水泥砼路面與瀝青砼路面層間黏結(jié)處置技術(shù)研究

中交一公局集團(tuán)有限公司，北京 100024

在進(jìn)行高速公路隧道砼路面及橋面鋪裝施工瀝青路面前，需進(jìn)行拋丸處置，應(yīng)用拋丸機(jī)處理路面浮漿及鑿毛施工，可進(jìn)一步增強(qiáng)層間黏結(jié)力，從而達(dá)到延長瀝青路面使用壽命和提升整體美觀度的效果。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機(jī)雖然應(yīng)用廣，但其無論是在拋丸效果、效率上，還是在安全環(huán)保性能方面均有不同程度的缺陷，因此面對強(qiáng)調(diào)高質(zhì)量發(fā)展的社會現(xiàn)狀及福建省高速公路路面工程質(zhì)量均質(zhì)化發(fā)展的要求，如何優(yōu)化拋丸工藝，加強(qiáng)砼路面與瀝青路面間的層間黏結(jié)力，達(dá)到瀝青路面壓實(shí)度、平整度等各項(xiàng)指標(biāo)明顯提升的效果，用以指導(dǎo)后續(xù)類似項(xiàng)目施工顯得尤為重要。

莆炎高速三明段YB3項(xiàng)目（以下簡稱“莆炎YB3項(xiàng)目”）位于福建省三明市，路線全長42.925km，全線橋隧比為68.8%，水泥砼表面拋丸面積為8271449m2。文章以該項(xiàng)目橋隧砼路面拋丸為依托，進(jìn)行高速公路項(xiàng)目砼路面與瀝青路面層間黏結(jié)處置技術(shù)研究。

1 水泥砼交接面拋丸處置

在許多發(fā)達(dá)國家，拋丸處理是一種早已開始應(yīng)用的表面處理方法。世界上第一臺拋丸設(shè)備誕生于100年前，開始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質(zhì)、氧化皮，增加粗糙度等方面得到應(yīng)用。隨著世界上第一臺水平移動式拋丸設(shè)備在美國的誕生，其應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展到砼表面處理上，并且直接引導(dǎo)了該行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定和行業(yè)施工方法的規(guī)范。然而，許多工程將層間黏結(jié)的處置簡單地看作是對結(jié)構(gòu)層的構(gòu)造性需求，忽略了不同類型路面對黏結(jié)功能的不同需求。

拋丸是指通過機(jī)械的方法將金屬丸料以很高的速度（約70m/s）和一定角度拋射到工作面上，讓金屬丸料高速沖擊砼路面表面，使砼表面粗糙化，同時處理表面雜質(zhì)、附著物及其他需要清理物質(zhì)的表面處理方法，打擊過表面的丸料在拋丸機(jī)配套吸塵設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)壓和本身撞擊的反彈作用下，與處理過的雜質(zhì)一起回到機(jī)身的分離系統(tǒng)，并將雜質(zhì)和可回收的丸料自動分離及分別回收。

當(dāng)前福建省內(nèi)水泥砼表面拋丸鑿毛主要采用的是手扶式自行走拋丸清理設(shè)備。手扶式拋丸設(shè)備存在效率低、拋丸效果差、操作困難、安全性能差、環(huán)保效果差等諸多缺點(diǎn)。根據(jù)《關(guān)于推進(jìn)高速公路路面工程質(zhì)量均質(zhì)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，“水泥砼交界面拋丸處置應(yīng)滿足全斷面砼粗骨料外露”的要求，對水泥砼路面拋丸提出了明確要求。

結(jié)合該項(xiàng)目工期緊、零污染管控要求高等特點(diǎn)，筆者所在單位對比國內(nèi)外拋丸設(shè)備與工藝，引進(jìn)了美國佰銳泰克最新駕駛式拋丸清理設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型拋丸機(jī)（見圖1），通過新設(shè)備的引進(jìn)提高項(xiàng)目工程質(zhì)量均質(zhì)化水平。

圖1 新型2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)

2 新型駕駛式拋丸機(jī)設(shè)備

佰銳泰克2-4800DH型拋丸機(jī)是柴油機(jī)驅(qū)動的大型駕駛式拋丸設(shè)備，由美國國際表面處理有限公司生產(chǎn)。其重量為11.8t，單次清理寬度為1220mm，施工行走速度約為30m/min，鋼丸容量為540kg，砼路面拋丸處理效率可達(dá)到1200～ 3000m2/h。

2.1 新設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

（1）拋丸效率提高。2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)采用拋丸裝置和吸塵系統(tǒng)一體式設(shè)計(jì)，擺脫了傳統(tǒng)手扶式拋丸設(shè)備的除塵連接管，設(shè)備運(yùn)輸和操作更加靈活方便；鋼丸容量明顯增加、施工行走速度加快、一次性拋丸寬度增大，適合大面積作業(yè)，效率高，且輔助人員較少。

（2）拋丸效果提升。佰銳泰克2-4800DH型拋丸機(jī)能夠有效地清理橋面砼浮漿（傳統(tǒng)式手扶式拋丸機(jī)無法清理砼浮漿，需人工手動鑿除），確保拋丸后水泥砼表面平整、粗糙、整潔，并能滿足均質(zhì)化要求。新式拋丸機(jī)顯著地提升了拋丸效果，切實(shí)保障了瀝青路面與水泥砼路面間的黏結(jié)力。應(yīng)用拋丸機(jī)處理路面浮漿及進(jìn)行鑿毛施工，可進(jìn)一步增強(qiáng)層間黏結(jié)力，從而達(dá)到延長瀝青路面使用壽命和提升整體美觀度的效果。

（3）安全性能提高。傳統(tǒng)手扶式拋丸機(jī)拋丸時需人工下地手扶操作，且由于拋丸過程一直處于移動狀態(tài)，無法有效布控，存在一定的安全隱患；而新型駕駛式拋丸機(jī)配備的復(fù)合顯示面板能夠顯示設(shè)備的工作狀態(tài)，并可以自動進(jìn)行故障檢測，設(shè)備帶有后退報警提示、喇叭、警示燈、緊急停止按鈕、工作照明燈以及駕駛位置保護(hù)開關(guān)等安全設(shè)施，特別是在隧道施工中，警示燈等的安全功能顯著提高了施工安全性。

（4）環(huán)保效果提升。傳統(tǒng)手扶式拋丸機(jī)雖配備了除塵連接管，但由于連接管較長，灰塵無法被快速吸收至儲灰斗，極易產(chǎn)生揚(yáng)塵；而新型駕駛式拋丸機(jī)的吸塵器帶有自動反吹系統(tǒng)，且大容量的儲灰斗保障了設(shè)備的連續(xù)工作能力，能有效減少灰塵污染、減少清灰次數(shù)。

2.2 新設(shè)備創(chuàng)新點(diǎn)

傳統(tǒng)佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機(jī)拋丸效果較差，無法施工橋隧砼路面邊部，一般會有20～30cm寬的部分無法拋丸到位，且拋丸效率低，作業(yè)行走速度為12m/min，砼界面處理效率為300～500m2/h，鋼丸容量為75kg；而新型設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)拋丸界面能到達(dá)橋隧砼路面邊部，作業(yè)行走速度為30m/min，砼界面處理效率可達(dá)1200～3000m2/h，鋼丸容量達(dá)550kg。新型設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)與傳統(tǒng)佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機(jī)相比，作業(yè)效果、效率及持續(xù)性均有明顯提升。

傳統(tǒng)佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機(jī)拋丸后界面較難達(dá)到粗骨料外露要求，防水黏層的黏結(jié)性較差；新型設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)拋丸可以達(dá)到粗骨料外露要求，在加強(qiáng)防水黏層灑布效果的同時，可以在防水黏層摻配比例方面增加經(jīng)濟(jì)效益。

傳統(tǒng)佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機(jī)拋丸后界面防水黏層黏結(jié)性較差，且對黏層瀝青含量要求高，瀝青砼面層攤鋪碾壓后有推移、泛油進(jìn)而易造成運(yùn)營期間車轍風(fēng)險；新型設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)在提高拋丸效果的同時，可加強(qiáng)層間黏結(jié)效果，還可為瀝青砼平整度、壓實(shí)度等重要指標(biāo)提供保障。

3 施工程序及注意事項(xiàng)

第一，防水黏層施工前，必須將橋隧砼界面清掃干凈，個別污染嚴(yán)重的路段需用水沖洗。

第二，物料的配比要按照設(shè)計(jì)要求配制，現(xiàn)場施工時灑布量需及時取樣進(jìn)行檢測。

第三，認(rèn)真做好試驗(yàn)段，通過試驗(yàn)段取得成果，并結(jié)合現(xiàn)場情況及時調(diào)整施工作業(yè)。

第四，做好施工期間的交通管制，禁止車輛從未破乳完成的防水黏層上通過。根據(jù)氣候及氣溫情況判定開放交通時限，且應(yīng)限定車速。

第五，黏結(jié)材料及其用量與砼界面的處理方式是影響復(fù)合式瀝青路面層間黏結(jié)性能的重要因素。其中，黏結(jié)材料的灑布應(yīng)盡量貼近最佳用量值，且不同界面處理方式下各黏結(jié)材料的最佳用量不同，施工時宜在試驗(yàn)段事先標(biāo)定出路段適合的最佳用量；改變砼界面處理方式能顯著改變層間黏結(jié)力，建議采用深淺適中的構(gòu)造深度；鑿毛層間界面處理方式能提供良好的層間黏結(jié)性能。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)手扶式拋丸機(jī)相比，新型設(shè)備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機(jī)在拋丸寬度、行走速度、作業(yè)速度、處理效率、鋼丸容量及操作人數(shù)等方面均有較大程度的提升，對砼路面拋丸效果、效率、安全、環(huán)保等性能也均有較大提升，還對砼路面與瀝青路面的層間黏結(jié)處置有較大的改善，同時能夠間接提高橋隧瀝青砼壓實(shí)度、平整度等關(guān)鍵指標(biāo)的質(zhì)量控制，達(dá)到砼路面與瀝青路面層間處置質(zhì)量、進(jìn)度更大化提升的效果，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，并能夠有效指導(dǎo)后續(xù)類似項(xiàng)目的施工，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。