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裂縫是瀝青路面主要病害之一,采用各種技
術(shù)手段封閉路面裂縫,防止水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,
被上廣泛認(rèn)為是減緩路面病害出現(xiàn)、延長(zhǎng)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(shù)手段封閉路面裂縫,防止水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,
被上廣泛認(rèn)為是減緩路面病害出現(xiàn)、延長(zhǎng)路
面使用壽命的有效手段[1]
. 通常采用填縫技術(shù)或
灌縫技術(shù)進(jìn)行裂縫修補(bǔ). 填縫技術(shù)不對(duì)裂縫進(jìn)行
擴(kuò)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(shù)首*行開(kāi)槽
擴(kuò)縫,然后采用密封膠灌注裂縫,使用效果相對(duì)較
好[2]
. 但是,灌縫技術(shù)也存在一定局限性:首先,開(kāi)
槽灌縫的工作效率很低,難以滿(mǎn)足當(dāng)前我國(guó)大交
通量條件下對(duì)路面快速維修的迫切需求;其次,開(kāi)
槽后容易帶來(lái)側(cè)縫、啃邊等次生病害,特別是在我
國(guó)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)普遍不足,路面老化現(xiàn)象
比較突出的形勢(shì) 下,次 生 病 害 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生 更 為
明顯.
貼縫帶,又稱(chēng)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(lèi)型,目前實(shí)際應(yīng)用以常溫施工的自粘式貼縫帶為主. 貼縫技術(shù)通過(guò)外力擠壓貼縫帶封閉裂縫,類(lèi)
似于路面裂縫“*冶. 貼縫技術(shù)不需要對(duì)路面裂
縫進(jìn)行開(kāi)槽,只需對(duì)裂縫表面進(jìn)行簡(jiǎn)單清掃即可,具分析認(rèn)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(xiàn)形式. 裂縫隨著路面溫
度的下降而不斷擴(kuò)張,如果貼縫帶與路面的粘接力
不足,那么就有可能出現(xiàn)邊緣撕裂失效現(xiàn)象;如果貼
縫帶與路面的粘結(jié)力較強(qiáng),而貼縫帶本身的低溫延
展性不足,那么就有可能出現(xiàn)中間斷裂失效現(xiàn)象.
局部脫落有 2 種情況,一種是高溫季節(jié)貼縫帶的瀝青基密封材料高溫性能不足,變軟變黏,被車(chē)輪帶走
脫落,另一種是低溫季節(jié)下雪天,貼縫帶被掃雪車(chē)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(jié)力不足,局
部脫落在于貼縫帶的高溫性能不足或粘結(jié)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(jié)能力、貼縫帶的高溫性能、貼縫帶的低溫延展性.
2 性能評(píng)價(jià)方法的研究
2郾 1 相關(guān)研究背景
目前,國(guó)內(nèi)已有近十種性能不一的貼縫帶產(chǎn)品.
但是,我國(guó)還沒(méi)有制定裂縫貼縫帶的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有
相應(yīng)的試驗(yàn)方法可用于評(píng)價(jià)貼縫帶的路用性能,導(dǎo)
致貼縫帶產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊,這在很大程度上制
約了這種材料在交通行業(yè)的應(yīng)用. 因此,有必要研
究貼縫帶的性能評(píng)價(jià)方法,提出相應(yīng)的技術(shù)要求,以
利于規(guī)范貼縫帶的產(chǎn)品質(zhì)量,促進(jìn)我國(guó)路面裂縫修
補(bǔ)技術(shù)的全面發(fā)展.
瀝青路面貼縫帶的原型來(lái)自建材行業(yè)的防水卷
材. 關(guān)于防水卷材,建材行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有建筑防
水卷材試驗(yàn)方法[4]
、道橋用改性瀝青防水卷材[5]
等. 但是,由于使用場(chǎng)合的不同,建材行業(yè)和交通行
業(yè)相似產(chǎn)品的性能要求有很大的區(qū)別. 因此,貼縫
帶的性能評(píng)價(jià)方法應(yīng)立足于路用性能的評(píng)價(jià). 路面
裂縫密封膠在國(guó)外已經(jīng)有了深入研究,如 ASTM 提
出了一系列試驗(yàn)方法及技術(shù)要求[6鄄9]
. 但對(duì)于貼縫
帶,在國(guó)外也屬于新興材料,目前尚處于開(kāi)始應(yīng)用的
階段,還沒(méi)有普遍接受的性能評(píng)價(jià)方法,這體現(xiàn)在有
相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但沒(méi)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).
美國(guó) Crafco 公司的 Qwikseal 是一種典型的貼縫
帶,該產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[10]包括錐入度、軟化點(diǎn)、低溫
撓性和斷裂延伸率等 4 個(gè)指標(biāo). 錐入度和軟化點(diǎn)與
加熱型密封膠的試驗(yàn)方法*,可見(jiàn)文獻(xiàn)[6]. 低溫
撓性試驗(yàn)來(lái)自 ASTM D3111
[11]
,即采用馬德?tīng)枏澢?br />試驗(yàn)法測(cè)定熱熔膠撓性的試驗(yàn)方法. 該方法是測(cè)試
建筑用熱熔膠低溫性能的標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試環(huán)境是
25益 ,同樣不能反映貼縫帶的低溫性能. 國(guó)內(nèi)某企
業(yè)的貼縫帶產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也包括了錐入度、軟化點(diǎn)和低
溫?fù)闲缘戎笜?biāo),在反映貼縫帶關(guān)鍵的低溫性能指標(biāo)
上,同樣是采用低溫?fù)闲灾笜?biāo). 我國(guó)的加熱型密封
膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[12]包括了錐入度、軟化點(diǎn)、流動(dòng)、彈性和
低溫拉伸等 5 個(gè)指標(biāo),其中,低溫拉伸是評(píng)價(jià)密封膠
低溫性能的指標(biāo),該指標(biāo)可以較好地模擬密封膠在
實(shí)際路面上的工作性能,是上主流的密封膠低
溫性能評(píng)價(jià)方法.
2郾 2 評(píng)價(jià)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(gòu)成,貼縫帶的性能評(píng)價(jià)可分為針對(duì)瀝青基
密封材料和貼縫帶 2 個(gè)階段進(jìn)行. 對(duì)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(píng)價(jià)基本性能,采用軟化點(diǎn)評(píng)價(jià)高溫性能,國(guó)內(nèi)
外的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均采用了這 2 個(gè)評(píng)價(jià)方法;對(duì)于貼縫
帶,針對(duì)其主要失效模式的成因,作者提出采用拉拔
試驗(yàn)和低溫拉伸試驗(yàn)分別評(píng)價(jià)其抗脫落性能和低溫
性能.
拉拔試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)材料的粘結(jié)能力,在建筑材
料中,有鋼筋拉拔試驗(yàn)、錨桿拉拔試驗(yàn)等,這些與貼
縫帶的拉拔試驗(yàn)*不一樣,作者根據(jù)貼縫帶的使
用情況,設(shè)計(jì)了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的拉拔試驗(yàn). 低溫?fù)闲灾?br />標(biāo)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(yàn)方法,提出貼縫帶的
低溫拉伸試驗(yàn)方法,用于評(píng)價(jià)其低溫性能.
3 性能評(píng)價(jià)方法
3郾 1 錐入度、軟化點(diǎn)
錐入度試驗(yàn)參考我國(guó)加熱型密封膠行業(yè)標(biāo)
準(zhǔn)[12]
,針對(duì)瀝青基密封材料進(jìn)行. 錐入度試驗(yàn)采用
瀝青針入度儀,盛樣皿采用內(nèi)徑 70 mm,深 45 mm 的
大盛樣皿. 將原儀器的標(biāo)準(zhǔn)針取下?lián)Q成特制的標(biāo)準(zhǔn)
錐. 標(biāo)準(zhǔn)錐總質(zhì)量為 102郾 5 依 0郾 05 g,錐桿質(zhì)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(yàn)步驟同瀝青針入度試驗(yàn)
方法.
軟化點(diǎn)試驗(yàn)方法參考《公路工程瀝青及瀝青混
合料試驗(yàn)規(guī)程》
[13]
,針對(duì)瀝青基密封材料進(jìn)行. 由
于瀝青基密封材料的軟化點(diǎn)通常都高于 80 益 ,故需
要按軟化點(diǎn)大于 80 益的試驗(yàn)方法進(jìn)行,采用甘油作
為導(dǎo)熱介質(zhì).
3郾 2 拉拔試驗(yàn)
拉拔試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)貼縫帶的抗剝落能力.
1)試驗(yàn)步驟
采用 90 號(hào)基質(zhì)瀝青,AC鄄13 中值級(jí)配、石灰?guī)r
集料,按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》
中的車(chē)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(nèi),按照與現(xiàn)場(chǎng)施
有很高的工作效率,而且不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)槽引起的次生
病害. 因此,貼縫技術(shù)較好地彌補(bǔ)了填縫技術(shù)和灌
縫技術(shù)的不足,成為近年來(lái)逐漸興起的一種新型裂
縫修補(bǔ)方式.
1 路用性能
1郾 1 施工技術(shù)
傳統(tǒng)的灌縫技術(shù)通常包括:采用開(kāi)槽機(jī)進(jìn)行開(kāi)
槽擴(kuò)縫、使用壓縮空氣噴槍清理裂縫、利用灌縫機(jī)進(jìn)
行灌縫等 3 個(gè)步驟. 一支施工隊(duì)伍需要 6 名工作人
員,每小時(shí)可灌縫 100 延米[3]
. 相比較而言,貼縫技
術(shù)無(wú)需任何施工設(shè)備,清理路面塵土后,即可進(jìn)行施
工(見(jiàn)圖 1),施工完畢后即可立即開(kāi)放交通. 一支
施工隊(duì)伍僅需要 2 ~ 3 名工作人員,每小時(shí)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(qū)進(jìn)行了貼縫帶裂
縫修補(bǔ)實(shí)體工程及跟蹤觀(guān)測(cè). 觀(guān)測(cè)結(jié)果表明,使用 1
~ 3 a 后,經(jīng)歷了夏季高溫、冬季低溫和雨季的考驗(yàn),
大部分貼縫帶沒(méi)有出現(xiàn)脫膠、開(kāi)裂等失效現(xiàn)象,仍然
保持良好的粘結(jié)效果和良好的抗?jié)B水效果,如圖 2
(a)所示. 同時(shí)調(diào)研也發(fā)現(xiàn)了部分貼縫帶在使用后
出現(xiàn)了一些失效現(xiàn)象,可以總結(jié)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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