用不当时, 固化后材料的物理性能与使用寿命会受到较大的影响;施工时温度较高( 特别夏季) 则可能发生气泡, 耐水性较差 ; 表面留下粘性, 容易污染 1 ; 固化时间较长,易影响交通; 耐候性及耐久性也较差, 很多路面在使用 2 年左右时失效率已达到 90% 。近几年来, 国内开始采用弹性模量低的硅树脂作为水泥混凝土路
4、面特别是高等级公路、机场道面的填缝料。有机硅类填缝料具有复原性大、耐紫外线、耐候性好、低温下作业性好、耐久性好等优点, 但其价格昂贵粘着性差、抗裂性不佳、有刺激性气味、耐油性及化学药品性差等缺点影响了它的应用 2 。预制橡胶嵌缝条类材料是国家 八五!计划后发展起来的, 大多数采用氯丁橡胶制成。用预制橡胶条后, 在行车车轮的作用下, 混凝土路面板的垂直位移使其粘结力消失, 从缝槽中跳出, 导致断面位移,失去密封效果, 因此预制橡胶条没有得到大规模应用, 但预制橡胶条在没有或有限交通量( 如停车场、广场等 ) 的地段是具有优越性的。本世纪初, 随着材料科学的发展, 热熔弹塑性填缝材料也开始进入人们
5、的视野。它是以热塑性橡胶以及多种热塑性树脂为基材, 添加了分散填充剂、增塑剂、抗氧剂、增粘剂、填料、紫外光吸收剂等材料,通过合理的配方, 特定的工艺参数, 让物料形成均匀稳定的在微观上具有三维立体空间网状结构的微相分离结构。硬相赋予其强度和耐嵌入能力, 软相赋予其拉伸性能。填缝料的微观相分离结构使其在 140 190 时呈现出流动性, 在- 25 60 呈现的是有弹性和可塑性的固体; 在高频作用下( 如冲击,振动) 呈现的是高弹性, 在低频作用下( 如温度作用下的收缩, 自然状态下的徐变) 则呈现可塑性。其综合特点是: 140 以上呈熔融状态, 并有可浇灌性, 低温下的弹性, 高温下的不流淌性
6、、永久的密封性, 耐腐蚀性和防水性。同时仍具有像聚氨酯一样的良好粘接性能和橡胶一样的高弹性 1- 3 。2 填缝料的常规性能聚氨酯填缝料是国内常见的一种冷施工填缝料, 简称 PU, 其高弹性型简称 PU- 1。其主要技术性能见表 1。TS101 热熔弹塑性填缝料是一种以热塑性橡胶为主体材料, 且添加了各种助剂的新型热熔弹塑性填缝料, 其主要技术性能见表 2。从表 1、表 2 的试验结果看, 2 类填缝料均能满足规范要求, 但哪类填缝料更能满足炎热多雨的南方地区高等级公路的要求, 需进一步试验验证。3 利用高温流动度评价填缝料的耐高温性能填缝料的高温抗流淌性能采用高温流动度来表征。规范要求流动度
7、的试验温度为 60 , 不能模拟南方地区在夏季地表的实际温度, 因此设计了 3 种试验温度, 并进行各种试验时间的流动度试验。试验结果见表 3。从表 3 的试验结果看, 在 60 、70 时, TS101 填缝料的流动度明显小于 PU 填缝料; 在 80 、试验时间为 5 h 时, PU 填缝料就开始起泡, 而 TS101 各个试验时间下的流动度仍然满足规范对加热施工时填缝料的要求。4 填缝料耐水性能评价填缝料的主要作用是密封防水, 因此填缝料耐水性的基本要求为不与水发生反应, 不溶于水。但所有涉及到填缝料性能要求的技术规范中除#水泥混凝土路面嵌缝密封材料( JT T 589- 2004) 中
8、对硅酮类填缝料要求浸水性试验外, 其它的如#公路水泥混凝土路面设计规范( JTJ 012- 94) 均未对填缝料的耐水性作出要求, 但南方地区高热、多雨的特殊地理条件对填缝料的耐水性提出了更高的要求。因此, 模拟了 25 、40 、60 3 种温度下的浸水试验,具体试验结果如图 1、图 2 所示。将数据进行回归, 结果见表 4。从图 1、图 2 中可知, 2 种填缝料的延伸率皆随浸水时间的增加而降低。温度不同, 降低的速率不同。随着温度升高, 降低速率增大, 即填缝料的耐水性降低。聚氨酯类填缝料的下降速率在 25 和 4 0 时是 TS 的 6 倍左右, 在 60 时是 TS 的 7 倍左右。
9、这主要是由于水对聚氨酯有 2 个作用 : 一是水对聚氨酯的增塑作用, 即水与聚氨酯中极性基形成氢键, 使聚合物本身分子间的氢键削弱, 物理性能降低; 二是水对聚氨酯的水解作用。它们的共同作用使聚氨酯填缝料的耐水性能降低, 在 60 、120 h 时降低了 32. 95% , 已经不能满足规范的要求。而 TS101 填缝料采用疏水性高分子材料% % % 热塑性橡胶为主体材料, 其本身不溶于水, 也不与水发生反应, 在 60 、水浸 120 h 条件下仅降低了 5. 55%, 具有优异的耐水性能。5 结语通过将高温性能与耐水性试验结果与南方地区具体地理气候条件相结合进行对比分析, 结果表明:热熔弹
10、塑性填缝料对聚氨酯填缝料具有更优的高温性能和耐水性能, 更能适用于炎热多雨的南方地区高等级公路水泥混凝土路面的嵌缝密封。参考文献 1 赵守佳, 贾占勇. 聚氨酯密封膏在水泥混凝土路面中的应用 J . 中国建筑防水, 2002( 1) . 2 寿崇琦, 等. 水泥混凝土路面填缝料的研究 J . 公路,2005( 2) . 3 蔺艳琴 , 潘广萍, 等. 机场道面接缝嵌缝密封失效的分析、选材要求及新研究成果的简述 R . 北京: 北京航空材料研究院, 2002. 4 重庆交通科研设计院. TS 热熔弹塑性填缝料成套技术研究 R . 重庆: 重庆交通科研设计院, 2003. 5 中华人民共和国交通部. JT T 589- 2004 水泥混凝土路面嵌缝密封材料 S . 北京: 人民交通出版社, 2004.原文链接：http:/
