拋丸工藝在橋面瀝青面層施工中的應(yīng)用

姚愛民,姜曉巖

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

近年來,公路建設(shè)的里程越來越多,公路建設(shè)的等級也越來越高,瀝青面層因其具有行車舒適、抗滑耐磨、密實(shí)耐久、抗疲勞、抗車轍、減少低溫開裂等優(yōu)點(diǎn),被廣泛使用。隨著瀝青材料技術(shù)的發(fā)展,在橋面鋪裝面層上也越來越多的使用瀝青面層作為橋面面層。

瀝青鋪裝層是橋面鋪裝的一個(gè)重要組成部分,但瀝青鋪裝層與橋面混凝土鋪裝層之間往往粘結(jié)不好,在行車荷載的作用下,橋面鋪裝混凝土表面軟弱浮漿層在行車振動、水侵蝕作用下,很容易碎裂,導(dǎo)致其上瀝青鋪裝層破壞。因此,對橋面鋪裝損壞原因加以分析并采取有效防治措施,對減輕鋪裝層破壞具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。人們通過研究發(fā)現(xiàn),形成橋面破壞的主要原因是層間黏結(jié)問題。而導(dǎo)致層間黏結(jié)失效的主要原因是橋面混凝土鋪裝層表面存在浮漿層,浮漿層是導(dǎo)致破壞的隱患。

2008年建成通車的吉林省長琿高速公路吉林至延吉段,路面設(shè)計(jì)為瀝青路面,在橋面鋪裝上也設(shè)計(jì)為瀝青面層。在施工中,如何提高橋面瀝青面層的抗碾壓、抗剪能力;如何做好瀝青面層與橋面水泥混凝土鋪裝層之間的黏結(jié);提高橋面黑色瀝青面層的鋪裝質(zhì)量,成為擺在我們施工單位面前的問題。

分析以往橋面鋪裝層破壞的原因,我們能發(fā)現(xiàn)問題的出現(xiàn)在那里。在橋面水泥混凝土鋪裝層施工時(shí),表面整平時(shí)會擠出很多浮漿,浮漿硬化后,在橋面水泥混凝土鋪裝層表面形成一層光滑的軟弱層—浮漿層。浮漿層在行車荷載反復(fù)作用下,很快就會開裂、破碎。由此造成瀝青面層與橋面水泥混凝土鋪裝層相互分離,整體性被徹底破壞。橋面鋪裝要做好,就要做到橋面水泥混凝土板的表面不但要平整,還要有一定的粗糙度,表面浮漿層必須清除干凈,徹底干燥,千方百計(jì)地使瀝青面層與橋面水泥混凝土層粘結(jié)得非常好,保證瀝青面層與橋面水泥混凝土鋪裝層能形成牢固的整體、共同受力,不成為獨(dú)立的受力結(jié)構(gòu)層。

從以往的施工資料中我們了解到,處理瀝青面層下的水泥混凝土基層的方法主要有使用不帶高壓的水沖洗。這種方法不能徹底清理混凝土表面的浮漿和起砂,需要后續(xù)的清理和清掃;在水源緊張的地區(qū)不適合使用;混凝土表面得不到均勻毛糙的表面,不能達(dá)到露骨率的要求;不能馬上施工,受其表面干燥的周期影響。另一種方法是使用銑刨或者人工(或機(jī)械)鑿毛的方法。這種方法對混凝土基面會產(chǎn)生一定的破壞,會造成混凝土基層出現(xiàn)細(xì)微的裂紋;由于橋面平整度或預(yù)拱度等原因,銑刨深度不易控制,局部可能銑刨過深或者銑刨不到;由于大型銑刨機(jī)的振動破壞梁體的結(jié)構(gòu),減少了橋面鋪裝的厚度;另外一個(gè)問題是銑刨所產(chǎn)生的縱向小溝槽,容易導(dǎo)致層間滯留水分;本來結(jié)實(shí)的骨料會被打的松動;施工環(huán)境惡劣,產(chǎn)生大量粉塵,施工效率低;同時(shí)也不能制造出均勻粗糙的表面。

通過建設(shè)單位的推薦,我們在施工中采用了噴砂拋丸工藝來處理橋面水泥混凝土鋪裝層的表面。

噴砂拋丸是指通過機(jī)械的方法把金屬的丸料以很高的速度(大約 70m/s)和一定的角度拋射到物體表面上,讓高速鋼丸沖擊物體表面,達(dá)到處理物體表面上的雜質(zhì)、附著物以及其他需要清理的物質(zhì)的一種表面處理的方法。打擊過表面的鋼丸在配套吸塵設(shè)備產(chǎn)生的作用下,隨同雜質(zhì)一起回收到機(jī)器自身的分離系統(tǒng),通過分離系統(tǒng)將雜質(zhì)和鋼丸分離并分別回收,雜質(zhì)分流到雜質(zhì)儲存箱,鋼丸在機(jī)器內(nèi)繼續(xù)循環(huán)使用。

世界上第一臺拋丸設(shè)備誕生于 100年前的美國。拋丸設(shè)備制造初期主要是應(yīng)用在各種金屬表面的去除雜質(zhì)、氧化皮、增加金屬表面的粗糙度以及對金屬表面進(jìn)行強(qiáng)化等方面。經(jīng)過百年的發(fā)展,拋丸設(shè)備和工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,伴隨著拋丸工藝的成熟、技術(shù)的不斷創(chuàng)新、設(shè)備形式的多樣化,拋丸工藝和設(shè)備憑借其專有的技術(shù)特點(diǎn),應(yīng)用范圍也由原來的工業(yè)地坪涂裝擴(kuò)大到機(jī)場、公路、橋涵的保養(yǎng)和營建領(lǐng)域,并在歐美國家得到了大量的應(yīng)用。

在長琿高速公路吉林至延吉段橋面鋪裝施工中,我們通過在施工中采用噴砂拋丸施工工藝處理橋面水泥混凝土表面,成功解決了橋面瀝青面層施工時(shí)存在的問題。噴砂拋丸施工工藝的使用,徹底清除了橋面水泥混凝土鋪裝層表面的浮漿、松軟層等;完全打開了混凝土表面的毛細(xì)孔,使防水黏結(jié)劑完全滲入橋面水泥混凝土中;對于橋面水泥混凝土鋪裝層存在的細(xì)小裂縫缺陷,提前暴露,并能在瀝青面層施工前及時(shí)修補(bǔ);可以得到粗糙均勻而又干凈的水泥混凝土基層表面;與以往的橋面水泥混凝土鋪裝層鑿毛處理方式相比,可以加快施工進(jìn)度,提高施工質(zhì)量;在施工中還大大減少了粉塵對周圍環(huán)境的污染。經(jīng)過噴砂拋丸工藝處理后的橋面水泥混凝土層表面,完全滿足瀝青面層施工對橋面水泥混凝土層表面的質(zhì)量要求。

同時(shí),噴砂拋丸施工作業(yè)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

(1)在施工中鋼丸易飛出,施工人員應(yīng)穿著厚的工作服,戴好護(hù)目鏡等,做好防護(hù)工作。

(2)施工中清理的廢渣、粉塵要及時(shí)裝袋,清理到指定地點(diǎn),避免對周圍環(huán)境造成污染。

(3)施工中拋丸設(shè)備行駛速度要均勻,保證處理后的混凝土表面粗糙均勻。

(4)施工中調(diào)整好施工順序,每一條與下一條施工面之間銜接好,不要留空隙。

(5)采用拋丸設(shè)備處理的橋面水泥混凝土鋪裝層的平整度要好,平整度好能保證噴砂拋丸的施工質(zhì)量,同時(shí)還能減少鋼丸的損失。

(6)在施工能夠中,根據(jù)橋面水泥混凝土表面處理的粗糙程度要求,調(diào)整設(shè)備或增加處理的次數(shù)。

通過在長琿高速公路吉林至延吉段的施工,在橋面瀝青面層施工中,對橋面水泥混凝土鋪裝層表面進(jìn)行鑿毛處理,采用噴砂拋丸工藝施工,是一種比較理想的處理方式。通過噴砂拋丸工藝處理的橋面水泥混凝土鋪裝層表面,只是去掉了橋面水泥混凝土鋪裝層表面中的浮漿層,而不破壞骨料,既保證了橋面水泥混凝土鋪裝層的厚度,又除去浮漿,使骨料與上面的結(jié)構(gòu)層完全結(jié)合,真正起到抗滑的作用。橋面水泥混凝土表層浮漿被徹底清除,可以使防水涂料滲透到橋面水泥混凝土鋪裝層中,增加瀝青面層與橋面水泥混凝土鋪裝層之間的粘結(jié)力,提高橋面各鋪裝層的整體性,使橋面整體鋪裝的施工質(zhì)量得到保證,使橋面水泥混凝土鋪裝層與瀝青混凝土鋪裝層共同受力延長使用壽命。