抛丸工艺处理混凝土桥面在高等级公路上的应用
2013-08-23 来源：筑龙网
近年来一些高速公路刚建成不久，不少桥面铺装就出现了病害，桥面平整度差和沥青面层剥落日益突出，对车辆的行车舒适性及安全性构成了一定程度的威胁，并造成了后期养护费用的成信增加。经调查研究发现，桥面沥青铺装层病害的出现绝大部分是由粘结层的损坏而引起的，而大多数时候，层间粘结破坏首先是由水泥铺装层表面浮浆层引起的。在施工过程中，如果桥面防水混凝土表面浮浆层没有清理或清理不干净，在行车振动、冲击水侵蚀及沥青混凝土中坚硬粗集料作用下易出现碎裂，导致沥青铺装层的破坏。为了保证层问粘结的连续性，传统上一般采取混凝土铺装层拉毛、铣刨或凿毛的办法。近期，在高等级公路大中型桥梁处理水泥混凝土桥面时越来越多的采用了抛丸工艺。与传统工艺相比，抛丸是一种全新的表面清理打毛的方法，具有清理表面干净均匀、粗糙且不破坏原有路面构造的独特的工艺特点。
一、抛丸工艺的发展历史
抛丸处理是一种在欧美发达国家已经开始应用的表面处理方法。世界上第一台抛丸设备诞生于100年前，开始是在各种金属或非金属表面去除杂质、氧化皮，增加粗糙度等方面得到应用。随着世界上第一台水平移动式抛丸设备在美国佰莱泰克（BLASTRAC）诞生，其应用领域迅速扩展到混凝土表面涂装处理和船舶甲板金属表面处理等方面。
随着佰莱泰克抛丸处理设备的不断改进和技术成熟，抛丸处理工艺和设备已经进入欧美发达国家公路养护、桥梁施工和机场维护等领域。在我国，抛丸处理工艺在钢桥面施工中已经被广泛使用，在一些混凝土路面抗滑性恢复保养作业中也得到了一定的应用：但作为一种全新的工艺在混凝土桥梁防水底层处理和其他公路抗滑性能恢复，以及其他在欧美国家已经得到应用的领域，我们还是刚刚开始。
二、现行规范对水泥混凝土铺装层表面处理的要求
为保证水泥混凝土铺装层的表面质量，《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40—2004对水泥混凝土桥面的沥青铺装层作出如下要求：铺装沥青层的下卧层必须符合平整、粗糙、整洁的要求， 桥面纵横坡符合要求： 水泥混凝土桥面板表面应作铣刨拉毛处理，清除表面浮浆，除去过高的突出部位。”《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）则对混凝土桥面处理方法作出了较为明确的规定：混凝土桥面板应平整粗糙，干燥整洁，不得
有浮浆、尘土、水迹、杂物或油污等。对高速公路、一级公路的桥面宜进行打毛处理。特大桥、重要大桥桥面宜进行表面抛丸喷砂处理 。
三、抛丸设备的工作原理
抛丸是指通过机械的方法把丸料（钢丸或砂粒）以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且使丸料可以再次利用的技术。
在桥面铺装层处理上则是利用具有一定能量的高强度合金钢丸以每秒几十米的线速度，离心抛射到水泥砼铺装表面，利用钢丸的冲击动能来撞击水泥砼铺装表面，剥离水泥砼铺装表面的浮浆和较弱软砂浆，使水泥砼铺装表面的浮浆被清除干净，同时得到深度1～3毫米的表面构造深度。施工时可根据设计文件或施工技术规范对桥面水泥混凝土层构造深度、摩擦系数等参数的具体要求和铺装层的实际情况，通过选定大小适宜的丸料，设定好抛丸设备的行走速度，丸料的抛射流量等，对水泥混凝土层进行抛丸处理，以达到理想的效果。
四、与传统工艺比较
使用拉毛、凿毛或铣刨设备：会对混凝土基面产生一定的破坏，在机械冲击下会使桥面混凝土产生微裂纹；小凹陷的地方清理不到；将原来并不松动的骨料震松或破损，导致层间夹心，必须配套的使用喷砂的方法进行定的弥补：形成纵向小沟槽，导致层间易滞留水分而产生水损害等；创面百分比较低 处理后的表面不均匀，平整度较低，施工环境粉尘较大。
使用抛丸设备：处理的表面表面粗糙均匀，100% “ 创面”露骨，但不会去除黏结紧密的骨料，可以完全打开混凝土表面的毛细孔，使封闭剂或黏结剂完全渗入混凝土，形成良好的封闭和黏结效果；一次性施工，不需要清理，几乎没有环境污染，而且可提前暴露混凝土存在的裂纹等质量缺陷，以便提前采取补救措施。
五、结语
在经过抛丸工艺处理后，水泥砼铺装表面裸露了相当比例的混凝土骨料。一方面，全面清除了严重影响层间粘结质量浮浆，另一方面 处理后的表面强度高、构造深度大，新得到的深度1～3毫米的粗糙表面，大大提高了层问黏结面积，又借助水泥砼和沥青砼骨料之间的镶嵌，大大提高了抗推移能力，使得层间结合的抗剪强度得到根本性提高。
经过实践证明，用抛丸凿毛工艺技术处理水泥混凝土表面浮浆后再铺装沥青混凝土，可以极大提高附和式路面的层间结合质量水平，为水泥混凝土桥面与沥青铺装层之间的粘结提供了坚实的基础和保障，大幅度延缓桥面病害的出现时间。
