在路面裂缝修补工程中应用硅酮密封胶的技术分析

张立军

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司)

1 道路灌缝材料及性能

1.1 道路灌缝材料性能要求

首先密封良好是防止渗漏的关键因素，而良好的黏结性是保证密封性的先决条件;其次由于混凝土及沥青等路面材料的抗拉性差，路面接缝变化大，因而要求低弹性模量，高位移能力，以降低内应力，防止脱黏或开裂;最后由于路面是长期曝露于风吹日晒，雨雪侵蚀，冬季低温可至-40℃，夏季高温可达70～80℃的气候环境中，优良的耐紫外、耐候性、耐高低温性能可以有效防止胶体老化，提高路面使用寿命，延长返修周期。综上所述，道路灌缝材料应具有如下性能特点：(1)良好的黏结性;(2)低模量;(3)高位移能力;(4)耐紫外、耐气候老化;(5)耐高低温;(6)良好的施工性。

1.2 常用道路灌缝材料性能对比

常用的道路灌缝材料有沥青、改性沥青、聚硫密封胶、聚氨酯密封胶和硅酮密封胶等。沥青是最早使用的道路灌缝材料，其价格低廉，容易获得，但是位移能力不高，而且在高温下会变软甚至流淌，低温下又会变脆，失去弹性，因此密封效果不理想，只适用于接缝变化不大的场合，目前已逐渐为改性沥青所取代。

改性沥青与沥青相比，耐高低温性能有所改进，但其位移能力仍然不高，只适用于接缝变化不大的场合，而且其抗紫外线老化能力不强，使用2年左右性能会退化，影响密封效果。不过，由于其价格低廉，现在的应用比较广泛。

聚硫密封胶、聚氨酯密封胶和硅酮密封胶均属于室温硫化橡胶类产品，均可以制成低模量、高位移能力的产品，目前在普通道路、高速公路、机场等路面的灌缝密封中应用非常广泛。下面分别介绍一下各种产品的特点。

道路用聚硫密封胶一般是双组分材料，施工时需要将两个组分混合均匀后灌入接缝。它具有耐油性好的持点，因此机场停机坪使用较多，其耐高低温性能也较好，可在-30～80℃范围内使用，因此温度不是特别低的场合可以应用。但是其耐紫外老化性能不好，虽然应用初期综合性能较好，但经过1～2年后，就会出现开裂、硬化等现象，使密封失效，需要修补或重新灌缝。

道路用聚氨酯密封胶一般也是双组分产品，它耐油性也较好，耐高低温性能与聚硫密封胶差不多，应用场合也一样。其抗老化性能比聚硫密封胶略好，可以使用2～3年，一般3年后就必须进行修补或重新灌缝了。

由于聚硫道路密封胶和聚氨酯道路密封胶的耐老化性不是很好，所以，在施工过程中往往要求灌胶厚度较厚，这样即使表面有一定老化，深层仍可以保持一定的密封效果。由于聚硫、聚氨酯道路密封胶综合性能较好，因此得到了广泛的应用。

硅酮道路密封胶是单组分产品，施工简单，不需事先混合。硅酮胶具有极好的耐紫外老化性能，可以保证10年不发生开裂、粉化、硬化等现象。另外，其施工厚度只需6～13mm，用量远低于聚流胶和聚氨酯胶。硅酮胶的耐高低温性能也很好，可以在-50～150℃保持弹性，低温不变硬、变脆，高温不软化、流淌。由于硅酮道路密封胶的性能具有诸多其他产品无法具备的特点，而且用量节省、使用方便，因此被认为是道路密封材料的发展趋势。

2 硅酮道路密封胶的主要技术性能

硅酮道路密封胶作为硅酮密封胶的一类应用分支，既具有硅酮密封胶的优异的耐老化的共同点，同时又有其独特的技术要求。目前市场上硅酮密封胶产品多为门窗幕墙用途，硅酮道路密封因市场开发起步较晚，相对品种较少，下面比较一下二者的异同点。

2.1 黏结性

硅酮密封胶对于玻璃或金属如铝材等建材具有良好的黏结相容性，但水泥混凝土是一类相对难黏的材料，主要原因是材料本身碱性很强。其次是表面疏松多孔，易受潮吸湿，影响黏结。经试验发现，普通的门窗幕墙硅酮胶基本不能适用，必须使用专门的硅酮道路密封胶才能保证黏结良好。

2.2 模量

硅酮道路密封胶具有低模量、高位移能力的特点，这样才能最大限度的满足公路路面板块在低温收缩高温膨胀的变化下对接缝冷拉热压，以及荷载造成的路面板块不同方向的位移，并为接缝宽度设计、施工误差等方面提供必要的选择性和安全范围。

所谓“模量”是通过将固化的橡胶拉伸到100%时所需的强度来表征，根据《道桥嵌缝密封胶JC/T 976-2005》标准，该指标要求低于0.4 MPa。而目前普通的门窗幕墙用硅酮密封胶，特别是国内产品基本均为高模量产品，显然不能适用于路面使用。

2.3 耐久性

长期风吹日晒及冬夏温差变化等恶劣环境是影响道路密封胶耐久性的重要因素。而卓越的耐紫外、耐候、耐高低温等性能则是硅酮密封胶区别于其他一般有机类胶黏材料所特有优点。这是由于硅酮胶所特有的化学分子结构决定的，同时又由于硅橡胶的玻璃化温度远比一般有机材料低，因此硅酮密封胶在低温条件下(-50℃)仍然可以保持良好的弹性，不脆化、不开裂，高温条件下(200℃)下不易发软降解，在较高的温度变化范围可保持性能稳定。硅酮密封胶这些优越特性是其在建筑领域广泛应用的重要原因，而该特性也是其相对于其他有机密封胶的优势，硅酮道路密封胶寿命至少可达10年以上，这将有效保护路面质量，延长道路使用周期，减少重复更换、修补等维护费用。在欧美国家，硅酮道路密封胶已应用20余年，根据美国混凝土路面协会报告，目前在美国约有52%的公路建设养护单位采用硅酮密封胶进行路面接缝密封。

2.4 耐油性

对于硅酮密封胶而言，普遍存在不耐油的现象。主要表现为遇油或泡油后，易出现膨胀。一旦离开油性介质，胶体中存留的油性物质可逐渐挥发，胶体复原，此时检测胶体性能基本不变。通过适当的配方调整，可有效提高硅酮道路密封胶的耐油性。

3 硅酮道路密封胶的工程应用

道面接缝密封工程的品质保证，不仅依赖于选用的灌缝材料的优劣，接缝设计、施工质量也是关键因素。

3.1 接缝的接口设计及原则

(1)密封胶宽深比为2∶1，此时密封胶综合性能最佳;(2)密封胶深度范围为6～13mm;(3)接缝类型为缩缝时，一般宽度为6～12mm，推荐最佳宽度为9mm;(4)接缝类型为胀缝时，需依板块伸缩量和密封胶位移来计算;(5)非自流平型密封胶面宜修整为凹型弧面，且低于路面7～9mm，以利于接缝变化。

3.2 基本施工步骤

(1)接口清洁。

接口清洁是保证硅酮密封胶良好粘结性的关键步骤。由于施工质量意识不够，接口清洁不到位而导致失败的工程案例时有发生。

(2)安装背衬材料。

安装背衬材料有利于密封胶的休整，有效控制打胶深度，并避免三边黏结造成胶体受力不均而破坏。背衬材料应选用闭口式、不吸水、可压缩性的材料，一般为聚乙烯泡沫条，直径应略大于接缝宽度。安装时应注意不要损坏泡沫条表面，否则灌缝时容易导致破损密封胶出现鼓泡。

4 结语

硅酮道路密封胶以其优异的耐紫外线老化、耐高低温和低温柔性等性能越来越受到公路建设和养护部门以及机场建设部门的重视。其应用简单方便，不需加热，减少了能源的消耗和环境污染;并且用量远低于聚氨酯和改性沥青，使用寿命长，从长远来看，用硅酮道路密封胶进行路面裂缝的修补既经济又环保，是道路建设和养护行业的发展趋势。

［1］ 李海川，许金余，邵式亮，等.道康宁硅酮密封胶在机场混凝土道面灌缝中的应用［J］.新型建筑材料，2006，(4).

［2］ 李峰，黄颂昌，徐剑，等.沥青混凝土路面灌缝胶性能评价方法研究［J］.公路，2009，(2).

［3］ 武建军，解武.沥青路面开槽灌缝技术研究［J］.山西建筑，2003，(10).