摘要：為了提高防水粘結層及瀝青鋪裝層與混凝土橋面的粘結力，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。結合滬蓉高速公路實(shí)際工程段對混凝土橋面拋丸處理施工工藝進(jìn)行現場(chǎng)試驗，確 定了拋丸工藝具體施工要點(diǎn)及控制參數等。在參考國內外規范與指南的前提下，結合試驗結 果與實(shí)際工程經(jīng)驗，提出拋丸工藝處理后的驗收標準分為目測標準和實(shí)際檢測標準，并對實(shí) 測標準具體技術(shù)指標量化，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(chǎng)家整理
關(guān)鍵詞：拋丸；浮漿；驗收標準；層間粘結力
1、前言
近年來(lái)隨著(zhù)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通量也隨著(zhù)相應 增加，許多高速公路通車(chē)不久，橋面瀝青混凝土鋪裝層 就出現推移、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(chē) 輛在橋面緊急制動(dòng)時(shí)形成的巨大推動(dòng)力，根據摩爾庫 侖定理可知，當產(chǎn)生的剪應力大于層間抗剪強度時(shí)，瀝 青混凝土鋪裝層將會(huì )與水泥混凝土面板發(fā)生脫離，成 為滑動(dòng)界面而導致層問(wèn)剪應力和拉應力大幅度增大， 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(chē)轍等早期病害，縮短了橋梁的使用 壽命，并增加了橋梁的養護費用。 國內外學(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，增加粘結力值，可以提高抗剪強度。而層間粘結力 的提高主要通過(guò)防水粘結層實(shí)現，為此中國學(xué)者做了 許多研究。文獻〔１〕、〔２〕對防水粘結材料的選型、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(lèi)型、同一材料類(lèi)型不同材料組成的粘結、抗剪性能差 別都很大。另外材料的粘結、抗剪性能隨溫度變化很 大。文獻〔３〕對不同防水粘結材料的路用性能進(jìn)行了 研究。分析了專(zhuān)用粘結劑材料（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 種橋面防水粘結材料的性能，分析的結論是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 認為應該盡量避免添加防水粘結層，理由是此粘結層 反而會(huì )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)者認為添加粘結 層能夠明顯提高層間粘結力。
另一種方法就是提高層間摩擦角，即通過(guò)對橋面 水泥混凝土表面浮漿層的清除以及適當增加表面粗糙 度來(lái)實(shí)現。中國ＪＴＧＦ４０—２００４｛公路瀝青路面施工 技術(shù)規范》規定：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作銑刨拉毛處理，清除 浮漿，除去過(guò)高的突出部位。ＪＴＧＤ５０—２００６｛公路瀝 青路面設計規范》借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗，規定：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(lèi) 表面處理工藝）。但上述規范均未提出混凝土橋面處 理工藝的具體實(shí)施要求以及處理后的評價(jià)技術(shù)指標。 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(guān)結構觀(guān)察后 發(fā)現經(jīng)過(guò)拋丸處理后的混凝土表面粗糙度較高，并且 對混凝土表面結構構造沒(méi)有造成明顯的影響；通過(guò)拉 拔試驗發(fā)現，在同一種防水粘結材料條件下，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構組 合會(huì )有不同的試驗結果，但仍具有參考價(jià)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。中國規范提到噴砂處理和 拋丸處理屬同類(lèi)表面處理工藝，導致中國許多學(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(lái)鋼橋面主線(xiàn)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(xiàn)都用拋丸處理。國外學(xué)者也通過(guò)試驗對比和實(shí) 際經(jīng)驗認為拋丸處理要優(yōu)于噴砂處理。對于大型銑刨 機而言，銑刨寬度為０．５～２ｍ，銑刨寬度太寬導致邊 角難以銑刨，必須經(jīng)過(guò)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 的結構，而且在旖工時(shí)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 結層與水泥混凝土橋面之間的粘結強度，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 外研究基礎上，結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)指標進(jìn)行探討。
２拋丸工藝原理
拋丸技術(shù)是指通過(guò)旋轉的葉輪把丸料（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 到去除各種雜質(zhì)、增加粗糙度的目的。然后在機器內 部通過(guò)配套吸塵器的氣流清洗，將丸料和清理下來(lái)的 雜質(zhì)分別回收，分離出來(lái)的丸料可以再次利用。同時(shí) 拋丸機配有除塵器，可做到基本無(wú)揚塵、無(wú)污染施工， 達到提高效率、保護環(huán)境的目的。
３拋丸工藝特點(diǎn)
（１）對混凝土橋面損傷小。因拋丸工藝沒(méi)有直接 和混凝土橋面接觸，幾乎不會(huì )損傷混凝土橋面結構。
（２）施工方便、效率高。可以通過(guò)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，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(guān)構造深度，又能滿(mǎn)足中國規 范提出的定性要求。
４拋丸工藝施工要點(diǎn)
在借鑒國外相關(guān)標準及指南的先進(jìn)經(jīng)驗基礎上， 以武荊高速公路混凝土橋面處理實(shí)際項目為依托，總 結出如下拋丸工藝施工要點(diǎn)。
（１）水泥混凝土表面拋丸處理施工前應做好相應 的準備工作，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，應保持混凝土 表面干凈，清除鋼筋頭等，用清渣機或人工仔細打磨或 鑿除凸起包塊、浮漿及雜物，切割或鑿除尖銳突出物并 認真清掃干凈。防止上述物質(zhì)在拋丸施工過(guò)程中污染 萬(wàn)方數據 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。根據初次 拋丸處理具體情況，通過(guò)及時(shí)調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）、拋丸設備的行走速度、丸料的流量大小３個(gè) 關(guān)鍵參數來(lái)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到標準；拋丸機噴丸過(guò)程 中，應該勻速行走，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(zhù)橋面縱向往復進(jìn)行，且縱向噴砂長(cháng)度不宜超過(guò) ３０ｍ。在拋丸機起步階段，操作手應先按拋丸機的行 走開(kāi)關(guān)，讓拋丸機先處于行走狀態(tài)下，再打開(kāi)放丸閥 門(mén)，防止在起步位置噴丸時(shí)形成凹坑。
（５）在噴丸過(guò)程中，所有的拋丸機操作手，應該嚴 格按照規定的行走速度控制拋丸機。在拋丸機行走過(guò) 程中，應該按照護欄的線(xiàn)形行走，盡量保持拋丸機是直 線(xiàn)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(shí)進(jìn)行。
（６）拋丸施工前，混凝土橋面板局部區域發(fā)生損 壞，必須先用材料進(jìn)行修復。經(jīng)過(guò)拋丸施工處理的混 凝土表面應采用防雨布等措施進(jìn)行臨時(shí)保護，避免二 次污染，防止雨水滲入影響防水層施工質(zhì)量。
５拋丸處理驗收標準探討
國際混凝土維修協(xié)會(huì )（ＩＣＲＩ）的指導方針將混凝 土表面處理（ＣＳＰ）分為５、６、７三個(gè)等*，其粗糙度依 次增加。隨后由于混凝土橋面層間粘結極易破壞，該 協(xié)會(huì )又推薦處理后的混凝土表面較好滿(mǎn)足６、７等*，３ 種處理樣本等*如圖１所示。 中國規范雖然提到過(guò)拋丸處理混凝土橋面，但沒(méi) 有具體的量化指標，這必將給具體施工造成困難。為 了解決這一難題，參考國內相關(guān)技術(shù)規范以及工程經(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(shí)施標準，此標準分為２個(gè)階段，即目測階 段與實(shí)測階段。
圖１處理樣本等*５（左）．６（中）．７（右）
５．１目測標準
（１）混凝土表面無(wú)浮漿、無(wú)起砂層，邊角處理效果 適當，搭接處無(wú)錯臺、無(wú)漿帶、達到１００％創(chuàng )面。
（２）混凝土表面無(wú)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(wú)浮塵，無(wú)油漬。
５．２實(shí)測標準
實(shí)測主要包括構造深度、摩擦系數及露骨率的 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(méi)有考慮ｐＨ值大小的測定，具體的驗收技術(shù) 指標及試驗方法由武荊高速公路項目指揮部和技術(shù)服 務(wù)組根據試拋試驗段后確定，具體見(jiàn)表１。
６拋丸工藝驗收后的處理要求
（１）不滿(mǎn)足目測標準的，針對目測標準采取相應 處理措施使之符合基本要求。
（２）實(shí)測項目檢測結果達不到要求值時(shí)，應對測 點(diǎn)所代表的區域重新進(jìn)行拋丸處理。
（３）因為普通混凝土橋面板不可避免會(huì )因為溫度 梯度和水分的散失產(chǎn)生拉應力，橋面板內部薄弱的地 方將產(chǎn)生初始微裂紋，經(jīng)過(guò)拋丸處理后，部分混凝土表 面加速暴露出寬度和長(cháng)度不等的裂縫及裂紋，經(jīng)現場(chǎng) 觀(guān)測發(fā)現嚴重的混凝土橋面裂縫寬度高達２ｍｍ，并 且在整個(gè)橋面布滿(mǎn)不同規則的網(wǎng)裂和龜裂裂縫。為確 保橋面不透水，延長(cháng)橋梁的使用壽命，必須用環(huán)氧樹(shù)脂 封閉后才能開(kāi)始下道工序的施工。
表1、拋丸工藝驗收技術(shù)指標

７結論
（１）根據現場(chǎng)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(guò)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(guān)淺表粗糙非均勻的“橘皮”構造；試驗檢測構造 深度為０．６～ｏ．８ｆｉｌｍ，露骨率為６０％”－７５％，摩擦系 數為４８～５７，參考ＩＣＲＣ指南，相當于其ＣＳＰ（表面處 理）７*標準，能夠滿(mǎn)足施工要求。
（２）拋丸技術(shù)不僅用于橋面鋪裝前的預處理，同 時(shí)也適用于隧道路面鋪裝、連續配筋混凝土路面以及 互通匝道等實(shí)際工程，用途越來(lái)越廣且逐漸在現場(chǎng)施 工應用的過(guò)程中被認可。
（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準不一樣，下一步急需 制定相關(guān)規范及施工指南，以便更好地指導實(shí)際施工。
參考文獻：
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