在路面裂縫修補工程中應用硅酮密封膠的技術分析

張立軍

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司)

1 道路灌縫材料及性能

1.1 道路灌縫材料性能要求

首先密封良好是防止滲漏的關鍵因素，而良好的黏結性是保證密封性的先決條件;其次由于混凝土及瀝青等路面材料的抗拉性差，路面接縫變化大，因而要求低彈性模量，高位移能力，以降低內應力，防止脫黏或開裂;最后由于路面是長期曝露于風吹日曬，雨雪侵蝕，冬季低溫可至-40℃，夏季高溫可達70～80℃的氣候環境中，優良的耐紫外、耐候性、耐高低溫性能可以有效防止膠體老化，提高路面使用壽命，延長返修周期。綜上所述，道路灌縫材料應具有如下性能特點：(1)良好的黏結性;(2)低模量;(3)高位移能力;(4)耐紫外、耐氣候老化;(5)耐高低溫;(6)良好的施工性。

1.2 常用道路灌縫材料性能對比

常用的道路灌縫材料有瀝青、改性瀝青、聚硫密封膠、聚氨酯密封膠和硅酮密封膠等。瀝青是最早使用的道路灌縫材料，其價格低廉，容易獲得，但是位移能力不高，而且在高溫下會變軟甚至流淌，低溫下又會變脆，失去彈性，因此密封效果不理想，只適用于接縫變化不大的場合，目前已逐漸為改性瀝青所取代。

改性瀝青與瀝青相比，耐高低溫性能有所改進，但其位移能力仍然不高，只適用于接縫變化不大的場合，而且其抗紫外線老化能力不強，使用2年左右性能會退化，影響密封效果。不過，由于其價格低廉，現在的應用比較廣泛。

聚硫密封膠、聚氨酯密封膠和硅酮密封膠均屬于室溫硫化橡膠類產品，均可以制成低模量、高位移能力的產品，目前在普通道路、高速公路、機場等路面的灌縫密封中應用非常廣泛。下面分別介紹一下各種產品的特點。

道路用聚硫密封膠一般是雙組分材料，施工時需要將兩個組分混合均勻后灌入接縫。它具有耐油性好的持點，因此機場停機坪使用較多，其耐高低溫性能也較好，可在-30～80℃范圍內使用，因此溫度不是特別低的場合可以應用。但是其耐紫外老化性能不好，雖然應用初期綜合性能較好，但經過1～2年后，就會出現開裂、硬化等現象，使密封失效，需要修補或重新灌縫。

道路用聚氨酯密封膠一般也是雙組分產品，它耐油性也較好，耐高低溫性能與聚硫密封膠差不多，應用場合也一樣。其抗老化性能比聚硫密封膠略好，可以使用2～3年，一般3年后就必須進行修補或重新灌縫了。

由于聚硫道路密封膠和聚氨酯道路密封膠的耐老化性不是很好，所以，在施工過程中往往要求灌膠厚度較厚，這樣即使表面有一定老化，深層仍可以保持一定的密封效果。由于聚硫、聚氨酯道路密封膠綜合性能較好，因此得到了廣泛的應用。

硅酮道路密封膠是單組分產品，施工簡單，不需事先混合。硅酮膠具有極好的耐紫外老化性能，可以保證10年不發生開裂、粉化、硬化等現象。另外，其施工厚度只需6～13mm，用量遠低于聚流膠和聚氨酯膠。硅酮膠的耐高低溫性能也很好，可以在-50～150℃保持彈性，低溫不變硬、變脆，高溫不軟化、流淌。由于硅酮道路密封膠的性能具有諸多其他產品無法具備的特點，而且用量節省、使用方便，因此被認為是道路密封材料的發展趨勢。

2 硅酮道路密封膠的主要技術性能

硅酮道路密封膠作為硅酮密封膠的一類應用分支，既具有硅酮密封膠的優異的耐老化的共同點，同時又有其獨特的技術要求。目前市場上硅酮密封膠產品多為門窗幕墻用途，硅酮道路密封因市場開發起步較晚，相對品種較少，下面比較一下二者的異同點。

2.1 黏結性

硅酮密封膠對于玻璃或金屬如鋁材等建材具有良好的黏結相容性，但水泥混凝土是一類相對難黏的材料，主要原因是材料本身堿性很強。其次是表面疏松多孔，易受潮吸濕，影響黏結。經試驗發現，普通的門窗幕墻硅酮膠基本不能適用，必須使用專門的硅酮道路密封膠才能保證黏結良好。

2.2 模量

硅酮道路密封膠具有低模量、高位移能力的特點，這樣才能最大限度的滿足公路路面板塊在低溫收縮高溫膨脹的變化下對接縫冷拉熱壓，以及荷載造成的路面板塊不同方向的位移，并為接縫寬度設計、施工誤差等方面提供必要的選擇性和安全范圍。

所謂“模量”是通過將固化的橡膠拉伸到100%時所需的強度來表征，根據《道橋嵌縫密封膠JC/T 976-2005》標準，該指標要求低于0.4 MPa。而目前普通的門窗幕墻用硅酮密封膠，特別是國內產品基本均為高模量產品，顯然不能適用于路面使用。

2.3 耐久性

長期風吹日曬及冬夏溫差變化等惡劣環境是影響道路密封膠耐久性的重要因素。而卓越的耐紫外、耐候、耐高低溫等性能則是硅酮密封膠區別于其他一般有機類膠黏材料所特有優點。這是由于硅酮膠所特有的化學分子結構決定的，同時又由于硅橡膠的玻璃化溫度遠比一般有機材料低，因此硅酮密封膠在低溫條件下(-50℃)仍然可以保持良好的彈性，不脆化、不開裂，高溫條件下(200℃)下不易發軟降解，在較高的溫度變化范圍可保持性能穩定。硅酮密封膠這些優越特性是其在建筑領域廣泛應用的重要原因，而該特性也是其相對于其他有機密封膠的優勢，硅酮道路密封膠壽命至少可達10年以上，這將有效保護路面質量，延長道路使用周期，減少重復更換、修補等維護費用。在歐美國家，硅酮道路密封膠已應用20余年，根據美國混凝土路面協會報告，目前在美國約有52%的公路建設養護單位采用硅酮密封膠進行路面接縫密封。

2.4 耐油性

對于硅酮密封膠而言，普遍存在不耐油的現象。主要表現為遇油或泡油后，易出現膨脹。一旦離開油性介質，膠體中存留的油性物質可逐漸揮發，膠體復原，此時檢測膠體性能基本不變。通過適當的配方調整，可有效提高硅酮道路密封膠的耐油性。

3 硅酮道路密封膠的工程應用

道面接縫密封工程的品質保證，不僅依賴于選用的灌縫材料的優劣，接縫設計、施工質量也是關鍵因素。

3.1 接縫的接口設計及原則

(1)密封膠寬深比為2∶1，此時密封膠綜合性能最佳;(2)密封膠深度范圍為6～13mm;(3)接縫類型為縮縫時，一般寬度為6～12mm，推薦最佳寬度為9mm;(4)接縫類型為脹縫時，需依板塊伸縮量和密封膠位移來計算;(5)非自流平型密封膠面宜修整為凹型弧面，且低于路面7～9mm，以利于接縫變化。

3.2 基本施工步驟

(1)接口清潔。

接口清潔是保證硅酮密封膠良好粘結性的關鍵步驟。由于施工質量意識不夠，接口清潔不到位而導致失敗的工程案例時有發生。

(2)安裝背襯材料。

安裝背襯材料有利于密封膠的休整，有效控制打膠深度，并避免三邊黏結造成膠體受力不均而破壞。背襯材料應選用閉口式、不吸水、可壓縮性的材料，一般為聚乙烯泡沫條，直徑應略大于接縫寬度。安裝時應注意不要損壞泡沫條表面，否則灌縫時容易導致破損密封膠出現鼓泡。

4 結語

硅酮道路密封膠以其優異的耐紫外線老化、耐高低溫和低溫柔性等性能越來越受到公路建設和養護部門以及機場建設部門的重視。其應用簡單方便，不需加熱，減少了能源的消耗和環境污染;并且用量遠低于聚氨酯和改性瀝青，使用壽命長，從長遠來看，用硅酮道路密封膠進行路面裂縫的修補既經濟又環保，是道路建設和養護行業的發展趨勢。

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