水泥混凝土路面嵌缝料及霪封工艺的研究.pdf
《水泥混凝土路面嵌缝料及霪封工艺的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水泥混凝土路面嵌缝料及霪封工艺的研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、道路 与桥梁 防水 水 泥 混 凝 土 路 面 嵌 缝 料 及 霪 封 工 艺 的研 究 王 治 , 王晋斌 2 ( 1 河南省科学院质量检验与分析测试研究中心, 河南 郑州 4 5 0 0 0 2 ; 2 郑州百和建材科技有限公司, 河南 郑州 4 5 0 0 0 0 ) 摘要: 介绍了国内外道路嵌缝料的基本使用情况, 通过对道路嵌缝料的常规性能进行试验 , 辅以道路嵌缝料结构的力学 分析 , 结合现场试验路的嵌缝实践和效果跟踪, 提 出了基于整个寿命周期性价比的道路嵌缝料选择原则及相应的修复 工 艺 。 关键词 : 水泥混凝土路 面 ; 道路嵌缝料 ; 性能试验 ; 选择原 则 文章编号
2、: 1 0 0 7 4 9 7 X ( 2 0 1 3 ) 一 0 6 0 0 3 5 0 7 中图分类号 : U 4 4 3 3 1 ; T U 7 6 1 1 1 文献标识码 : A Re s e a r c h o n Ca u l k i n g M a t e r i a l f o r Ce me n t Co n c r e t e Pa v e me n t a n d I t s Co n s t r u c t i o n Wa n g Z h i , W a n g J i n b i n ( 1 He n a n A c a d e my o f S c i e n c
3、 e s Q u a l i t y I n s p e c t i o n a n d A n a l y t i c a l T e s t R e s e a r c h C e n t e r , Z h e n g z h o u , H e n a n 4 5 0 0 0 2 , C h i n a ; 2 Z h e n g z h o u B a i h e B u i l d i n g Ma t e ri als T e c h n o l o g y C o , L t d , Z h e n g z h o u , H e n a n 4 5 0 0 0 0 , C h
4、 i n a ) Ab s t r a c t :T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e g e n e r a l s i t u a t i o n o f r o a d c a u l k i n g ma t e ria l i n C h i n a a n d a b r o a d I t p u t s f o r wa r d t h e s e l e c t i o n p rin c i p l e o f the ma t e ria l i n v i e w o f c o s t p e rf o r ma n c
5、e d u ri n g t h e wh o l e l i f ec y c l e a n d i t s ma i n t e n a n c e b y t h e pe r f o rm a nc e t e s t s ,me c h a ni c a l a n a l y s i s a n d ap p l i c a t i o n t e s t s Ke y wo r d s :c e me n t c o n c r e t e p a v e me n t ; r o a d c a u l k i n g ma t e ria l ; p e r f o rm
6、a n c e t e s t ; s e l e c t i o n p ri n c i p l e 我国水泥混凝土路面的使用寿命大大低于设计 预期的现象还很突出,尤其以货运为主的重交通干 道 , 早期损坏严重 , 往往在开放交通的 3 5年 内, 就发 生 了路面结构|I生损坏 。 而在水泥混凝土路面多种损坏 类型中, 近半数的损坏类型与接缝嵌缝料 的失效脱落 有关。 因此 , 确保接缝嵌缝料的防水和防砂石嵌入 , 对 收稿日期: 2 0 1 2 1 2 1 7 作者简介: 王治, 男, 1 9 7 6 年生, 工程师, 主要从事防水材料及 化 学建材的性能研 究、 测试和标 准化 。联
7、 系地 址 : 4 5 0 0 0 2郑州 市红旗路 3 4号。 减少水泥混凝土路面的损坏、 提高使用寿命具有重要 意义。 由于接缝施工不受重视 ,填封质量往往不太理 想。另外 , 嵌缝料种类繁多 , 其价格和性能差异大 , 而 现行水泥混凝土路面设计和施工规范 中, 对嵌缝料的 选择缺少简明的规定 , 对建设者而言, 选择合适的嵌 缝料较难。笔者从研究嵌缝料 的一般性能人手 , 辅以 嵌缝料结构的力学分析 , 通过现场试验路的嵌缝实践 和效果跟踪 , 提 出了基于整个寿命周期性价 比的嵌缝 料选择原则及相应的嵌缝料修复工艺。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道
8、路与桥梁防水 1 国内外道路嵌缝料的使用情况 1 1 道路嵌缝料的基本类型 道路嵌缝料根据其施工方式分为 3种 : 加热施工 式嵌缝料、 常温施工式嵌缝料和预制密封条。 加热施工式嵌缝料在国内外应用广泛。 从道路沥 青 、 沥青玛碲脂到沥青橡胶类 、 聚氯 乙烯胶泥类直至 高弹性的高分子改性沥青 , 嵌缝材料的原材料也 由单 一 型向复合型发展 , 性能不断得到提高和完善。 常温施工式嵌缝料具有冷施工的特点 , 简化了施 工步骤 , 降低了劳动强度 , 节省了能源 , 并避免 了因加 热而导致 的环境污染。 用于水泥混凝土板接缝的常温 施工式嵌缝料主要有 : 聚氨酯类 、 硅酮类 、 聚硫类等
9、。 据报道 ,用氯丁橡胶密封的接缝 9年 内不需修 理 。 但是 , 在行车车轮的作用下 , 橡胶条可能会从槽内 跳 出并绕在滚动 的车轮上 , 从而引发交通事故。 所以, 在一般道路和干线公路的车行道上不宜采用预制嵌 缝条 ;在低交通量 的路段上使用预制嵌缝条 比较合 适 , 如停车场、 站台等。 1 2 国外道路嵌缝料 的使用概况 美国、 日 本、 英国等国家早在 8 O 年代就已淘汰了 沥青油膏和聚氯乙烯胶泥,代之以聚合物改性沥青、 聚氨酯材料 、 聚硫橡胶和硅酮橡胶等新型嵌缝料 。 1 ) 英国 N o 8 4公路道路嵌缝料应用试验 在英国的 N o 8 4 公路上 , 进行了接缝构造
10、及嵌缝 材料的试验。接缝缝槽做成不同深度和宽度 , 嵌缝料 有传统的以沥青为主的封缝胶 、 以聚氨酯和多硫化物 为主的冷凝固双组分封缝胶以及氯丁橡胶嵌缝条。 试 验路 由 5 1 个路段组成 , 每一个路段 中由 2 0个相同的 接缝构造组成 。 通过现场使用观察 , 评价封缝施工工艺 以及嵌缝 料的质量, 结果如下: 以沥青为主的传统嵌缝料, 夏 季时 因高温和车辆的作用 , 会从缝槽中挤 出, 冬季时 刚性增加 , 与混凝土缝壁 的粘结力丧失 , 水和杂物会 进入嵌缝料及其与混凝土面板之间的缝隙中。所 以, 在使用 1 3 年后, 需要重新灌缝。以改性沥青为主 的嵌缝料 , 在使用第 1年
11、内, 密封效果较好 , 随着时间 推移, 其粘结力和内聚办陛能很快下降。以聚氨酯 和多硫化物橡胶为主的封缝胶能很好地密封各种尺 寸 的缝槽 。 混凝土路面运营初期 , 缝槽的密封性较好 , 但到第 2个冬天以后 , 密封性能下 降 , 随着车轮的作 用 , 封缝胶从缝槽脱出而失去密封性。 2 ) 美国道路嵌缝料 美国有 3种硅树脂密封胶 ,分为高弹性模量 、 中 弹性模量和低弹性模量 ,它们抗压缩性能非常好 , 压 缩后 的弹性变形值为 9 0 1 0 0 。通过研究表明 , 如 果接缝的拉伸量不超过硅树脂嵌缝料 的可能变形量 , 就能保证混凝土缝槽 的密封性 。用硅树脂密封 接缝 时, 必须
12、考虑封缝形状 。 通常缝槽深度应为缝宽的 1 2 左右 ,并建议在施工中用背衬垫条来控制缝槽深度 。 美国曾在 9个州 中修建了 1 5个路段 ,对低弹性模量 的硅树脂嵌缝料性能进行观i 贝 4 , 缝中嵌缝料的使用年 限约为 6年。 3 ) 法 国道路嵌缝料 法 国使用 以硅酮为主的嵌缝料密封水泥混凝 土 路面缝槽 ,曾修建了 4 8 k m的水泥混凝土路面进行 野外试验。 研究表明, 在各种气候条件下 , 用低分子硅 树脂封缝胶进行封缝 , 可使缝槽完好地使用 6年 。 1 3 我国道路嵌缝料的使用概况 2 0世纪 6 0 _ _ 7 0年代 , 我 国大部分地区对混凝土 板伸缩缝 内填入
13、嵌缝材料问题不重视 , 不少混凝土路 面接缝 中甚至不用嵌缝料 , 致使石子落入 , 混凝 土板 没有膨胀余地 , 造成混凝土板 的缝边破裂 、 挤碎等 ; 有 些混凝土板接缝中虽有嵌缝料, 但因质量不佳, 嵌缝 料流淌严重 , 没有起到密封的作用, 致使接缝处平整 度差 , 邻板高度不等。8 0年代 , 我国的嵌缝料主要采 用沥青玛E 帝 脂和沥青油膏 。 前者由沥青与矿质填充料 混合而成 , 后者以石油沥青为基料 , 加入废 旧橡胶粉 等改性材料混合而成。这两种嵌缝料的粘结性 、 高温 稳定性 、 低温柔韧性和耐久性都较差 。9 0年代以来 , 随着高等级公路建设迅猛发展, 对混凝土路面嵌
14、缝料 提出较高的要求, 如聚氨酯、 橡胶沥青类等优质嵌缝 料被研发或引进 ,但是对嵌缝料作用 的认识仍不够 , 使用较多的仍是抗老化性和粘结性较差 的沥青玛碲 脂 、 沥青软木屑 、 聚氯乙烯胶泥类等低端嵌缝料 , 使用 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道路 与桥梁 防水 效果不佳 , 由此带来 的嵌缝料脱落缺失是造成我国水 泥混凝土路面寿命偏低的主要原因之一 。 2 道路嵌缝料性能试验 2 1 道路嵌缝料的一般性能测试 试验选取了 5种加热施工式嵌缝料和 6种常温 施工式嵌缝料进行常规j 生能试验 , 见表 1 。 表 1 嵌 缝料 常规性能试验 的试件代号、
15、 材料类别及产地 项目 试样代号 材料类别 产地 Q B 复合改性沥青 进 口 S L 橡胶沥青 上海 加热式嵌缝料 L X T 聚氯 乙烯胶泥 浙 江 L D P V C改性沥青 河南 B H 橡胶沥青 郑州 HLMX x x 双组分聚氨酯 上海 硅酮 x x x 硅酮 北京 ( 合资 ) 常温式嵌缝料 硅酮 x x x S L S WKYN 双组 分聚氨酯 上海 L ) ( T 双组分聚氨酯 浙江 ME G 双组分聚氨酯 进 口 加热式嵌缝料的常规性能测试 的主要 内容有针 人度 、 弹性恢复、 流动度等。 常温式嵌缝料的常规性能测试 的主要内容有针 人度 、 弹性恢复 、 流动度和失粘时
16、间。 失粘时间试验的 目的是测定常温施工式嵌缝料 的凝 固时间 , 特别是对 于双组分聚氨酯类嵌缝料 , 固化时间和固化过程是评 价材料性能和确定施工工艺的重要参数 。 测试时先将 嵌缝料灌人模框内( 6 0 ram 4 0 mm 4 m m) , 用小刀刮 平后用聚乙烯薄膜覆盖试样表面, 并在上面放置一块 压重板( 5 0 m m 3 0 m m, 3 5 3 6 g ) , 水平放置在( 2 0 + 3 ) 的养护室或恒温烘箱内。养护 3 h后 , 取下压重板 , 慢慢卷起聚乙烯薄膜 。若试样仍与聚乙烯薄膜粘结 , 则说明试样未发生失粘。继续养护试件 , 每隔 1 h检 测一次 , 直至试
17、样与聚乙烯薄膜不粘结为止 。总养护 时间即为失粘时间。 2 2 道路嵌缝料 的老化性能测试 热老化性能测试采用薄膜烘箱试验 , 1 6 3下加 热 6 0 mi n 。测试项 目包括 : 外观与质量损失 、 加热式 嵌缝料热老化后的模量变化 、 常温式嵌缝料的压力老 化 、 置放时间对常温式嵌缝料性能的影响。 2 _ 3 道路嵌缝料的粘结强度 嵌缝料应与水泥混凝土面板缝壁有较强的粘结 力。当接缝随着水泥混凝土板冷缩时, 将对嵌缝料施 加一定 的拉力 ; 当水泥混凝土面板底部脱空时 , 行车 荷载将对嵌缝料施加一定的动态剪力 。 在这两种受力 状态下 , 嵌缝料应能与混凝土面板缝壁牢固粘结而不
18、脱开 , 同时嵌缝料还应具有一定的抗拉强度以保持 自 身完整性 。 粘 结强 度测试 有 3种试 验方 法 ,一 种是 J T 厂 r 2 0 3 - 1 9 9 5 ( 公路水泥混凝土路面接缝材料 规定的方 法采用砂浆模具进行测试 ; 第二种是利用沥青测力延 度的试验方法( 分别采用 自制模具和延度模具进行测 试, 试验温度一 1 0, 拉伸速率 0 0 5 m m m i n ) ; 第 3 种 是采用沥青胶结料直接在拉力试验机上进行测试( 试 验温度一 1 0, 拉伸速率 0 0 5 m r n mi n ) 。加热式和常 温式嵌缝料均需进行该项 目测试。 3 嵌缝料性能试验结果分析 3
19、 1 加热式嵌缝料的一般性能试验结果分析 5种加热式嵌缝料 的一般技术性 能指标 的测试 结果 , 见表 2 。 表 2 加热施工方式嵌缝料一般性能测试结果 试样代号 项目 L x T L X T Q B S L L D ( 1 ) B H( 1 ) L O( 2 ) B H( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) 2 5 针 入 度 ( 1 1 0 6 2 2 2 4 2 6 6 1 2 7 8 4 9 1 l 3 1 m m J 弹 2 5 1 2 6 8 4 6 1 l O 8 6 5 0 5 7 3 6 性 1 O 8 5 3 4 8 0 7 5 恢 复 2 5 老化后 8 2 6 0 1
20、2 1 4 1 3 9 4 6 7 6 4 l 流动度 m m 0 6 O 5 O 2 O 1 3 1 O 高 类别 低弹 高 弹 高弹 低 弹 高弹 低弹 弹 从测试结果 可知 , 5种嵌缝 料技术指 标均满 足 J T G F 3 0 - - - 2 0 0 3 ( 公路水泥混凝土路面施工技术规范 中加热施工嵌缝料的技术要求 。其中 Q B和 B H产品 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道路与桥梁防水 具有 良好的弹性恢复和抗热老化性能 , 属于高弹性产 品 ; L X T ( 1 ) 在热老化前的弹性恢复值较大 , 老化后弹 性恢复降低一半 以上 ,严格来
21、讲应属于低弹性产品 ; L D的针人度值较低 ,弹性恢复和抗热老化性能均较 差 , 也属于低弹性产品。 综合分析 ,这几种试样性能由高到低 ,排列为 : Q B B H S L L D ( 2 ) L X T ( 1 ) L D( 1 ) L X T ( 2 ) 。 3 2 常温式嵌缝料的一艘 陛能测试结果分析 6种常温式嵌缝料 的一般技术性能指标的测试 结果 , 见表 3 。 表 3 常温施工方式嵌缝料一般性能测试结果 试样代号 项目 硅酮 硅酮 HL S WK x x x S L L xT MEG Mx x x YN 2 5针入度 ( 1 1 0 m m) 5 2 5 8 2 5 1 8
22、2 8 4 2 2 5 o C l 1 3 1 7 8 9 9 1 1 8 1 1 7 1 4 6 1 0 1 2 9 1 5 5 1 o o 1 2 2 1 1 O 7 5 弹性恢 复, 2 5 老化后 2 0 5 1 2 7 8 9 1 0 8 9 8 9 4 流动度 ram 0 1 O 1 O 0 O 1 O 1 失粘时间 l 1 7 1 0 8 9 5 1 3 根据失粘时间、 弹性恢复和流动度指标 的测试结 果 , 这 6种嵌缝料均属于高弹性型 。3种聚氨酯嵌缝 料 ( M x x x 、 Y N和 L x T ) 均具有 较为合适 的失粘 时间 、 较小的针人度 、 弹性恢复值对温度
23、变化不敏感且老化 后弹性性能损失较小 的特征 , 即具有良好 的高温抗变 形能力 、 抗杂物嵌入能力和较高的弹性恢复性能 。硅 酮 x x x的黏度较大 ,在试验过程中试件成型较为困 难 , 可能会造成施工困难 ; 而硅酮 x x x S L黏度适中 , 且 成型试件时表面会 自动水平( 即自流平材料 ) , 现场施 工 比较方便。 综合分析 , 这几种试样的性能由高到低 , 排列为 : 硅 酮 X X X 硅 酮 x x x S L H L M x x x S WK Y N L X T MEG。 3 3 嵌缝料的老化性能测试结果分析 1 ) 加热式嵌缝料热老化后的外观与质量损失 以聚氯乙烯胶
24、泥为基材和以煤焦油 、 石油沥青为 基材 的加热式嵌缝料 , 在热老化 ( 温度 1 6 3, 加热时 间 6 0 mi n ) 后 , 试样表面均呈现明显裂纹 , L X T和 L D 的嵌缝料 已经硬化变脆 ,无法制模并进行拉伸试验 。 这是由于在加热过程 中,由于基材中的轻质组分挥 发 , 并与空气产生氧化反应 , 致使嵌缝料严重老化。 由于加热式嵌缝料在施工时其加热温度是根据 产 品性能确定的, 结合各个产品的特点 , 在后来的试 验中调整了热老化试验条件 , 选择温度 1 0 0 o C, 加热 时间 5 h ,并测试了 L D、 B H和 L X T三种产 品的加热 质量损失 ,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水泥 混凝土 路面 料及 工艺 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【pe****re】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【pe****re】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。