摘 要
　　本文闡述了國外水泥混凝土路面用填縫材料的歷史、發(fā)展、現(xiàn)狀，通過分析和比較有機硅 填縫膠和聚氨酯填縫膠的性能，并結(jié)合其實際使用情況，預(yù)測了水泥路面填縫材料的發(fā)展趨勢。
　　關(guān)鍵詞
　　填縫膠 水泥 路面 發(fā)展
　　前言
　　水泥混凝土路面在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，而一條新的水 泥混凝土路面的建成，需要性能優(yōu)良的填縫材料對其縫隙進行填 縫。水泥混凝土路面的填縫材料的作用是:一、防止接縫滲水。若 地面水滲入混凝土板下的基層中，造成地基承載力降低和強度 不均勻，在交通荷載作用下會使混凝土板底脫空，以及在冬季加 劇不均勻的凍脹等，致使板斷裂破壞;二、防止縫料外溢。即氣溫 較高時混凝土板膨脹，板塊之間的縫隙縮小，如填縫料本身壓縮 性能和熱穩(wěn)定性差，就容易流淌并從縫中溢出，在車輪的碾壓下，外溢出的填縫料壓粘在縫的 兩側(cè)，影響路面平整和路容;三、防止雜質(zhì)嵌入?？骨度肽芰Σ畹?填縫料，雜質(zhì)容易嵌入縫內(nèi)，從而使接縫失去脹縮性能，使板面 產(chǎn)生拱脹和斷裂，尤其在小粒徑石塊嵌入脹縫時會導(dǎo)致接縫處板 端壓力集中，把接縫附近混凝土板擠碎等不良后果[1] 。
　　縱觀歷史，國外水泥路面填縫材料經(jīng)歷了最初的焦油，瀝 青，PVC膠泥，預(yù)制膠條，改性瀝青，氯丁橡膠，焦油聚氨酯，聚 氨酯，改性聚氨酯，以及有機硅，聚硫橡膠等材料的使用發(fā)展歷 程。隨著公路化學(xué)建材科技的發(fā)展，許多性質(zhì)優(yōu)良的高分子材料已廣泛應(yīng)用水泥混凝土路面的填 縫，使水泥混凝土路面的質(zhì)量得到提高，同時路面使用壽命得到有效地延長。
　　1 填縫材料的早期應(yīng)用
　　1906年，美國在東部華盛頓、馬薩諸塞州最早使用熱熔型 焦油瀝青作為填縫材料[2]，此時人們認(rèn)為填縫材料的主要功能是 填充而不是其它。1960年，美國在Michigan水泥路面上首次采 用氯丁橡膠作填縫材料。此后有關(guān)水泥路面填縫膠的研究和生產(chǎn) 蓬勃發(fā)展起來，填縫材料發(fā)展迅速，也帶動了填縫材料施工和生產(chǎn)的發(fā)展。1912年，美國國家水 泥協(xié)會(現(xiàn)稱美國混凝土研究所)制定了第一部涉及填縫材料標(biāo) 準(zhǔn)，稱為“水泥混凝土路面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格”。許多年以來，這項標(biāo)準(zhǔn) 一直作為水泥路面填縫膠(joint fillers)的性能指標(biāo)的參考，直到現(xiàn)在許多標(biāo)準(zhǔn)依然在沿用該填縫 膠的部分內(nèi)容。進入19世紀(jì)70年代，人們改變了對填縫膠的性 能要求，認(rèn)為填縫膠必須具備一定的防止水分滲入的能力，眾多 研究單位和生產(chǎn)廠家開始將填縫膠的主要性能要求從充填性能轉(zhuǎn) 化為防水性能。
　　2 近代填縫材料的應(yīng)用現(xiàn)狀
　　隨著公路水泥路面施工和水泥填縫材料工業(yè)的發(fā)展，美國聯(lián) 邦公路協(xié)會認(rèn)為:現(xiàn)在被廣泛接受的接縫填縫材料的標(biāo)準(zhǔn)要求，一是填縫材料必須除了保證地表水的最少滲入(即防水功能)，而 且要具備足夠的抗嵌入度，以防止硬物侵入接縫處、損傷縫隙; 二是填縫膠必須有足夠的抗腐蝕能力，以防止清除路面冰層時用 的化學(xué)試劑的侵入;三是填縫膠必須有一定的彈性，能夠經(jīng)受住 車輪碾壓產(chǎn)生的震動和氣溫變化所致的縫隙的伸縮。
　　水分能夠侵蝕路基和路面地基，路面地基受水腐蝕，地層松 軟。路面受重型車輛的碾壓，容易造成路面板塊波動而造成路面 下沉、塌落、碎化。建造一條完全不滲水的水泥混凝土路面是不 可能的，根據(jù)公路實際施工經(jīng)驗，現(xiàn)在比較可行的方法是在水 泥路面的切縫處灌注填縫膠，盡量減少水分的滲入，而且還提供 了凹面填縫膠表面，使得雨水能夠盡快排出路面。填縫膠的另一 個主要作用就是防止堅硬物體嵌入填縫膠內(nèi)部。堅硬物質(zhì)侵入縫隙中，阻礙水泥路面板塊因熱脹冷縮引起縫隙大小變化，在夏季 高溫的情況下阻礙了水泥路面縫隙的減少，使得路面接縫處水泥遭到破壞、粉碎，影響了正常行車。
　　1970年以來，水泥路面的接縫中大多數(shù)使用熱熔型填縫材 料，如改型瀝青、PVC改性膠泥等。這類熱熔型填縫材料是在灌 縫現(xiàn)場，材料加熱后立即人工灌入水泥縫隙內(nèi)。熱熔型填縫材料 經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，已經(jīng)取得很大的進展。它們完全不同于 上世紀(jì)中葉最早應(yīng)用水泥路面填縫的高溫熔化焦油和瀝青，它們 的彈性和耐久性有了一定提高。
　　隨著對填縫材料防水、彈性和粘結(jié)功能的認(rèn)識，人們改進了 填縫膠的粘結(jié)能力，而且已經(jīng)制造出低模量高彈性的填縫膠材 料。目前美國大約25%的筑路公司使用熱熔型填縫膠進行填縫， 多數(shù)熱熔型填縫膠被用作水泥路面的伸縮縫和高速公路的縱縫充 填。
　　19世紀(jì)60年代壓縮式嵌縫條開始投入使用，這種材料完全 不同于流體填縫膠，填縫條是已經(jīng)加工成型的條狀材料。跟填縫 膠不同，嵌縫條在保持壓縮狀態(tài)時被壓入縫隙，隨著縫隙的熱脹 冷縮循環(huán)而被壓縮或膨脹。因此，它們的能力主要取決于水泥 板塊長期保持對其的壓縮作用。壓縮嵌縫條經(jīng)過了多次改進，最 初的網(wǎng)狀嵌縫條被淘汰。橡膠混和物的組分的改進，提高了嵌縫 條的性能，由于氯丁橡膠能保持長期彈性恢復(fù)率而被廣泛用于水 泥公路路面接縫處的嵌縫材料，如今大約有20%公路路面橫切縫采用這種嵌縫條作為其填縫材 料。
　　隨著高分子材料不