探討高速公路中橋面拋丸處理技術的應用

梁文斌

【摘要】本人通過參加了廣東省廣河高速公路、珠海機場高速公路和肇花高速公路的橋面拋丸施工，通過對拋丸機具工作原理及拋丸技術的認識，對拋丸處理技術進行探討。

【關鍵詞】高速公路；鋪裝層；拋丸處理技術

1.引言

如果沒有將混凝土鋪裝層的表面殘留物質完全處理干凈，其表面沒有一定的粗糙度，那么就會導致防水層和混凝土鋪裝層的粘結強度不牢，因此可能會出現防水層和混凝土鋪裝層之間因粘結不牢而產生推移的現象，且由于裂紋的產生，也會出現由于滲水造成的混凝土疏松、脫落和鋼筋銹蝕等病害。拋丸處理技術把磨料以很高的線速度射向被處理的混凝土表面，產生打擊和磨削作用，除去其表面的浮漿和殘留物質，使其表面具有均勻的粗糙度，大大提高防水層和混凝土鋪裝層的粘結強度；而且通過清理，能將混凝土表面的裂紋充分暴露出來，容易被檢察人員發現，有效避免了質量安全事故的發生。

2.拋丸機結構、工作原理及工藝流程

2.1拋丸機結構

拋丸機按其行走形式可分為三種：手推式、車載式和自行式。

手推自動行走移動式拋丸機（圖1）是目前最常見的混凝土基面拋丸處理設備，其主要由以下五部分組成：拋丸室、拋丸器、彈丸循環分離系統、除塵系統、電控系統。

2.2拋丸機工作原理

拋丸機的工作原理主要是指通過機械的方法把丸料（鋼丸或砂粒）以很高的速度和一定的角度拋射到需要處理的基面上，讓丸料對其表面進行拋打沖擊，形成錘擊效應，使基面形成深淺不等的小淺坑，造成粗糙表面，從而使混凝土基面和防水層能緊密結合。同時在拋丸機內部配有除塵設備，以便于將丸料和殘留物質、雜質分別回到機器自身的分離系統，這樣不僅可使表面清潔，而且可將丸料循環再利用 [1]。

2.3拋丸機工藝流程

3.拋丸處理技術優勢及常見問題

3.1拋丸技術與鑿毛（銑刨）工藝的比較

因銑刨機的銑刨轉子非常沉重，其刀頭密度又比較小，所以在銑刨切屑時，接觸工作面的點數少，其轉子的沖擊力就非常大，銑刨機銑掉的不僅是浮漿和部分骨料，而且還會出現路面產生微裂紋、骨料松動以及刨面百分比低，處理后的平面不均勻、浮漿難以全面清理等問題，以及存在勞動條件差、強度大、功效低、進度慢和混凝土損失大的缺點，且施工中易造成環境污染（見圖3）。

拋丸機中鋼丸打毛時撞擊力不是太大，施工后工作面平整度較鑿毛工藝好，能夠使表面的粗糙度均勻，并且除塵系統的存在，可以完全清除基面的浮漿和雜質，同時不容易產生微裂紋，增強了防水層與基面的粘結強度（見圖4）。可以看出，使用拋丸處理技術能夠大幅度提高施工效率，降低工程成本，也有利于保護環境。

3.2分析橋面防水層失效、層間結合破壞和橋面鋪裝損害的原因

橋面防水層失效、層間結合破壞和橋面鋪裝損害主要是由橋面存在的浮漿造成的。浮漿是一種由Ca（OH）2、CaCO3、CaO以及其他化學物質組成的混合物。其中，Ca（OH）2是在養護和固化期間溢出一種白色的白面水花物質，pH值在11以上，這種物質對防水層、瀝青混凝土面層有剝離和腐蝕影響，會逐漸使防水層失效。當重載車通過瀝青鋪裝過的道路或急剎車時，較厚的水泥浮漿（CaO）就會被碾壓成粉末狀物質。而粉末狀的CaO很容易與氣態水、液態水和空氣中的CO2發生化學反應，生成 CaCO3沉淀，若環境中的水分充足，則水泥混凝土浮漿會處于溶脹狀態。隨著車輛反復碾壓及時間的延長，產生的膨脹力會使瀝青混凝土與橋面表面產生的裂紋越來越明顯。

3.3拋丸處理技術在應用中存在的問題

拋丸技術與傳統的鑿毛工藝相比較，有很多優點，但由于拋丸處理技術在中國公路橋梁施工領域尚未普及，仍處于起步階段，導致拋丸處理技術在我國仍不能大規模推廣，其主要還存在以下幾個問題：

1）拋丸工藝在我國正處于初級發展階段，目前我國仍無統一指標來規范拋丸處理后的基面。伴隨著拋丸工藝的成熟、技術的不斷創新、設備形式的多樣化，拋丸工藝和設備憑借其專有的技術特點和應用效果，一定會發揮出其應有的作用。

2）如果經拋丸處理后的混凝土基面暴露在空氣中的時間過長，則容易造成基面的再次污染，影響橋面鋪裝層間的粘結強度，造成層間剪應力增大，而且可能會導致層間推移，嚴重影響工程的質量。

4.高速公路選用拋丸處理技術的考慮

高速公路施工具有工期短、施工強度大、難度高的特點，應該綜合考慮設備的質量和成本因素。

1）要保證良好的施工質量，首要看重的就是設備的材質、設計施工能力。做好基面處理中防水工序是所有后續施工能夠順利進行的保證。在確保設備的可靠性后，就可以按照計劃實施施工。拋丸機在進行作業時中要經受得住丸料（鋼丸等）的沖擊，因此拋丸機自身材料應有良好的質量，以使其不易被損壞。

2）只有拋丸設備各結構（吸塵器、電控系統、彈丸循環分離系統等）的工作狀態均良好，才能保障設備可靠運行。任何一個環節出現問題，都會影響到拋丸的效果、效率以及停機的時間等。

5.結束語

采用橋面拋丸處理技術，可以除去橋面存在的浮漿，得到均勻粗糙的基層，改善了防水層的施工質量，增強了層間的粘接面積，降低了層間的推移，大大提高了路面的使用壽命。且拋丸處理技術符合綠色施工原則，有利于保護環境。隨著我國科技的投入和市場的逐步發展，相信拋丸處理技術費用高的問題也會得到改善，拋丸處理技術必定會在高速公路上擁有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 景建元. 橋面拋丸技術在曹妃甸1號橋的應用[J]. 山西交通科技，2013（1）：61-62.

[2] 陳瑋. 橋面拋丸處理技術在臨連高速公路中的應用[J]. 山西建筑，2011，37（7）：159-160.