水泥混凝土橋面瀝青鋪裝層直接承受行車(chē)荷載作用，尤其是車(chē)輛 制動(dòng)加速產(chǎn)生的巨大推力將在瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土橋面的 結(jié)合面產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力 ，當(dāng)剪應(yīng) 力大于層間抗剪應(yīng)力時(shí)，鋪裝層與水泥混凝土橋面就會(huì)脫離，成為滑 動(dòng)界面，使瀝青層的層底剪應(yīng)力和 拉應(yīng)力大幅度增大，尤其是在重載 車(chē) 的作用下，將迅速造成破壞，使 橋面瀝青混凝土 出現(xiàn)推移、擁包等 早期病害 。

橋面水泥混凝土構(gòu)造深度不足 和浮漿的存在，使其與防水層 之間 形成弱結(jié)合面，層間應(yīng)力增大，發(fā) 生剪切破壞，成為最 終導(dǎo)致瀝青混 凝土橋面病害 的罪魁禍?zhǔn)住Ｕ{(diào)查顯 示，78%的橋面病害 與層間黏結(jié)不 良有關(guān)，足見(jiàn)層間黏 結(jié)對(duì)橋面耐久 性 的重要 作用 。

影響層間黏結(jié) 的因素很多，鑿毛工藝是制約層間黏結(jié)效果的基本因素之一。鑿毛效果 的好壞，直接影響到水泥混凝土與瀝青混凝土的層間結(jié)合質(zhì)量和抵抗水平剪切能力 ，從而影響到橋面的使用壽命。 傳統(tǒng)的人工鑿毛、拉毛及機(jī)械刻槽 工 藝效率低，而且無(wú)法徹底清除浮 漿;銑刨工藝雖能解決浮漿問(wèn)題， 但銑刨后容易造成混凝土表面松動(dòng) 破壞，并形成一道道深淺各異的溝槽 ，不利于表面清掃，導(dǎo)致橋面滯水分;施工拉毛效率雖高，但會(huì)在混凝土表面形成一個(gè)薄弱層 。

近年來(lái)不斷出現(xiàn)的橋面瀝青鋪 裝層早期推移、擁包甚至 剝落病害 等耐久性問(wèn)題，越來(lái)越多地 引起中 外公路橋梁界對(duì)傳統(tǒng)橋面層間處理工藝的反思。

中國(guó) 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī) 范 》 (JTJF40–2004)規(guī) 定 : 水 泥 混 凝土橋 面瀝青混凝土鋪裝層的下臥層必須符合平整、粗糙 、整潔的要求;水泥混凝土橋面板表面應(yīng)作銑 刨鑿毛處理，清除浮漿，除去過(guò)高的突出部分。 《公路瀝青路面設(shè)計(jì) 規(guī) 范 》 (JTG D50-2006)借 鑒 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家經(jīng)驗(yàn) ，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(lèi)表面處理工藝)。

在這一背景下，拋丸技術(shù)從金 屬、非金屬表面處理領(lǐng)域引進(jìn)到公 路混凝土橋 面處理。這是混凝 土橋 面處理技術(shù)的一大創(chuàng)新。

水平通過(guò)式拋丸機(jī)原理：

通過(guò)拋丸機(jī)械方法用彈丸高速拋射沖擊工作表面的一種非接觸式表面清理工藝,拋丸清理的工作原理是將彈丸的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為對(duì)工作表面的沖擊力,實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面的處理。
拋丸機(jī)主要由拋丸系統(tǒng)、拋丸室、回彈室和分離除塵系統(tǒng)等部分組成。拋丸機(jī)工作時(shí)通過(guò)控制彈丸的顆粒大小、形狀、拋射流量以及調(diào)整機(jī)器行進(jìn)速度的設(shè)定,達(dá)到不同的拋射強(qiáng)度,獲得不同的表面處理效果。
通過(guò)混凝土表面拋丸鑿毛工藝,可以有效去除表面浮漿、起砂層,在表面形成大面平整、微觀淺表粗糙非均勻的“橘皮”狀構(gòu)造,提高橋面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)。同時(shí),拋丸工藝能暴露混凝土表面的毛細(xì)孔和裂紋，便于提前采取補(bǔ)救措施,利于封閉劑或黏結(jié)劑滲入混凝土,提高防水層的黏結(jié)強(qiáng)度和抗剪切力。

公路橋梁用水平通過(guò)式拋丸機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活、操作方便、無(wú)損表面、暴露缺陷、大面平整、微觀粗糙、潔凈實(shí)用、增黏抗剪、自動(dòng)清理、低噪無(wú)塵、高效環(huán)保等特點(diǎn)。

水平通過(guò)式拋丸機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

拋丸機(jī)的發(fā)展已有近百年歷史,最初用于金屬、非金屬表面清除雜質(zhì)氧化層或增加粗糙度,近年來(lái)進(jìn)入歐美發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁施工和公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域。
在中國(guó),近幾年拋丸技術(shù)在鋼橋面施工中已有一些成功應(yīng)用(如杭州灣大橋等) ,但作為一種全新的工藝,用作混凝土橋面處理只是剛剛起步,正由東南沿海向西北內(nèi)陸推進(jìn)。

在西北,2008年7月,咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用高速公路渭河特大橋首次將拋丸技術(shù)用于混凝土橋面處理。

渭河特大橋橋面面積約201 km,橋面鋪裝混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40,為了滿(mǎn)足工期要求,配置了6臺(tái)作業(yè)寬度25~80 cm的Blastrac水平通過(guò)式拋丸機(jī),同時(shí)配置1臺(tái)w2000型大型銑刨機(jī)進(jìn)行了工藝對(duì)比試驗(yàn)。
渭河特大橋拋丸實(shí)踐證明,拋丸工藝的施工效果和效率與傳統(tǒng)工藝相比顯著提高。
拉拔試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)比表明,拋丸后拉拔應(yīng)力為拋丸前的3~5倍。

混凝土拋丸后浮漿問(wèn)題的解決

要解決這一問(wèn)題，首先應(yīng)從配 合 比設(shè)計(jì)入手，在保證強(qiáng)度和施工 和易性 的前提下適 當(dāng)降低砂率 。施 工中應(yīng)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量和配合

比，避免砂 率和水灰 比波動(dòng)過(guò)大， 這對(duì)確保混凝土質(zhì)量和拋丸效果都 是 有益 的。

拋丸暴露橋面混凝土裂縫等缺 陷的處理工藝尚需研究。鑒于施 工、養(yǎng)護(hù)和環(huán)境等 因素 ，混凝土?xí)?存在 裂縫、空洞等缺 陷，傳統(tǒng)表面 工藝處理后無(wú)法發(fā)現(xiàn)甚至掩蓋 了這 些缺 陷。而拋丸工藝在鑿毛時(shí)通過(guò) 負(fù)壓將清理物全部回收，使橋面混 凝土裂紋等缺 陷暴露無(wú)遺。對(duì)拋丸 后暴露出可能影II向橋面質(zhì)量的缺 陷，有針對(duì)性地采用灌注、壓注等 方法進(jìn)行修復(fù)處理 ，可 以消除潛在質(zhì) 量 隱患 。 缺陷修復(fù)需根據(jù)實(shí)際情況選用專(zhuān)用 的混凝土缺 陷修復(fù)材料和配套 修復(fù)工藝。機(jī)場(chǎng)路在K17+292處對(duì) 多處水泥 混凝土橋面裂縫進(jìn)行 了化 學(xué)灌漿處理試驗(yàn) ，實(shí)際效果有待進(jìn)?一?步觀察驗(yàn)證。對(duì)拋丸暴露出來(lái)的 混凝土缺 陷處理 方法有待進(jìn)行深入研究。

拋丸工藝能暴露橋面混凝土缺 陷的特點(diǎn)對(duì)橋面混凝土質(zhì)量控制提 出了更高 的要求，由此有望促使橋面混凝土質(zhì)量達(dá)到新的水平。 拋丸檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步研 究。 由于拋丸技術(shù) 引入國(guó)內(nèi)公路橋 梁施工時(shí)間不長(zhǎng) ， 目前橋面混凝土 拋丸處理后的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、露骨率等尚無(wú)驗(yàn)收指標(biāo)規(guī)定。 二次污染對(duì)層 間黏結(jié)力具 有明 顯影響。拋丸處理后混凝土表面外露時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)合理安排施工 進(jìn)度，做好交通封閉，盡快進(jìn)行下 一 道工序施工，防止二次污染造成 層問(wèn)剪應(yīng)力增大，黏結(jié)力下降，增大產(chǎn)生推移、擁包等病害 的風(fēng)險(xiǎn)。 拉拔對(duì)比試驗(yàn)顯示二次污染后橋面 與 防水層 黏 結(jié)力 下 降30%~74%。

對(duì)于橋面局部高程超高部位， 拋丸無(wú)法 處理 到位。橋面混凝土施 工高程難免存在局部超 高，為了保 證瀝青鋪裝層厚度，對(duì)橋面局部突出過(guò)高的包塊部位，需要配合人工 鑿除或銑刨等傳統(tǒng)工藝進(jìn)行配套輔 助作業(yè)。

處理費(fèi)用偏高影響拋丸技術(shù)大 面積推廣。拋丸技術(shù)在中國(guó)公路橋 梁施工領(lǐng)域尚未普及，國(guó)內(nèi)公路橋 梁用拋丸機(jī)生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)量低 、 價(jià)格高，拋丸處理公司普遍規(guī)模不 大，處于市場(chǎng)開(kāi)發(fā)期，報(bào)價(jià)尚無(wú)定 額參考。上述因素導(dǎo)致公路橋梁拋 丸費(fèi)用居高不下，全國(guó)各地合同單 價(jià)差異較大。費(fèi)用偏高已成為制約拋丸工藝 在公路橋梁領(lǐng)域應(yīng)用的重要因素。 為了節(jié)約費(fèi)用，拋丸技術(shù)僅在一些重 點(diǎn)工程 得 到應(yīng) 用 。 降低拋丸處理費(fèi)用需多管齊下。可通過(guò)政 策傾斜 ，鼓勵(lì)扶持公 路橋梁拋丸機(jī)集 中規(guī)模化生產(chǎn);對(duì) 實(shí)施拋丸項(xiàng)目給予適當(dāng)補(bǔ)貼等措 施，鼓勵(lì)使用拋丸技術(shù):行業(yè) 內(nèi)組建大型規(guī)模化表面處理公司，使拋丸處理規(guī)模化 ;利用市場(chǎng)杠桿，通 過(guò)公開(kāi)競(jìng)標(biāo)選擇合理報(bào)價(jià)。

結(jié)語(yǔ)

混凝土橋面拋丸技術(shù) 處理一方 面清除了嚴(yán)重影響層 間黏結(jié)質(zhì)量的 浮 漿 ， 另 一 方 面 產(chǎn) 生 深 度 1~ 3 m nl 的 不均 勻粗 糙 表 面 ，確 保 了下 一 步橋面施工對(duì)清潔度及粗糙度的質(zhì)量 要求，既增大 了層 間黏結(jié)面積，又 借助水泥混凝土和瀝青混凝土骨料 之間的鑲嵌作用，使層問(wèn)抗剪強(qiáng)度 得 到根本性提高，大大提高了面層抗推移能力。
使用傳統(tǒng)工藝處理 的橋梁，隨著交通量的增加，防水層和面層與 橋面 的黏結(jié)強(qiáng)度不足 ，產(chǎn)生早期推 移 、擁包病害 。拋 丸技術(shù)解決上述 問(wèn)題 ，顯著提高工作效率，延長(zhǎng)橋梁 的使用 壽命 。 拋丸技術(shù)用于混凝土橋面處理，可充分暴露混凝土裂縫等缺 陷，便于提前采取補(bǔ)救措施，消除 潛在質(zhì)量隱患。同時(shí)可對(duì)以后混凝 土施工控制提 出預(yù)警 ，有利于進(jìn)一 步提高混凝土工程質(zhì)量，推動(dòng)混凝土質(zhì) 量通病 治 理 活動(dòng) 。 混凝土橋面拋丸技術(shù) 是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的橋面處理新技 術(shù)，國(guó)家 “十二五”公路橋梁建設(shè)規(guī)劃為其提供 了足夠的發(fā)展空間。 混凝土橋面拋丸這一 新型技術(shù) 的推 廣 受 到工 程 界 的認(rèn) 可 程度 、拋 丸機(jī) 的規(guī)模化生產(chǎn)、費(fèi)用的高低以 及相應(yīng)規(guī)范指標(biāo)的出臺(tái)等諸多因素的 影 響 。