创新型混凝土桥面抛丸处理技术.pdf

RM CM 独 家 视 角 E x c lu s iv e V ie w 创新型混凝土 桥面抛丸处理技术 I n no v a t i v e Sh o t Bl a s ti n gI h no l o g yf o r Co nc r e t e De c kTr e a t m e n t 罗宏俭长安大学 公路监理公司，陕西 西安 7 1 0 0 6 4 抛丸 技术从制 造业 引入桥 面处 理的背景 水 泥 混凝 土桥 面 沥青 铺 装层 直 接 承 受行 车 荷载 作 用 ， 尤其 是 车辆 制 动加 速 产 生 的 巨大 推力 将 在 沥青 混 凝 土铺 装层 与水 泥 混凝 土桥 面 的 结 合 面 产生 很 大 的剪 应力 ， 当剪应 力 大 于层 间抗剪 应 力 时 ，铺 装层 与 水 泥 混凝 土桥 面 就 会脱 离 ， 成 为滑 动 界 面 ，使 沥青 层 的层 底 剪 应力 和 拉 应 力 大 幅度增 大 ， 尤其 是 在 重载 车 的作 用 下 ，将 迅 速造 成 破 坏 ，使 桥 面 沥青 混 凝土 出现 推移 、 拥包 等 早 期病害 。 桥 面 水泥 混凝 土 构 造 深 度不 足 和 浮 浆 的存 在 ，使 其 与防 水层 之间 形 成 弱结 合面 ，层 间应 力 增 大 ，发 生 剪切 破 坏 ，成 为最 终导 致 沥青 混 凝 土桥 面病 害 的罪 魁祸 首 。调 查 显 示 ，7 8 的桥 面病 害 与层 间黏 结 不 良有 关 ，足 见层 间黏 结对桥 面 耐 久 性 的重要 作用 。 影 响 层 间黏 结 的 因素很 多， 凿 毛工 艺 是 制约 层 间黏 结 效 果 的基 本 因素 之 一 。凿 毛效 果 的好 坏 ，直 接 影 响到 水泥 混 凝 土 与沥 青 混凝 土 的 层 间 结 合 质 量 和 抵 抗 水 平 剪 切 能 力 ，从 而影 响到桥 面 的使 用寿 命 。 传 统 的人 工 凿 毛 、拉 毛 及机 械 刻槽 工 艺效 率低 ， 而且 无 法彻 底 清 除浮 浆 ；铣 刨工 艺 虽 能解 决 浮 浆 问题 ， 但 铣 刨 后 容易 造 成混 凝 土表 面松 动 破 坏 ， 并形 成 一道 道 深浅 各异 的 沟 槽 ，不利 于 表 面清 扫 ， 导致 桥面 滞 留水 分 ；施 工 拉 毛效 率 虽 高 ，但 会 在 混凝 土表 面 形成 一个 薄 弱层 。 近 年来 不 断 出 现 的桥 面 沥 青铺 装 层 早期 推 移 、拥 包 甚至 剥落病 害 等耐 久 性 问题 ，越 来 越 多地 引起 中 外 公 路桥 梁 界 对传 统 桥 面层 间 处理 工 艺 的 反 思 。 中 国 公 路 沥 青路 面 施 工技 术 规 范( J T J F 4 0 - - 2 0 ( ) 规定 ：水泥 混 凝 土桥 面沥 青 混凝 土 铺 装层 的下 卧 层 必 须符 合 平 整 、粗糙 、整 洁 的要 求 ；水 泥 混 凝 土桥 面板 表 面 应作 铣 刨 凿 毛 处理 ， 清 除浮 浆 ， 除去过 高 h 印 ： w ww r o a d m- c h h a C ( ) I I 的突 出部 分 。 公 路 沥青 路面 设计 规范 ( J T G D5 0 - - - 2 0 0 6 ) 借 鉴 发达 国 家 经验 ，规 定 ：特 大桥 、重 要 大桥 桥 面 宜进 行表 面 喷 砂 处理( 抛 丸与 喷砂 属 同类表 面 处理工 艺 ) 。 在 这 一 背景 下 ，抛 丸 技术 从 金 属 、 非金属 表 面 处理 领 域 引进 到 公 路 混凝 土桥 面 处理 。 这是 混凝 土桥 面 处理技 术 的一 大创 新 。 抛 丸( s l试 B 是 指通 过机 械 红色箭头：弹丸循环 黄色箭头：粉尘运动 水 平通 过 式抛 丸机 的 工作 原理 RM CM 独 家 视 角 E x c lu s iv e V ie w 河南 亿龙 抛 丸机 丸 数遍 后 仍 然无 法 完全 去 除浮 浆 ， 露 骨 率难 以达 到 要 求 ，削 弱抛 丸效 果 ， 对桥 面 高程 和抛 丸效 率 也会 产 生 不利 影响 。 要 解 决 这 一 问题 ， 首 先应 从 配 合 比设计 入 手 ，在 保证 强 度和 施 工 和 易性 的前 提下 适 当降低 砂率 。施 工 中应 严格 控 制 原材 料 质 量和 配 合 比， 避免砂 率和 水灰 比波 动过 大 ， 这 对确 保 混凝 土 质 量和 抛 丸效 果 都 是 有益 的。 抛 丸 暴 露桥 面 混 凝 土裂 缝 等缺 陷 的 处 理 工 艺 尚 需 研 究 。 鉴 于 施 工 、养 护 和环 境 等 因素 ，混凝 土 会 存在 裂缝 、 空洞 等缺 陷 ，传 统 表 面 工 艺 处理 后 无法 发 现甚 至 掩盖 了这 些缺 陷 。而抛 丸 工 艺在 凿 毛 时通 过 负压 将 清理 物 全 部 回 收 ，使桥 面 混 凝 土裂 纹 等缺 陷暴 露无 遗 。 对抛 丸 后 暴 露 出 可 能 影 向 桥 面 质 量 的缺 陷 ，有 针 对性 地 采 用灌 注 、压 注 等 方 法进 行修 复 处理 ，可 以消 除潜在 质 量 隐患 。 缺 陷 修 复 需根 据 实 际情 况 选 用 专 用 的混凝 土缺 陷修 复材 料 和 配套 修 复 工 艺 。机 场 路 在K1 7 + 2 9 2 处 对 多处 水泥 混凝 土桥 面 裂缝 进 行 了化 学 灌 浆 处理 试验 ，实 际效 果 有待 进 一 步 观察 验 证 。 对抛 丸暴 露 出来 的 混凝 土缺 陷处理 方法 有待 进 行 深入 研 究 。 抛 丸 工 艺 能暴 露桥 面 混 凝 土缺 陷的 特点 对桥 面 混 凝 土质 量 控制 提 出 了更高 的要 求 ， 由此 有望 促使 桥 面 混凝 土质 量达 到新 的水 平 。 抛 丸 检 验 标 准 有 待 进 一 步 研 究。 由于 抛 丸 技术 引入 国 内公 路桥 梁 施 工 时 间不长 ， 目前桥 面 混凝 土 抛 丸 处理 后 的 构 造 深 度 、 摩 擦 系 数 、露 骨率 等 尚无验 收指 标规 定 。 二次 污 染 对层 间黏 结 力具 有 明 显 影 响 。抛 丸 处理 后 混凝 土 表面 外 露 时 间 不宜 过长 ，应 合理 安 排施 工 进 度 ，做 好 交通 封 闭，尽 快 进行 下 一 道 工序 施 工 ，防 止 二 次污 染造 成 层 问 剪应 力 增 大 ，黏 结力 下 降 ，增 大产 生推 移 、拥 包 等病 害 的风 险 。 拉 拔 对 比试 验 显示 二 次污 染 后桥 面 与 防水层 黏 结力 下 降3 0 7 4 。 对于 桥 面 局部 高 程 超 高部 位 ， 抛 丸 无法 处理 到位 。桥 面 混 凝 土施 工 高 程难 免 存在 局 部超 高 ，为 了保 证 沥 青铺 装 层厚 度 ， 对桥 面 局部 突 出过 高 的包块 部 位 ， 需要 配 合人 工 凿 除 或铣 刨 等传 统 工 艺进 行 配套 辅 助作 业 。 处理 费 用 偏 高影 响抛 丸 技术 大 面 积 推 广 。抛 丸技 术 在 中 国公 路桥 梁 施 工领 域 尚 未普 及 ， 国 内公 路桥 梁 用抛 丸 机 生 产规 模 小 、产 量低 、 价 格 高 ，抛 丸 处理 公 司普 遍 规模 不 大 ， 处于 市 场开 发 期 ，报 价 尚 无定 额 参 考 。上 述 因素 导 致公 路桥 梁 抛 丸 费 用居 高 不下 ，全 国各 地 合 同单 价 差异较 大 。 费 用 偏 高 已成 为制 约抛 丸工 艺 在 公路 桥 梁领 域 应 用 的 重要 因素 。 为 了节 约费 用 ，抛 丸 技术 仅 在 一 些 h 7 ： w r o a d m- c h i 1 1 2 1 C O l 2； 1 重 点工程 得 到应 用 。 降 低 抛 丸 处 理 费 用 需 多 管 齐 下 。可 通 过政 策倾斜 ，鼓 励扶 持 公 路桥 梁 抛 丸机 集 中规 模 化 生 产； 对 实 施 抛 丸 项 目给 予 适 当补 贴 等 措 施 ，鼓 励 使用 抛 丸技 术 ： 行业 内组 建 大型 规模 化 表 面 处理 公 司 ，使抛 丸 处理 规模 化 ；利用 市 场 杠杆 ， 通 过 公 开竞标 选 择合理 报 价 。 结语 混 凝 土桥 面 抛 丸 技术 处理 一 方 面 清 除 了严 重 影 响层 间黏 结质 量 的 浮 浆 ，另 一 方面 产 生 深度 1 3 mn l 的 不均 匀粗 糙 表 面 ，确 保 了下 一 步 桥 面 施 工 对清 洁 度及 粗糙 度 的质 量 要 求 ，既增 大 了层 间黏 结面 积 ，又 借 助 水 泥 混凝 土和 沥 青 混 凝土 骨 料 之 间 的镶嵌 作 用 ，使 层 问抗 剪 强 度 得 到根 本性 提 高 ，大 大 提 高 了面层 抗 推移 能力 。 使 用传 统 工 艺 处理 的桥 梁 ， 随 着 交通 量 的增 加 ， 防水 层和 面 层 与 桥 面 的黏 结强 度 不足 ，产 生早 期 推 移 、拥 包病 害 。抛 丸技 术 解决 上 述 问题 ，显著 提 高 工作 效 率 ，延 长桥 梁 的使用 寿命 。 抛 丸 技 术 用 于 混 凝 土 桥 面 处 理 ， 可 充 分 暴 露 混 凝 土 裂 缝 等 缺 陷 ，便 于提 前 采 取补 救 措 施 ，消 除 潜 在 质 量 隐患 。同 时可 对 以后 混 凝 土 施工 控 制提 出预警 ，有 利于 进 一 步 提高 混 凝土 工 程质 量 ，推 动混 凝 土质 量通病 治 理 活动 。 混 凝 土桥 面 抛 丸 技术 是一 项 具 有 广 阔 发 展 前 景 的桥 面 处 理 新 技 术 ， 国家 “ 十 二五 ”公 路桥 梁 建 设 规 划 为其 提供 了足 够 的发展 空 间。 混 凝 土桥 面 抛 丸 这一 新型 技 术 的推 广 受 到工 程 界 的认 可 程度 、抛 丸机 的规模 化 生 产 、费 用 的高 低 以 及 相 应 规范 指 标 的 出 台等 诸 多 因素 的影 响 。RMC M