冷灌缝材料性能指标的试验方法探讨

吴登睿

【摘要】针对目前国内冷灌缝材料评价指标体系和试验方法的不完善以及冷灌缝材料本身固有的特性，文章对其几种不常用性能指标试验方法进行了介绍，并提出了规范标准。

【关键词】冷灌缝材料；粘结强度；剪切强度；流动度；固化时间；渗透性

热灌缝是采用热沥青进行裂缝灌缝，常会出现一些通病，如高温时易出现泛油及被车辆带走，低温时沥青又会变脆，易脱落，施工工艺复杂，且污染环境；而冷灌缝较之于热灌缝有无需加热、施工速度快、开放交通快、养护成本低等显著优点，逐渐普及开来，因此如何更好地评价冷灌缝材料性能指标的试验方法变得越发重要，下文对一些冷灌缝材料的指标进行了扩充，介绍了多种不常用指标及其试验方法，进一步完善了指标体系，并提出了相应指标的评价标准。

1 性能指标

1.1 常温流动度

常温流动度反映的是沥青路面裂缝的灌缝材料在常温灌缝时的流动情况，流动度值越大表明越容易灌缝，灌缝材料完全进入缝隙的时间越短，这一指标对实际施工具有很大的意义。

试验方法：1）准备器材：镀锡板、黄铜模具、三脚架（调整好角度，与水平方向为75度）、游标卡尺等。

2）在镀锡板上并排放上三个模框，模内侧面涂一层甘油滑石粉隔离剂。

3）将灌缝材料注入黄铜模具内。

4）注满后，不等其固化，立即拆下模框。

5）测量各试件的长度（精确至0.1mm），减去原来的长度，其差值即为常温流动值，单位为毫米（mm）。

6）得出三个平行试验值，要求其中一个测定值与平均值之差不超过平均值的15%，取其平均值作为流动试验结果。

1.2 弹性性能

弹性试验是在延度试验的基础上改进而来，能够在一定程度上反映灌缝材料在受到车辆荷载挤压作用或在温度应力作用下收缩后，恢复到原状态的程度，间接反映其柔韧性。

试验方法：1）准备器材：直线延度试模、恒温水槽、延度试验机、温度计、甘油滑石粉隔离剂等。

2）将隔离剂涂抹在试模内表面，将灌缝材料注入试模内，待其固化后再浇注，直至固化后的材料略高于模具，然后用抹刀把高出部分刮平。

3）将试样在5℃水槽中保温 1.5h，然后按延度试验方法以规定的 5cm/min 的速度拉伸试样达 10cm时停止拉伸。

4）在拉伸停止的同時立马用剪刀在灌缝材料中部剪短，然后在保持水温不变的同时保持1h。

5）取下两个半截沥青试样轻轻捋直拼接，测量试件的残留长度为 x。

6）试件的弹性恢复率为：D=（10-x）/10，每种灌缝材料分别成型三个平行试件进行试验，如果三个试件测值的变异系数在10%以内，取其算术平均值作为样品的测定值。

1.3 低温抗裂性

低温抗裂性指标主要评价灌缝材料在低温条件下，抵抗脆断开裂的能力。

试验方法：1）将灌缝材料涂抹于薄铝片上。

2）待其完全固化后，将试件放入-15℃冷冻室冷冻1天。

3）让试件在该温度下沿直径为20mm的圆筒弯曲90度，观察其裂纹状况。

1.4 固化时间

冷灌缝材料施工之后随着时间推移，稠度随之升高，粘度也随之升高。固化时间越短，灌缝材料失粘越快，越有利于开放交通，通车越快。

试验方法：1）准备器材：道路沥青标准粘度计（包括盛样管、球塞、温度计等）、秒表、加热炉、肥皂水等物品。

2）将灌缝材料完全固化，然后加热至比试验温度高2～3℃时注入盛样管，其数量以液面达到球杆上的标记为准。

3）试样放入水槽中，保持恒定温度0.5h，测量试样温度，然后调整试样液面，直至球塞杆的标记处，再继续保温3 min。

4）移去流孔下蒸发皿，然后放置量筒，使流孔正对其中心，量筒可预先注入肥皂水30 mL，有利于读数准确。

5）把球塞提起，在试样管边上悬挂标记。等到试样流入量筒达25 mL时，按下秒表；等到试样流出75mL时，按停秒表。

6）记取试样流出50ml所经过的时间，准确至S，即为试样的粘度。

7）同一试样至少平行试验两次，当两次测定的差值不大于平均值得4%时，取其平均值的整数作为试验结果。

注：按冷灌缝材料开始施工时的时间为0，每隔10min测试一下其粘度并记录，会发现随着时间推移，灌缝材料的粘度增大，表明其也慢慢开始固化。根据记录数据可以看出，会存在一段时间所测试的灌缝材料的粘度值大小相当，取其第一个大小相当的粘度值所对应的时间即为固化时间。

1.5 渗透性

灌缝材料的渗透性对沥青路面的裂缝修补有很大的影响，渗透性越好越有利于灌缝材料与裂缝壁的固结，越有利于防止裂缝透水渗水。

试验方法：1） 渗透试验采用 300 mm×300mm×50mm车辙板试模成型试件

2）车辙板试件做好后，放在常温下12h以上。

3）在试件上洒布灌缝材料。

4）用钻蕊机进行钻蕊取样，进行透层深度测量。

注：进行渗透深度测量时，因各方面原因，不同点测得的数值并不完全一致，所以在测定渗透深度时，每个芯样上对称取八个点，计算芯样渗透深度时，去掉所测3个最小值，以余下5点的渗透深度计算其算术平均值作为最终渗透深度。

2 技术指标评价标准

灌缝材料技术指标及范围要求

技术指标 范围要求

常温流动度 ≥15.0mm

弹性性能 弹性恢复率≥60%

低温抗裂性 灌缝材料没有发现裂纹 表明其具有优良的低温柔韧性和变形能力

灌缝材料发现较少的裂纹 表明其具有较好的低温柔韧性和变形能力

灌缝材料发现较多或很多的裂纹 表明它的低温柔韧性和变形能力不太好

固化时间 ≤2.5h

渗透性 ≥6mm

3 总结

以上灌缝材料指标是相互独立的，同时满足所有的评价指标是很困难的，沥青路面裂缝的灌缝要求满足哪些指标要结合具体实际，如当地的气候条件、裂缝类型、灌缝的时机等。例如东北地区，冬季寒冷异常，应强调低温抗裂性的评价；而重庆地区，夏季持续高温，秋季多阴雨，所以应看重灌缝材料的高温稳定性以及粘附性的评价。

参考文献：

[1]于飞.基于失效特性的沥青路面灌缝材料性能研究[D].哈尔滨工业大学硕士学位论文.2013.6

[2]李媛媛.沥青路面高性能热补密封胶的研发与性能研究[D].长安大学大学硕士学位论文.2013.6