拋丸施工參數對瀝青路面影響研究

田磊

【摘 要】為了研究拋丸施工各作業參數對瀝青混凝土路面處理后抗滑性能的影響，以構造深度提高幅度為評價指標，采用室內試驗分析了彈丸粒徑、行進速度以及砂丸比對車轍試件構造深度的影響。結果表明增大彈丸粒徑、減小行進速度以及增加砂丸比有利于提高車轍試件構造深度，改善瀝青路面的抗滑性能。但構造并非越大越好，推薦拋丸施工參數為：彈丸粒徑—G280與G330，優先選用G330；行進速度—≥8m/min；砂丸比—50%～60%。

【關鍵詞】拋丸施工；瀝青路面；參數；抗滑性能構造深度

0 引言

瀝青路面抗滑性能直接影響著行駛車輛的安全，而隨著服役時間的延長以及交通量的增長，瀝青路面抗滑性能將呈現明顯的衰減趨勢。目前對于舊瀝青路面常用的處置方式有：封層法、罩面法、瀝青再生法和機械法四類[1]。拋丸技術作為機械法中一種，近年來得到了較為廣泛的應用。

拋丸技術最初應用于制造業，主要用于機器等物件除雜質、去除氧化膜、打磨以增加粗糙度等方面。開始引入到道路行業時，主要應用于水泥混凝土路面處理[2-3]，同時在解決水泥混凝土橋面與瀝青鋪裝層之間層間結合問題等方面也有一定運用[4-5]。最近幾年，針對瀝青路面抗滑性能的衰減問題，拋丸技術才開始應用于瀝青混凝土路面。然而對其的研究主要集中于基本的施工工藝等探討[6]，對更深入的施工參數對施工效果的影響仍有待研究。

基于以上原因，本文采用室內試驗的方式，依次對彈丸粒徑、行進速度以及砂丸比3個參數對施工處理效果進行研究，以為工程實踐推薦合適的拋丸施工技術參數。

1 各施工參數影響

試驗選取一AC-16瀝青混合料，并制備標準車轍試件，各參數試驗均在單獨車轍試件上進行。考慮不同車轍試件成型差異對初始抗滑性能指標的影響，在此以構造深度的提高幅度為評價指標，以評價不同參數下拋丸處理對車轍試件抗滑性能指標的影響。

1.1 彈丸粒徑

彈丸作為與瀝青路面直接接觸的物體，其粒徑參數的大小直接影響著對瀝青路面的處理效果。為了研究彈丸粒徑對拋丸施工的影響，選取4種彈丸粒徑：G280（0.85mm）、G330（1.0mm）、G390（1.2mm）、G460（2.0mm），對各車轍試件進行拋丸處理。其它參數均選用儀器推薦值進行試驗：行進速度—8m/min；砂丸比—鋼砂（鋼砂粒徑選用G16（1.4mm））與彈丸質量比為1：1。所得試驗結果如圖1。

圖1 彈丸粒徑影響

由圖1分析可知：經拋丸處理后試件構造深度均有所提高，表明將拋丸技術運用于抗滑性能不良的瀝青路面表面層具有較好的可行性。且整體而言，隨著拋丸粒徑的增大，拋丸處理對瀝青路面抗滑性能改善效果更加明顯。

但構造深度并非越大越好，過大的構造深度一方面會使行車噪音加大，同時也會使透水可能性增加，進而造成瀝青路面水損害，削弱瀝青路面耐久性能[7]。對比拋丸處理后各車轍試件可以發現，當彈丸粒徑為G390與G460時，試件表面細集料剝落現象明顯，可認為此時構造深度過大。因此在兼顧處理后不影響瀝青路面其它性能的前提下，優先選用較大彈丸粒徑。依據本試驗結果，可推薦G280與G330彈丸粒徑。同時基于以上結論，后續選用G330粒徑進行試驗分析。

1.2 行進速度

行進速度作為另一關鍵參數，對拋丸施工也有較大影響。過低是行進速度勢必會影響拋丸施工效率，而過高的行進速度又不能保證施工處治質量，因此有必要對行進速度的影響進行研究，以選取合適的速度參數。試驗以3m/min為步長，以5m/min～17m/min區間速度對車轍試件進行拋丸處理，試驗結果如圖2所示。

圖2 行進速度影響

由圖2可知：不同行進速度均較大幅度的提高了試件構造深度。隨著行進速度的提高，構造深度提高幅度逐漸減小，且減小幅度隨著行進速度的增大而減小。僅就提高構造深度而言，較小的行進速度有利于提高路面抗滑性能，但由前述分析可知，過大的構造深度亦不符合路面實際耐久性能的要求。分析不同行進速度下拋丸機對車轍試件的處理，發現5m/min速度下試件破損現象明顯，表層細集料幾乎全部剝離。綜合考慮施工效率與處治效果，建議選取≥8m/min的行進速度。后續研究砂丸比對處治效果影響時，選用14m/min的行進速度。

1.3 砂丸比

為了研究砂丸比對拋丸施工的影響，選用最常用的G16（粒度大小為1.4mm）鑄鋼砂與S330鑄鋼丸按3種不同配比進行對比分析，3種配比依次為：1：1、3：2、7：3（即對應鋼砂所占比例依次為50%、60%與70%）。試驗結果如圖3所示。

圖3 砂丸比影響

由圖3可知，隨著砂丸比的增大，構造深度提高幅度逐漸加大，表明增大砂丸比有利于拋丸施工對瀝青路面抗滑性能的改善。但當砂丸比達到70%時，構造深度提升幅度過大，造成車轍試件表層細集料幾乎完全剝離。因此推薦砂丸比在50%～60%之間。

2 結論

以構造深度提高幅度為評價指標，通過室內試驗分析彈丸粒徑、行進速度與砂丸比對拋丸施工效果的影響，結果表明：

1）增大彈丸粒徑、減小行進速度以及增加砂丸比有利于提高車轍試件構造深度，改善瀝青路面的抗滑性能。

2）構造深度的提高幅度并非越大越好，過大的構造深度將會導致瀝青路面表層細集料的剝離，將削弱瀝青路面的耐久性。

3）通過本文研究，推薦各參數分別為：彈丸粒徑—G280與G330，優先選用G330；行進速度—≥8m/min；砂丸比—50%～60%。

【參考文獻】

[1]韓杰.提高舊瀝青路面抗滑性能關鍵技術研究[D].西安：長安大學，2014.

[2]鄭少鵬，彭鵬，謝晉德，等.水泥混凝土路面拋丸機施工效果研究[J].中外公路， 2013，33（06）：85-88.

[3]孟俊毅.拋丸工藝在混凝土路面處理中的應用[J].山西建筑，2012，38（28）：147-148.

[4]羅宏儉.創新型混凝土橋面拋丸處理技術[J].筑路機械與施工機械化，2010（02）：4-6.

[5]姚愛民，姜曉巖.拋丸工藝在橋面瀝青面層施工中的應用[J].黑龍江交通科技， 2010（09）：98.

[6]王懷勇.拋丸施工在瀝青路面上的技術研討[J].北方交通，2010（06）：8-11.

[7]JTG D50-2006 公路瀝青路面設計規范[S].2006.

[責任編輯：楊玉潔]