探讨高速公路中桥面抛丸处理技术的应用

梁文斌

【摘要】本人通过参加了广东省广河高速公路、珠海机场高速公路和肇花高速公路的桥面抛丸施工，通过对抛丸机具工作原理及抛丸技术的认识，对抛丸处理技术进行探讨。

【关键词】高速公路；铺装层；抛丸处理技术

1.引言

如果没有将混凝土铺装层的表面残留物质完全处理干净，其表面没有一定的粗糙度，那么就会导致防水层和混凝土铺装层的粘结强度不牢，因此可能会出现防水层和混凝土铺装层之间因粘结不牢而产生推移的现象，且由于裂纹的产生，也会出现由于渗水造成的混凝土疏松、脱落和钢筋锈蚀等病害。抛丸处理技术把磨料以很高的线速度射向被处理的混凝土表面，产生打击和磨削作用，除去其表面的浮浆和残留物质，使其表面具有均匀的粗糙度，大大提高防水层和混凝土铺装层的粘结强度；而且通过清理，能将混凝土表面的裂纹充分暴露出来，容易被检察人员发现，有效避免了质量安全事故的发生。

2.抛丸机结构、工作原理及工艺流程

2.1抛丸机结构

抛丸机按其行走形式可分为三种：手推式、车载式和自行式。

手推自动行走移动式抛丸机（图1）是目前最常见的混凝土基面抛丸处理设备，其主要由以下五部分组成：抛丸室、抛丸器、弹丸循环分离系统、除尘系统、电控系统。

2.2抛丸机工作原理

抛丸机的工作原理主要是指通过机械的方法把丸料（钢丸或砂粒）以很高的速度和一定的角度抛射到需要处理的基面上，让丸料对其表面进行抛打冲击，形成锤击效应，使基面形成深浅不等的小浅坑，造成粗糙表面，从而使混凝土基面和防水层能紧密结合。同时在抛丸机内部配有除尘设备，以便于将丸料和残留物质、杂质分别回到机器自身的分离系统，这样不仅可使表面清洁，而且可将丸料循环再利用 [1]。

2.3抛丸机工艺流程

3.抛丸处理技术优势及常见问题

3.1抛丸技术与凿毛（铣刨）工艺的比较

因铣刨机的铣刨转子非常沉重，其刀头密度又比较小，所以在铣刨切屑时，接触工作面的点数少，其转子的冲击力就非常大，铣刨机铣掉的不仅是浮浆和部分骨料，而且还会出现路面产生微裂纹、骨料松动以及刨面百分比低，处理后的平面不均匀、浮浆难以全面清理等问题，以及存在劳动条件差、强度大、功效低、进度慢和混凝土损失大的缺点，且施工中易造成环境污染（见图3）。

抛丸机中钢丸打毛时撞击力不是太大，施工后工作面平整度较凿毛工艺好，能够使表面的粗糙度均匀，并且除尘系统的存在，可以完全清除基面的浮浆和杂质，同时不容易产生微裂纹，增强了防水层与基面的粘结强度（见图4）。可以看出，使用抛丸处理技术能够大幅度提高施工效率，降低工程成本，也有利于保护环境。

3.2分析桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损害的原因

桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损害主要是由桥面存在的浮浆造成的。浮浆是一种由Ca（OH）2、CaCO3、CaO以及其他化学物质组成的混合物。其中，Ca（OH）2是在养护和固化期间溢出一种白色的白面水花物质，pH值在11以上，这种物质对防水层、沥青混凝土面层有剥离和腐蚀影响，会逐渐使防水层失效。当重载车通过沥青铺装过的道路或急刹车时，较厚的水泥浮浆（CaO）就会被碾压成粉末状物质。而粉末状的CaO很容易與气态水、液态水和空气中的CO2发生化学反应，生成 CaCO3沉淀，若环境中的水分充足，则水泥混凝土浮浆会处于溶胀状态。随着车辆反复碾压及时间的延长，产生的膨胀力会使沥青混凝土与桥面表面产生的裂纹越来越明显。

3.3抛丸处理技术在应用中存在的问题

抛丸技术与传统的凿毛工艺相比较，有很多优点，但由于抛丸处理技术在中国公路桥梁施工领域尚未普及，仍处于起步阶段，导致抛丸处理技术在我国仍不能大规模推广，其主要还存在以下几个问题：

1）抛丸工艺在我国正处于初级发展阶段，目前我国仍无统一指标来规范抛丸处理后的基面。伴随着抛丸工艺的成熟、技术的不断创新、设备形式的多样化，抛丸工艺和设备凭借其专有的技术特点和应用效果，一定会发挥出其应有的作用。

2）如果经抛丸处理后的混凝土基面暴露在空气中的时间过长，则容易造成基面的再次污染，影响桥面铺装层间的粘结强度，造成层间剪应力增大，而且可能会导致层间推移，严重影响工程的质量。

4.高速公路选用抛丸处理技术的考虑

高速公路施工具有工期短、施工强度大、难度高的特点，应该综合考虑设备的质量和成本因素。

1）要保证良好的施工质量，首要看重的就是设备的材质、设计施工能力。做好基面处理中防水工序是所有后续施工能够顺利进行的保证。在确保设备的可靠性后，就可以按照计划实施施工。抛丸机在进行作业时中要经受得住丸料（钢丸等）的冲击，因此抛丸机自身材料应有良好的质量，以使其不易被损坏。

2）只有抛丸设备各结构（吸尘器、电控系统、弹丸循环分离系统等）的工作状态均良好，才能保障设备可靠运行。任何一个环节出现问题，都会影响到抛丸的效果、效率以及停机的时间等。

5.结束语

采用桥面抛丸处理技术，可以除去桥面存在的浮浆，得到均匀粗糙的基层，改善了防水层的施工质量，增强了层间的粘接面积，降低了层间的推移，大大提高了路面的使用寿命。且抛丸处理技术符合绿色施工原则，有利于保护环境。随着我国科技的投入和市场的逐步发展，相信抛丸处理技术费用高的问题也会得到改善，抛丸处理技术必定会在高速公路上拥有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 景建元. 桥面抛丸技术在曹妃甸1号桥的应用[J]. 山西交通科技，2013（1）：61-62.

[2] 陈玮. 桥面抛丸处理技术在临连高速公路中的应用[J]. 山西建筑，2011，37（7）：159-160.