摘要：為了提高防水粘結(jié)層及瀝青鋪裝層與混凝土橋面的粘結(jié)力，使用拋丸工藝去除橋 面灰塵、浮漿等雜物以及破碎的混凝土板塊，以便暴露出混凝土表面空隙，形成具有合適粗糙 度的表面。結(jié)合滬蓉高速公路實際工程段對混凝土橋面拋丸處理施工工藝進(jìn)行現(xiàn)場試驗，確 定了拋丸工藝具體施工要點及控制參數(shù)等。在參考國內(nèi)外規(guī)范與指南的前提下，結(jié)合試驗結(jié) 果與實際工程經(jīng)驗，提出拋丸工藝處理后的驗收標(biāo)準(zhǔn)分為目測標(biāo)準(zhǔn)和實際檢測標(biāo)準(zhǔn)，并對實 測標(biāo)準(zhǔn)具體技術(shù)指標(biāo)量化，以及對拋丸工藝驗收后的處理要求給出建議。本文由青島拋丸機生產(chǎn)廠家整理
關(guān)鍵詞：拋丸；浮漿；驗收標(biāo)準(zhǔn)；層間粘結(jié)力
1、前言
近年來隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通量也隨著相應(yīng) 增加，許多高速公路通車不久，橋面瀝青混凝土鋪裝層 就出現(xiàn)推移、坑槽等病害。分析其病害成因主要是水 泥混凝土橋面瀝青鋪裝層在垂直荷載作用下，以及車 輛在橋面緊急制動時形成的巨大推動力，根據(jù)摩爾庫 侖定理可知，當(dāng)產(chǎn)生的剪應(yīng)力大于層間抗剪強度時，瀝 青混凝土鋪裝層將會與水泥混凝土面板發(fā)生脫離，成 為滑動界面而導(dǎo)致層問剪應(yīng)力和拉應(yīng)力大幅度增大， 特別是在高溫及重載條件下，將迅速使瀝青鋪裝層產(chǎn) 生推移、擁包以及車轍等早期病害，縮短了橋梁的使用 壽命，并增加了橋梁的養(yǎng)護(hù)費用。 國內(nèi)外學(xué)者對橋面鋪裝層間破壞做了許多研究， 但其研究的根本目的都是為了提高水泥混凝土面板與 瀝青鋪裝層之間的抗剪強度。從摩爾庫侖定理可以看 出，增加粘結(jié)力值，可以提高抗剪強度。而層間粘結(jié)力 的提高主要通過防水粘結(jié)層實現(xiàn)，為此中國學(xué)者做了 許多研究。文獻(xiàn)〔１〕、〔２〕對防水粘結(jié)材料的選型、外界 環(huán)境溫度和混凝土表面狀況等因素對防水層粘結(jié)性能 和抗剪性能的影響進(jìn)行分析后得出，不同的防水材料類型、同一材料類型不同材料組成的粘結(jié)、抗剪性能差 別都很大。另外材料的粘結(jié)、抗剪性能隨溫度變化很 大。文獻(xiàn)〔３〕對不同防水粘結(jié)材料的路用性能進(jìn)行了 研究。分析了專用粘結(jié)劑材料（主要成分為氯丁膠乳化 瀝青防水涂料）、高劑量ＳＢＳ改性瀝青和環(huán)氧瀝青３ 種橋面防水粘結(jié)材料的性能，分析的結(jié)論是３種材料 的抗剪切強度都隨溫度增加而降低。國外的一些學(xué)者 認(rèn)為應(yīng)該盡量避免添加防水粘結(jié)層，理由是此粘結(jié)層 反而會成為額外的薄弱層，限制了混凝土基面和瀝青 鋪裝層之間的嵌鎖作用。但更多的學(xué)者認(rèn)為添加粘結(jié) 層能夠明顯提高層間粘結(jié)力。
另一種方法就是提高層間摩擦角，即通過對橋面 水泥混凝土表面浮漿層的清除以及適當(dāng)增加表面粗糙 度來實現(xiàn)。中國ＪＴＧＦ４０—２００４｛公路瀝青路面施工 技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：水泥混凝土橋面的瀝青鋪裝層的下臥 層必須符合平整、粗糙、整潔的要求，橋面縱橫坡符合 要求；水泥混凝土橋面板表面應(yīng)作銑刨拉毛處理，清除 浮漿，除去過高的突出部位。ＪＴＧＤ５０—２００６｛公路瀝 青路面設(shè)計規(guī)范》借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗，規(guī)定：特大橋、重 要大橋橋面宜進(jìn)行表面噴砂處理（拋丸與噴砂屬同類 表面處理工藝）。但上述規(guī)范均未提出混凝土橋面處 理工藝的具體實施要求以及處理后的評價技術(shù)指標(biāo)。 在國外，Ａ Ｇａｒｂａｃｚ等人對混凝土橋面噴砂以及拋丸 等４種處理做了對比試驗研究，對其微觀結(jié)構(gòu)觀察后 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過拋丸處理后的混凝土表面粗糙度較高，并且 對混凝土表面結(jié)構(gòu)構(gòu)造沒有造成明顯的影響；通過拉 拔試驗發(fā)現(xiàn)，在同一種防水粘結(jié)材料條件下，拋丸處理 后的層間抗拉強度較高。雖然試驗只在一種防水材料 及鋪裝層的條件下進(jìn)行，可能對于不同的層間結(jié)構(gòu)組 合會有不同的試驗結(jié)果，但仍具有參考價值。
中國目前用于混凝土橋面處理的工藝通常有噴砂 處理、大型銑刨機處理等。中國規(guī)范提到噴砂處理和 拋丸處理屬同類表面處理工藝，導(dǎo)致中國許多學(xué)者及 工程技術(shù)人員將噴砂處理工藝等同于拋丸處理工藝， 雖然兩種處理工藝施工原理及設(shè)備都很相似，但適用 范圍及處理效果有所差異。噴砂處理較初用于鋼橋面 除銹，后來鋼橋面主線上幾乎都用拋丸除銹，只在人行 通道等次要干道可能涉及到噴砂除銹，而在混凝土橋 面全線都用拋丸處理。國外學(xué)者也通過試驗對比和實 際經(jīng)驗認(rèn)為拋丸處理要優(yōu)于噴砂處理。對于大型銑刨 機而言，銑刨寬度為０．５～２ｍ，銑刨寬度太寬導(dǎo)致邊 角難以銑刨，必須經(jīng)過人工鑿毛處理。更重要的是其 銑刨深度通常為３”－－５Ｃ１ＴＩ，這必將損傷混凝土橋面板 的結(jié)構(gòu)，而且在旖工時容易造成二次污染。 為了提高橋面瀝青混凝土及改性乳化瀝青防水粘 結(jié)層與水泥混凝土橋面之間的粘結(jié)強度，清理表面浮 漿及污染物，對橋面進(jìn)行拋丸處理。筆者在參考國內(nèi) 外研究基礎(chǔ)上，結(jié)合滬蓉高速公路季河大橋工程段，介 紹該工藝原理并對驗收技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行探討。
２拋丸工藝原理
拋丸技術(shù)是指通過旋轉(zhuǎn)的葉輪把丸料（鋼丸）以 很高的速度和一定的角度拋射到需要清理的水泥混凝 土橋梁表面上，讓丸料以高速沖擊混凝土橋梁表面，達(dá) 到去除各種雜質(zhì)、增加粗糙度的目的。然后在機器內(nèi) 部通過配套吸塵器的氣流清洗，將丸料和清理下來的 雜質(zhì)分別回收，分離出來的丸料可以再次利用。同時 拋丸機配有除塵器，可做到基本無揚塵、無污染施工， 達(dá)到提高效率、保護(hù)環(huán)境的目的。
３拋丸工藝特點
（１）對混凝土橋面損傷小。因拋丸工藝沒有直接 和混凝土橋面接觸，幾乎不會損傷混凝土橋面結(jié)構(gòu)。
（２）施工方便、效率高?？梢酝ㄟ^控制丸料的顆 粒形狀和大小、拋丸機的行走速度、拋射流量三大關(guān)鍵 參數(shù)，獲得不同的混凝土表面處理效果，既干凈又整 潔。滬蓉高速公路混凝土橋面處理項目拋丸工藝投入 拋丸機４臺，施工作業(yè)人員２５入，每天可完成拋丸施 工６０００”－８０００ｍ２。
（３）拋丸技術(shù)既能夠較大程度地去除混凝土基面 雜質(zhì)和浮漿，增加表面微觀構(gòu)造深度，又能滿足中國規(guī) 范提出的定性要求。
４拋丸工藝施工要點
在借鑒國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及指南的先進(jìn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上， 以武荊高速公路混凝土橋面處理實際項目為依托，總 結(jié)出如下拋丸工藝施工要點。
（１）水泥混凝土表面拋丸處理施工前應(yīng)做好相應(yīng) 的準(zhǔn)備工作，拋丸處理主要采用清渣機、拋丸機（自帶 吸塵裝置）等施工機械。在拋丸施工前，應(yīng)保持混凝土 表面干凈，清除鋼筋頭等，用清渣機或人工仔細(xì)打磨或 鑿除凸起包塊、浮漿及雜物，切割或鑿除尖銳突出物并 認(rèn)真清掃干凈。防止上述物質(zhì)在拋丸施工過程中污染 萬方數(shù)據(jù) １７２ 中外公路 第３１卷 丸料，以提高瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土表面的 粘結(jié)力。
（２）為了獲得不同的表面處理效果，一般行走速 度采用１．８ｍ／ｒａｉｎ，拋丸寬度１８～２２ｃｍ。根據(jù)初次 拋丸處理具體情況，通過及時調(diào)整丸料的大小和形狀 （因為丸料太大容易損傷橋面板，丸料太小難以去除表 面浮漿）、拋丸設(shè)備的行走速度、丸料的流量大?。硞€ 關(guān)鍵參數(shù)來控制處理效果，確保處理后的混凝土表面 具有理想的粗糙度。
（３）拋丸機噴丸清除路面的浮漿和松散的混凝 土，使路面清潔度及粗糙度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；拋丸機噴丸過程 中，應(yīng)該勻速行走，以保證處理的界面能夠符合要求。 拋丸施工后橋面應(yīng)做到骨料外露，有較好的粗糙度。
（４）拋丸機單次行走工作距離是有限制的。一般 是沿著橋面縱向往復(fù)進(jìn)行，且縱向噴砂長度不宜超過 ３０ｍ。在拋丸機起步階段，操作手應(yīng)先按拋丸機的行 走開關(guān)，讓拋丸機先處于行走狀態(tài)下，再打開放丸閥 門，防止在起步位置噴丸時形成凹坑。
（５）在噴丸過程中，所有的拋丸機操作手，應(yīng)該嚴(yán) 格按照規(guī)定的行走速度控制拋丸機。在拋丸機行走過 程中，應(yīng)該按照護(hù)欄的線形行走，盡量保持拋丸機是直 線行走，更好地保證拋丸機的工作效率和噴丸質(zhì)量，拋 丸機單次拋丸幅寬為０．４５ｍ。拋丸作業(yè)不得在雨天 和雨后混凝土表面未完全干燥時進(jìn)行。
（６）拋丸施工前，混凝土橋面板局部區(qū)域發(fā)生損 壞，必須先用材料進(jìn)行修復(fù)。經(jīng)過拋丸施工處理的混 凝土表面應(yīng)采用防雨布等措施進(jìn)行臨時保護(hù)，避免二 次污染，防止雨水滲入影響防水層施工質(zhì)量。
５拋丸處理驗收標(biāo)準(zhǔn)探討
國際混凝土維修協(xié)會（ＩＣＲＩ）的指導(dǎo)方針將混凝 土表面處理（ＣＳＰ）分為５、６、７三個等*，其粗糙度依 次增加。隨后由于混凝土橋面層間粘結(jié)極易破壞，該 協(xié)會又推薦處理后的混凝土表面較好滿足６、７等*，３ 種處理樣本等*如圖１所示。 中國規(guī)范雖然提到過拋丸處理混凝土橋面，但沒 有具體的量化指標(biāo)，這必將給具體施工造成困難。為 了解決這一難題，參考國內(nèi)相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及工程經(jīng) 驗，較終確定了武荊高速公路混凝土橋面鋪裝拋丸處 理質(zhì)量驗收實施標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)分為２個階段，即目測階 段與實測階段。
圖１處理樣本等*５（左）．６（中）．７（右）
５．１目測標(biāo)準(zhǔn)
（１）混凝土表面無浮漿、無起砂層，邊角處理效果 適當(dāng)，搭接處無錯臺、無漿帶、達(dá)到１００％創(chuàng)面。
（２）混凝土表面無明顯尖銳凸起、水泥漿斑塊等 突出物。
（３）混凝土表面形成１～３ｍｍ深度的不均勻粗 糙表面。
（４）混凝土表面潔凈，無浮塵，無油漬。
５．２實測標(biāo)準(zhǔn)
實測主要包括構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)及露骨率的 測定。 由于該項目橋面板使用的是普通硅酸鹽混凝土， 故在此沒有考慮ｐＨ值大小的測定，具體的驗收技術(shù) 指標(biāo)及試驗方法由武荊高速公路項目指揮部和技術(shù)服 務(wù)組根據(jù)試拋試驗段后確定，具體見表１。
６拋丸工藝驗收后的處理要求
（１）不滿足目測標(biāo)準(zhǔn)的，針對目測標(biāo)準(zhǔn)采取相應(yīng) 處理措施使之符合基本要求。
（２）實測項目檢測結(jié)果達(dá)不到要求值時，應(yīng)對測 點所代表的區(qū)域重新進(jìn)行拋丸處理。
（３）因為普通混凝土橋面板不可避免會因為溫度 梯度和水分的散失產(chǎn)生拉應(yīng)力，橋面板內(nèi)部薄弱的地 方將產(chǎn)生初始微裂紋，經(jīng)過拋丸處理后，部分混凝土表 面加速暴露出寬度和長度不等的裂縫及裂紋，經(jīng)現(xiàn)場 觀測發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的混凝土橋面裂縫寬度高達(dá)２ｍｍ，并 且在整個橋面布滿不同規(guī)則的網(wǎng)裂和龜裂裂縫。為確 保橋面不透水，延長橋梁的使用壽命，必須用環(huán)氧樹脂 封閉后才能開始下道工序的施工。
表1、拋丸工藝驗收技術(shù)指標(biāo)

７結(jié)論
（１）根據(jù)現(xiàn)場橋面情況，進(jìn)行試拋試驗，較終確定拋丸機以２ｍ／ｍｉｎ的速度勻速行走，經(jīng)過目測，混凝 土表面浮漿、起砂層基本去除，并在表面形成大面積平 整、微觀淺表粗糙非均勻的“橘皮”構(gòu)造；試驗檢測構(gòu)造 深度為０．６～ｏ．８ｆｉｌｍ，露骨率為６０％”－７５％，摩擦系 數(shù)為４８～５７，參考ＩＣＲＣ指南，相當(dāng)于其ＣＳＰ（表面處 理）７*標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足施工要求。
（２）拋丸技術(shù)不僅用于橋面鋪裝前的預(yù)處理，同 時也適用于隧道路面鋪裝、連續(xù)配筋混凝土路面以及 互通匝道等實際工程，用途越來越廣且逐漸在現(xiàn)場施 工應(yīng)用的過程中被認(rèn)可。
（３）雖然拋丸技術(shù)用途逐漸得到推廣，但不同橋 面狀況拋丸處理程度及驗收標(biāo)準(zhǔn)不一樣，下一步急需 制定相關(guān)規(guī)范及施工指南，以便更好地指導(dǎo)實際施工。
參考文獻(xiàn)：
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