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詳解拋丸技術在復合路面中的應用

來源:??????2018/10/1 19:52:05??????點擊:
詳解拋丸技術在復合路面中的應用


1 拋丸技術工藝原理
  拋丸技術的工藝施工是通過特殊的設備把一定直徑的鋼砂、鋼珠等堅硬顆粒物,以較快的速度和相應的角度噴射到待處理工作面表面上,讓顆粒材料高速沖擊工作面表面(本文指的是瀝青混凝土面板下承層的工作面),形成錘擊效應,達到清理工作表面上的雜物、附著物,形成均勻粗糙的表面效果,繼而實現下承層面板與后道工序工程更好的黏結,具有更好的整體性,達到較高的質量效果。


2 瀝青混凝土復合路面下承層拋丸技術處理的意義
  目前國內公路路面設計多采用瀝青混凝土復合型路面形式,特別是針對橋梁、隧道內的路面,為確保路面行車舒適度以及路面使用性能,路面設計時大多以水泥混凝土結構層作為下承層,在此基礎上加鋪瀝青混凝土面層;那么瀝青面層如何與混凝土結構層有效連接,提高路面使用年限是公路設計、施工階段攻克的現實問題。在水泥混凝土面板上加鋪瀝青面層前,為了使兩種材料更好的黏結,設計常采用在其之間加鋪改性瀝青粘結層,而粘結層又如何能更好的與混凝土面有效黏結,是本文目前探討的一個課題,在以往的施工中常用以原混凝土面板的自身施工質量———如拉毛來解決這個黏結問題;如混凝土面板整體平整度較差再采用銑刨機或打磨機進行進一步處理,通過以上形式來實現各道工序工程較好的黏結。經過多年復合型路面存在病害的總結,主要原因就是混凝土表面處理效果不能滿足粘結層與其有效的黏結或黏結強度不足導致瀝青面層出現早期開裂推移、空洞等現象,為了更好的解決以上病害,近年來通過技術創新,采用對混凝土面板進行拋丸技術處理來實現粘結層與混凝土面板有效黏結,通過砼面板表面拋丸施工,有效清除其表面浮漿、雜物,外露堅硬骨料,提供潔凈均勻粗糙表面;同時能充分打開混凝土的表面細孔和暴露裂縫情況,使防水粘結層有效滲入混凝土表面毛細孔和細小裂縫(較大裂縫需要特殊處理),既提高了防水粘結層施工質量,也保證了瀝青混凝土面層與防水粘結層的表面黏結質量。


3 施工工藝方法
  混凝土面板拋丸技術的銑刨施工,大多應用于公路橋梁、隧道內復合路面混凝土下承層表面,接下來將簡要介紹公路橋梁混凝土下承層拋丸技術的施工工藝。

3.1 準備工作
3.1.1 拋丸設備的選型,根據施工工作量的大小和工作面的斷面尺寸,選擇相應型號的拋丸設備。如:對于工作段落長并有一定寬度的作業面可選用大型車載駕駛式拋丸清理設備,同時要配備小型自行移動式拋丸設備(邊角部位清理拋丸);對于工作量較少,作業面不大的工程采用小型自行移動式拋丸設備;目前國內較先進的大型車載駕駛式拋丸清理設備2-4800DHBLASTRAC拋丸寬幅為1.22m,行走速度在0~113m/min 之間,工作效率達到1200~3000m2/h;小型自動式拋丸設備2-30DS 自行移動式拋丸寬幅為0.8m,行走速度0~29m/min,工作效率>400m2/h。
3.1.2 在混凝土面板拋丸之前,為了有效提高拋丸質量和效率,首先要將原有橋梁的雜物、散落漿體以及金屬廢棄物及時清除。其次對于污染嚴重的橋面無法直接清除的,采用肥皂水人工刷洗干凈,在工作面清洗或雨后由于表面濕潤影響拋丸效果,同時丸珠與渣體粘結無法有效分離施工無法正常進行,因此必須待工作干燥后方可以進行拋丸施工。
3.1.3 拋丸施工前預先準備好回收拋丸渣體的器具或包裝袋,以便集中統一處理。
3.1.4 對于橋面伸縮縫槽口,應提前采用合格材料填充,便于拋丸設備通過,提高工作效率。

3.2 拋丸施工
3.2.1 根據工作量選定設備后,順橋向依次進行拋丸施工,為確保拋丸覆蓋整個工作面,相鄰作業路線寬度要重疊10cm 左右,確保不漏拋。
3.2.2 根據設計要求拋丸的構造深度以及達到的效果,調整設備行走速度、丸珠的粒徑以及控制拋丸的流速來以實現。對于要求拋的構造深度大或者原有橋面比較粗糙的工作面,從減小設備行走速、調換拋丸粒徑加大拋丸速度或重復幾次拋丸等形式達到目的,在正常施工前需要工藝試驗確定各種參數。
3.2.3 拋丸擊打下的廢渣通過設備自動反吹清理吸塵器回收在設備后邊的儲備缸內,待儲備缸滿后人工裝袋予以統一集中收集處理。
3.2.4 對于邊角大型機械無法到位的情況下,利用小型配套拋丸設備進行補拋。
3.2.5 拋丸后盡可能及時施做下道工序,防止二次污染。


4 影響拋丸效果的因素
a.拋丸的沖擊速度、流量以及珠丸的直徑;
b.設備的功率、行走速度和入射角度;
c.待處理表面的材料構造和硬度;
d.待處理表面的清潔度。

5 拋丸技術相對普通銑刨工藝的優勢
5.1 砼橋面經拋丸技術處理后,在不對砼骨料本身以及骨料結構造成破壞的情況下,有效清除表面浮漿、雜物、外露堅硬骨料,提供潔凈均勻粗糙表面;通過對丸珠的規格、流速、設備行走的速度,可以在水泥混凝土面板上一次拋丸清理深度可達到0.2~1.0cm。而采用普通銑刨工藝由于工作原理是利用銑刀將待處理面表面硬銑刨下一層,因此容易損傷原有工作面自身結構—即混凝土面板結構,一定程度上擾動了混凝土內部粗集料;另外如果混凝土下承層為鋼筋混凝土結構,鋼筋保護層厚度控制不均,極易損害鋼筋或設備自身,增加銑刀等損壞成本,而丸珠可以循環回收利用且成本低廉。
5.2 拋丸施工便捷、高效、均勻(對待清理面覆蓋率高———可達到90%以上);相對普通銑刨機經過處理的表面不會出現梳型條狀未處理帶;邊角剩余寬度較小,可以利用配套小型設備完成全部清理任務,有效提升環境適應能力。
5.3 拋丸技術相對普通銑刨經濟,拋丸技術處理7 元/m2,而普通銑刨8 元/m2。
5.4 拋丸技術的工藝科學、設備先進環保,不會對周邊環境產生污染;首先普通銑刨機在銑刨砼面板時,由于刨刀的高速運轉工作產生的高溫需要配合清水進行降溫,且水無法回收,造成環境污染,而拋丸技術施工不需要水降溫,并在干燥的情況下完成;其次由于拋丸技術作業時拋丸室與橋面形成密封的空間,產生的渣體通過連接在拋丸室的吸渣管道將渣體和丸珠吸入分離缸,將丸珠與廢渣分離后分別回收,施工現場不會出現揚塵和遺落的渣體,無需人工進行二次清理或除塵,既提高工作效率,又保護空氣環境;而銑刨工在施工過程中會出現部分揚塵;另外拋丸技術處理后工作面表面干凈無浮沉、浮渣無需二次清理,提高功效,而銑刨后留在工作面邊部或內部的浮沉浮渣需要進一步吹洗,造成污染。
5.5 采用拋丸技術處理的工作面不會形成凸凹顯現,使得防水粘結層材料的噴涂厚度相對普通銑刨工藝處理的工作面更加均勻,提高了防水粘結層的質量,有效合理的控制了單位面積防水材料的用量。


6 橋面瀝青鋪裝層早期病害的成因及拋丸處理的必要性
   橋面瀝青混凝土面層出現脫落、坑槽、推移是橋面鋪裝常見的早期破壞形式。產生此類病害的相當一部分原因是橋面防水粘結層與水泥混凝土下承層以及防水粘結層與瀝青混凝土面層沒有有效的黏結,導致層間黏結性不夠、抗剪切性能達不到規范要求所致,當然其他原因也可導致—如橋面平整度差、瀝青混凝土滲透性超標等造成橋面積水,通過長時間車轍擠壓致使面層早期損壞。下面主要分析與拋丸技術有關的影響橋面早期損害的因素:


6.1 復合路面中,由于水泥混凝土下承層施工質量欠佳,表面水泥浮漿較厚,導致表面一定厚度范圍強度不足,影響防水粘結層黏結效果。
6.2 混凝土下承層的粗糙度是復合型路面使用壽命的關鍵控制點,其粗糙度影響防水粘結層黏結效果。合理的構造深度有益于增強層間的抗剪切性能,但如果構造出現凸凹較大的高差也將影響防水粘結層的整體質量,存在防水材料薄厚不均抗剪力不均現象,從而影響粘結層使用壽命。通過對復合型路面水泥混凝土下承層表面的浮漿、污染物的清除,使水泥混凝土表面裸露出新鮮密實的骨料,進一步提高表面的粗糙度,提高混凝土表面與防水粘結層的黏結性,增加了防水粘結層與水機混凝土下承層以及瀝青面層的抗剪切能力,有力減少復合型路面病害的形成,使路面經久耐用,產生更大的經濟、社會效益。通過工程實踐———拋丸技術能夠較好的將水泥混凝土表面浮漿層、雜質清除干凈,同時可以對水泥混凝土表面進行打毛,形成均勻粗糙的表面,有效提高防水粘結工作性能,從而對復合型路面整體使用壽命起到積極作用。


結束語
   瀝青混凝土復合路面中存在的病害原因諸多,有原下承層-混凝土面板的自身質量原因,有瀝青面層的自身質量問題,各個環節存在問題都將直接影響路面的使用效果、使用壽命;就混凝土面板拋丸技術施工而言能夠較好的解決混凝土表層由于浮漿較多、污染嚴重、粗糙不均等直接影響防水粘結層工作性能問題,從而提高復合路面使用壽命。拋丸技術越來越受到工程技術人員的關注,目前已經在水泥混凝土路面防滑處治、瀝青混凝土路面性能恢復中廣泛應用,并發揮較好的效果,在公路工程中值得推廣應用。


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