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泰安路銘工程材料有限公司
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裂縫是瀝青路面主要病害之一,采用各種技
術手段封閉路面裂縫,防止水滲入路面結構內部,
被上廣泛認為是減緩路面病害出現、延長路
面使用壽命的有效手段
裂縫是瀝青路面主要病害之一,采用各種技
術手段封閉路面裂縫,防止水滲入路面結構內部,
被上廣泛認為是減緩路面病害出現、延長路
面使用壽命的有效手段[1]
. 通常采用填縫技術或
灌縫技術進行裂縫修補. 填縫技術不對裂縫進行
擴槽,直接采用改性瀝青或乳化瀝青等材料填注
裂縫,使用效果通常較差. 灌縫技術首*行開槽
擴縫,然后采用密封膠灌注裂縫,使用效果相對較
好[2]
. 但是,灌縫技術也存在一定局限性:首先,開
槽灌縫的工作效率很低,難以滿足當前我國大交
通量條件下對路面快速維修的迫切需求;其次,開
槽后容易帶來側縫、啃邊等次生病害,特別是在我
國瀝青路面預防性養護普遍不足,路面老化現象
比較突出的形勢 下,次 生 病 害 現 象 的 發 生 更 為
明顯.
貼縫帶,又稱壓縫帶或填縫帶,按施工方式的不
同可分為常溫施工的自粘式和加熱施工的熱粘式 2
種類型,目前實際應用以常溫施工的自粘式貼縫帶為主. 貼縫技術通過外力擠壓貼縫帶封閉裂縫,類
似于路面裂縫“*冶. 貼縫技術不需要對路面裂
縫進行開槽,只需對裂縫表面進行簡單清掃即可,具分析認為,中間斷裂和邊緣撕裂是貼縫帶低溫
性能不足的 2 種不同的表現形式. 裂縫隨著路面溫
度的下降而不斷擴張,如果貼縫帶與路面的粘接力
不足,那么就有可能出現邊緣撕裂失效現象;如果貼
縫帶與路面的粘結力較強,而貼縫帶本身的低溫延
展性不足,那么就有可能出現中間斷裂失效現象.
局部脫落有 2 種情況,一種是高溫季節貼縫帶的瀝青基密封材料高溫性能不足,變軟變黏,被車輪帶走
脫落,另一種是低溫季節下雪天,貼縫帶被掃雪車掃
落. 中間斷裂在于貼縫帶的低溫延展性能不足,邊
緣撕裂在于貼縫帶的低溫延展性和粘結力不足,局
部脫落在于貼縫帶的高溫性能不足或粘結力不足.
分析 3 種主要失效模式的成因可知,保持貼縫帶良
好使用效果的 3 種主要性能是:貼縫帶與路面的粘
結能力、貼縫帶的高溫性能、貼縫帶的低溫延展性.
2 性能評價方法的研究
2郾 1 相關研究背景
目前,國內已有近十種性能不一的貼縫帶產品.
但是,我國還沒有制定裂縫貼縫帶的產品標準,沒有
相應的試驗方法可用于評價貼縫帶的路用性能,導
致貼縫帶產品的質量參差不齊,這在很大程度上制
約了這種材料在交通行業的應用. 因此,有必要研
究貼縫帶的性能評價方法,提出相應的技術要求,以
利于規范貼縫帶的產品質量,促進我國路面裂縫修
補技術的全面發展.
瀝青路面貼縫帶的原型來自建材行業的防水卷
材. 關于防水卷材,建材行業的相關標準有建筑防
水卷材試驗方法[4]
、道橋用改性瀝青防水卷材[5]
等. 但是,由于使用場合的不同,建材行業和交通行
業相似產品的性能要求有很大的區別. 因此,貼縫
帶的性能評價方法應立足于路用性能的評價. 路面
裂縫密封膠在國外已經有了深入研究,如 ASTM 提
出了一系列試驗方法及技術要求[6鄄9]
. 但對于貼縫
帶,在國外也屬于新興材料,目前尚處于開始應用的
階段,還沒有普遍接受的性能評價方法,這體現在有
相關的企業標準,但沒有相應的行業標準.
美國 Crafco 公司的 Qwikseal 是一種典型的貼縫
帶,該產品的企業標準[10]包括錐入度、軟化點、低溫
撓性和斷裂延伸率等 4 個指標. 錐入度和軟化點與
加熱型密封膠的試驗方法*,可見文獻[6]. 低溫
撓性試驗來自 ASTM D3111
[11]
,即采用馬德爾彎曲
試驗法測定熱熔膠撓性的試驗方法. 該方法是測試
建筑用熱熔膠低溫性能的標準方法,但與貼縫帶的
低溫路用性能差異較大. 斷裂延伸率的測試環境是
25益 ,同樣不能反映貼縫帶的低溫性能. 國內某企
業的貼縫帶產品標準也包括了錐入度、軟化點和低
溫撓性等指標,在反映貼縫帶關鍵的低溫性能指標
上,同樣是采用低溫撓性指標. 我國的加熱型密封
膠行業標準[12]包括了錐入度、軟化點、流動、彈性和
低溫拉伸等 5 個指標,其中,低溫拉伸是評價密封膠
低溫性能的指標,該指標可以較好地模擬密封膠在
實際路面上的工作性能,是上主流的密封膠低
溫性能評價方法.
2郾 2 評價方法的提出
貼縫帶的主要原料通常由瀝青基密封材料和纖
維材料構成,貼縫帶的性能評價可分為針對瀝青基
密封材料和貼縫帶 2 個階段進行. 對于瀝青基密封
材料,其成分與加熱型密封膠較為*,可以采用錐
入度評價基本性能,采用軟化點評價高溫性能,國內
外的企業標準均采用了這 2 個評價方法;對于貼縫
帶,針對其主要失效模式的成因,作者提出采用拉拔
試驗和低溫拉伸試驗分別評價其抗脫落性能和低溫
性能.
拉拔試驗用于評價材料的粘結能力,在建筑材
料中,有鋼筋拉拔試驗、錨桿拉拔試驗等,這些與貼
縫帶的拉拔試驗*不一樣,作者根據貼縫帶的使
用情況,設計了一個專門的拉拔試驗. 低溫撓性指
標不能反映貼縫帶的低溫路用性能,因此,作者參考
加熱型密封膠的低溫拉伸試驗方法,提出貼縫帶的
低溫拉伸試驗方法,用于評價其低溫性能.
3 性能評價方法
3郾 1 錐入度、軟化點
錐入度試驗參考我國加熱型密封膠行業標
準[12]
,針對瀝青基密封材料進行. 錐入度試驗采用
瀝青針入度儀,盛樣皿采用內徑 70 mm,深 45 mm 的
大盛樣皿. 將原儀器的標準針取下換成特制的標準
錐. 標準錐總質量為 102郾 5 依 0郾 05 g,錐桿質量為
47郾 5 依 0郾 05 g. 洛氏硬度 HRC54 ~ 60,表面粗糙度
Ra 為 0郾 2 ~ 0郾 3 滋m. 試驗步驟同瀝青針入度試驗
方法.
軟化點試驗方法參考《公路工程瀝青及瀝青混
合料試驗規程》
[13]
,針對瀝青基密封材料進行. 由
于瀝青基密封材料的軟化點通常都高于 80 益 ,故需
要按軟化點大于 80 益的試驗方法進行,采用甘油作
為導熱介質.
3郾 2 拉拔試驗
拉拔試驗用于評價貼縫帶的抗剝落能力.
1)試驗步驟
采用 90 號基質瀝青,AC鄄13 中值級配、石灰巖
集料,按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》
中的車轍輪碾法(70703) 成型瀝青混凝土板,將其
切割成 120 mm 伊 90 mm 伊 40 mm 的瀝青混凝土塊,
然后將瀝青混凝土塊固定在模具內,按照與現場施
有很高的工作效率,而且不會產生開槽引起的次生
病害. 因此,貼縫技術較好地彌補了填縫技術和灌
縫技術的不足,成為近年來逐漸興起的一種新型裂
縫修補方式.
1 路用性能
1郾 1 施工技術
傳統的灌縫技術通常包括:采用開槽機進行開
槽擴縫、使用壓縮空氣噴槍清理裂縫、利用灌縫機進
行灌縫等 3 個步驟. 一支施工隊伍需要 6 名工作人
員,每小時可灌縫 100 延米[3]
. 相比較而言,貼縫技
術無需任何施工設備,清理路面塵土后,即可進行施
工(見圖 1),施工完畢后即可立即開放交通. 一支
施工隊伍僅需要 2 ~ 3 名工作人員,每小時可貼縫
500 延米,施工效率比灌縫施工高 10 倍以上.
圖 1 施工步驟
Fig. 1 Installation procedure
1郾 2 失效模式
作者在新疆、北京、山西等地區進行了貼縫帶裂
縫修補實體工程及跟蹤觀測. 觀測結果表明,使用 1
~ 3 a 后,經歷了夏季高溫、冬季低溫和雨季的考驗,
大部分貼縫帶沒有出現脫膠、開裂等失效現象,仍然
保持良好的粘結效果和良好的抗滲水效果,如圖 2
(a)所示. 同時調研也發現了部分貼縫帶在使用后
出現了一些失效現象,可以總結為 3 種主要的失效
模式,分別為中間斷裂、邊緣撕裂和局部脫落,如圖
2(b)、(c)和(d)所示.
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