水泥混凝土路面填缝料选取与应用

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1、水泥混凝土路面填缝料选取与应用摘要：通过对各种混凝土填缝料的性能分析，根据接缝的不同特点选择不同 的填缝料，在施工中填缝料的选取要考虑技术上的可行性，同时还需要考虑工程 施工中的经济效益和环境保护等各类因素。提高填缝料技术在工程实际应用的的 可推广性。关键词接缝 性能分析混凝土路面经济因素Abstract: Performance analysis of a variety of concrete filler, according to the different characteristics of the joints to choose a different filler, fill

2、er selection in the construction to consider the technical feasibility, but also need to consider the constructionvarious factors such as economic efficiency and environmental protection. Improve replicability filler in the practical application of engineering.Keywords: joints, performance analysis,

3、 concrete pavement, and economic factors1、引言水泥混凝土路面按规范和实际要求必须设置一定数量的各种接缝，这些 缝设置的好坏，直接影响水泥混凝土路面的使用质量和使用寿命。水泥混凝土路面结构中最薄弱的环节就是接缝，最容易受损。水泥混凝 土路面的使用质量和使用寿命直接受接缝损坏程度的影响，如接缝处填缝料选用 的不好可导致水泥混凝土面板在接缝处的早期破坏，因此选用的水泥混凝土填缝 料应能承受冷、热、机械和化学作用。另一方面我国水泥混凝土路面的使用率在相当长的时间内将保持高速增 长。同时，国家的宏观经济发展战略为公路基础设施的超前建设创造了条件，有 力地促进了公

4、路交通事业的发展，也为水泥混凝土路面的发展提供了良好的机 遇。2、接缝的形成与接缝嵌缝料的分类水泥混凝土路面接缝槽是锯切形成的，二级及二级以下公路一般采用一 次锯切形成，槽宽B为4.6 mm；高速和一级公路则二次锯切形成，上部浅槽口 宽B为8 - 10 mm，接缝槽下部设置背衬垫条，上部用嵌缝料灌填。一般嵌缝料 灌人深度H应不小于15 mm，昂贵的硅酮类嵌缝料的灌入深度可稍小些，一般 为 6 - 10mm。水泥混凝土路面的接缝分为横缝和纵缝，横缝又分为胀缝和缩缝两种。 因此，接缝嵌缝料可分为胀缝填缝材料，缩缝填缝材料，纵缝填缝材料。1胀缝填缝材料胀缝填缝材料包括胀缝板、胀缝上部的嵌缝料及其粘结

5、剂。接缝板和橡 胶嵌缝条应能适应混凝土路面板的膨胀和收缩，具备易于安装和施工时不变形、 不脆断、复原率高、密封性好、抗嵌入、切割能力强和耐久性优良等性能。2缩缝填缝材料目前，世界上发达国家对水泥混凝土路面结构采用贫混凝土基层并配置 传力杆，缩缝宽度为3 mm，不实施填缝。然而，在我国卡车敞开运输、路面很 脏和基层较弱的情况下，不可能象发达国家那样，而是从使用密封防水、防唧泥 和错台、防缝壁破坏和提供足够的嵌锁力角度出发实施缩缝灌缝。缩缝填缝材料 的种类较多而复杂，性能差异很大。水泥混凝土路面施工时，必须清楚填缝材料 的基材类型，从填缝材料的性能、使用耐久性和经济性等方面考虑，选择适合不 同公路

6、等级水泥混凝土路面的填缝材料。3纵缝填缝材料由于水泥混凝土路面纵缝设置拉杆约束，对纵缝填缝材料的要求不高， 所有缩缝填缝材料均适合于纵缝填缝。实际工程实践中，对水泥混凝土路面纵缝 的要求：（1）已涂饱满沥青的纵向施工缝可不填缝；（2）未涂饱满沥青并有可能透 水的纵向施工缝与假缝一样切缝并灌缝；（3）桥面、桥头和路面高填方路段纵向 施工缝必须切缝并灌缝，后铺路面强度较先铺路面低，切缝易跑锯时，待14 d 或通车前再切缝并灌缝；（4）纵缝灌缝材料可使用缩缝聚氨脂灌缝材料和橡胶类 填缝材料，也可使用聚氯乙烯胶泥和改性沥青等灌缝材料。由于后两种灌缝材料 的性能较差，所以灌缝材料的灌入深度应不小于3 c

7、m。3、填缝料的选取因素在水泥混凝土路面使用期内，嵌缝料主要受到拉伸和剪切两种作用。嵌 缝料的拉伸是指水泥混凝土路面板因温度下降而收缩导致的接缝张开；剪切是指 汽车行驶经过接缝时，受荷板与相邻的未受荷板的竖向位移差因此，嵌缝料除了 应具备密水、低模量高延伸性良好的温度稳定性(高温不流淌，低温不脆裂)和耐 久性等特性之外，还必须与水泥混凝土板缝壁之间具有良好的粘结性，才能承受 降温和行车荷载引起拉伸和剪切作用。胀缝在使用中随气温而变化，气温上升时填缝料会被挤出；当温度下降 时，填缝料不能恢复，使缝中形成空隙，泥、砂、石屑等杂物侵入，成为再次胀 伸时的障碍，且雨雪水亦能沿此空隙渗入，损坏基层和垫层

8、，造成路面板接缝处 的变形和损坏。缩缝的变化较小，但经过若干次收缩，能把假缝折断成真缝。填 缝料自身老化形成的破损类似于胀缝。施工养护不规范，切缝、清缝不及时或没 有达到规定的深度，也是造成接缝破损的原因。因此在选取填缝料时应考虑以下 几点因素：(1) 具有较好的弹性和较高的拉伸率，能适应混凝土板胀缩要求，从而 有效地防止了杂物进入板间缝隙。(2) 必须为防水材料，防止路面水进入基层和路基，避免板底因水浸使基 层软化，产生唧泥等病害引起板的开裂和损坏。(3) 与板的粘结能力强。填缝料要与混凝土板缝壁粘结牢固，而不致从混 凝土缝壁上拉脱，防止水分从缝的侧壁渗入及杂物的挤入。(4) 具有较强的温度

9、稳定性，达到高温不流淌、低温不脆裂。(5) 耐久性好。在行车作用和野外恶劣的气候条件下，填缝料应能在较长 时间保持良好的使用性能，即具有耐磨、耐晒、耐水及耐酸碱、抗老化等性能。(6) 为常温施工填缝材料。施工方便、价格适中，不需现场加热和配制， 启封即可使用，质量易保证。(7) 对环境和路面无污染，为环保型材料。(8) 对于技术上可行的同时，需要综合考虑同类产品相互之间的经济效益 问题。通过价格和使用年限作对比，分析填缝料在同类产品中的综合经济效益。4、工程施工中填缝料的应用4.1胀缝板胀缝板有各种木板、沥青纤维板、泡沫橡胶板、泡沫树脂板及各种纤维 复合板材，使用性能要符合技术要求。水泥混凝土

10、路面所采用的胀缝板，不仅要 保证板的压缩变形小，而且要完全隔断混凝土，不得有破损缺口和未连接部位。 施工时必须注意，只要胀缝板未完全隔断混凝土，胀缝必被挤坏。从公路工程实践证明：各种柔软的泡沫板材，由于其架立刚度不足，不 能满足滑模连续摊铺对其挤压的要求，在滑模摊铺水泥混凝土路面的胀缝中不能 采用。实际上，所有的木板在使用寿命要求30年的高速公路和一级公路的路面 上均存在严重的不耐生物侵蚀问题，5年后木板基本上被虫蛀成了粉末。因此， 在水泥混凝土路面中采用木质胀缝板材，即使其进行稀释沥青浸泡透，大致仅能 正常使用10年左右，耐久性和使用年限仍不能满足使用要求.所以，在高速公 路和一级公路的水泥

11、混凝土路面的胀缝填缝材料，推荐采用泡沫橡胶板或沥青纤 维板等。4.2胀缝嵌缝材料用于制造预制橡胶填缝条的胶料性能必须满足混凝土道路伸缩缝用预 成型硫化橡胶压缩填缝件材料规范的要求。胀缝伸缩间距较宽和伸缩量较大， 胀缝上部的密封嵌缝条一般不采用普通伸缩缝的实心填缝料。这是因为任何填实 的材料，在夏天会被挤出来，会被车轮辗坏或带走，影响水泥混凝土路面的平整 度和行车的舒适性。由于多空隙材料不会在路面上被嵌入的硬物较快切割破坏， 预制空心橡胶嵌缝条能够适应较大的变形，高速公路水泥混凝土路面应采用预制 多孔橡胶条和发泡聚氨脂。工程实践证明，橡胶条使用2-3年之后，就被嵌入的 砂石切成了条带状，失去密封

12、随后完全破坏。因此，很有必要从水泥混凝土路面 胀缝经久耐用、有效防止被砂石切割和防水渗漏的效果出发，进一步研究水泥混 凝土路面胀缝嵌缝材料。4.3润滑粘结剂胶条润滑粘结剂是胀缝和缩缝安装预制橡胶嵌缝条和多孔聚氨脂的专用 材料，要求粘度适中，固化前不发粘，具有较强的润滑作用，固化速度可调，固 化后与橡胶嵌缝条和混凝土缝壁粘结牢固、低温不脆、不溶于水等。因此，水泥 混凝土路面工程可以选用聚氨脂粘结剂和改性环氧树脂粘结剂等。工程实践证 明，这种做法效果极差，通车几个月后，橡胶条不是被石子压下去，就是被车轮 真空吸出丢失。4.4树脂类填缝材料树脂类填缝材料主要有硅树脂、聚氨脂和环氧树脂等为基材的填缝材

13、料， 属于技术性能最高档的填缝材料。大部分高速公路多采用聚氨脂填缝材料，其正 常使用温度为-30C70C，使用耐久性尚可。而在某些气候严寒地区，普通聚 氨脂填缝材料在低温下性能偏脆，有低温脆裂的趋向。这个问题可以通过聚氨脂 改性加以解决，即使用低温改性共混交链聚氨脂。4.5橡胶类填缝材料橡胶类填缝材料是以氯丁橡胶、沥青橡胶或改性橡胶为基材的填缝材料。 其优点是弹性好，缺点是粘接力不足，灌好的接缝容易开裂。无论是填缝材料本 身或填缝材料与缝壁的开裂，若车轮带入脏物，其开裂均无法复原，会使填缝材 料丧失应有的密封作用。其改进方法是在填缝材料加入一定的树脂，形成橡胶基 树脂填缝材料。工程实践证明，这

14、种方法既改进了树脂材料的低温脆性，又改善 了橡胶材料粘接力的不足，是优质的复合型高等级公路路面的填缝材料。水泥混凝土路面接缝施工时，将橡胶基树脂填缝材料预制成鱼刺状橡胶 条，直接插入缩缝和纵缝。目前，这种施工方式有切割成台阶缝，省略粘结和直 缝粘结的两种形式。对于切割成台阶缝的缩缝预制胶条施工，由于缝口过宽，会 嵌入更大或更硬的石子，加快破坏缝壁和削弱接缝传荷能力，因此主张不切割成 台阶缝。由此，规程明确各种预制橡胶嵌缝条的施工，均必须彻底清缝，并涂粘 结剂粘结牢固，不得连泥带水嵌入橡胶条。4.6塑料类填缝材料塑料类填缝材料是以聚氯乙烯胶泥、聚乙烯胶泥等为代表，实质上是基 材为塑料的填缝材料，

15、再掺人大量辅助材料和填料制成。其已经在机场跑道、高 等级公路有较多使用。但是，这类填缝材料的硬度不足，抵抗砂石的嵌入能力差， 另外使用耐久性有待研究改进。4.7沥青基填缝材料沥青基填缝材料包括热沥青、沥青玛蹄脂、乳化沥青和各种改性沥青， 是技术档次最低的填缝材料。沥青基填缝材料的粘结力、抗硬物的嵌入能力、弹 性和耐久性均不理想，但其最大的优势是价格低廉。目前，不少水泥混凝土路面 工程仍在使用沥青基填缝材料。根据水泥混凝土路面工程的特点，缩缝填缝材料必须具备下述性能：与 混凝土板壁粘结力强、回弹性好、拉伸量大、不溶于水、不渗水；高温下不挤出、 不流失、不粘车轮、耐嵌入；低温时不发脆、耐冲击韧性好、耐大气。因此，上 述的四类填缝材料的前两类适用于高速公路和一级公路水泥混凝土路面的填缝； 第三类可以使用在二级公路上；一般沥青类填缝材料不适宜用在高等级公路工 程，只能使用在三级和四级公路水泥混凝土路面工程。5、结束语对各种水泥混凝土路面填缝料进行了分析，根据接缝的不同特点选择不 同的填缝料，在选取填缝料时应综合考虑技术、经济效益和环境等因素。可使混 凝土路面在接缝处易损坏的现象得到明显改善，提高了混凝土路面的使用质量和 使用寿命。并且由于综合考虑了环境等因素，增强了环保意识，值得在工程上推 广应用。