甩錘機在橋面鑿毛中的應用研究

東兆輝 孟瑤

摘 要：橋面鑿毛是解決層間粘結問題的有效方法。本文重點介紹了甩錘機在橋面鑿毛中的應用，并用銑刨機作對比研究，突出了甩錘機的優(yōu)勢。更好的促進甩錘機在橋面鑿毛中的應用推廣。

關鍵詞：甩錘機;橋面鑿毛;工藝;效果

中圖分類號：U445.3 文獻標識碼：A

0 前言

在橋面施工過程中，為提高層間粘結性，需對橋面水泥混凝土進行鑿毛。因為水泥混凝土表面會產生很多浮漿，它會阻礙層間的良好粘結，導致橋面防水層失效。在車輛荷載反復作用下，層間粘結力不足導致發(fā)生層間滑移破壞。同時橋面結構整體性被破壞，會有水在層間進一步對上層瀝青路面造成水損害。所以橋面鑿毛是對水泥混凝土表面去除浮漿并形成有一定粗糙度的毛面，這樣可形成穩(wěn)固的層間粘結[1-2]。

目前橋面鑿毛施工中，使用較多的銑刨機鑿毛、人工鑿毛，或者是靜態(tài)破碎鑿毛以及劈裂機鑿毛。目前這些工藝中人工鑿毛效率低下，其余方式的鑿毛效果存在鑿毛深度不易控制，發(fā)生不同程度的漏白和斷筋現(xiàn)象[3-4]。為探索更好的橋面鑿毛方式，本文將甩錘機應用于橋面鑿毛試驗段中，并用銑刨機鑿毛作對比研究。

1 項目概況

安嵐高速AL-M01合同段項目起點位于安康市漢濱區(qū)建民鎮(zhèn)忠誠村附近，與十天高速相接，止于嵐皋縣城關鎮(zhèn)堰塘灣附近，順接嵐皋至陜渝界段高速公路，全線采用雙向四車道高速公路技術標準，設計速度100 km/h，路基寬度26 m，其它技術指標按照部頒《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）規(guī)定執(zhí)行。本項目起訖樁號為K0+000～K48+600，路線全長 47.41 km，單幅橋梁85座，50 577延米，單幅隧道18座，31 636延米。項目鑿毛工程數(shù)量為：920 340m2。鑿毛試驗段采用銑刨機施工和甩錘施工兩種方案對比確定鑿毛方式。

2 主要鑿毛設備介紹

甩錘機設備的工作原理是利用離心技術，使有一定轉速的轉子上安裝了具有彈性多頭合金刀頭，在離心力的作用下刀頭由較大的勢能和動能全部轉換成較大的動能砸在各種表面，形成點狀，從而起到水泥混凝土路面橋面鑿毛或拉毛作用。本項目試驗段選用甩錘機800 JOHNDEERE。本試驗段采用的拉毛寬度900 mm，拉毛深度3 mm～5 mm，拉毛速度6 m～7 m/min。

銑刨機的銑削轉子是銑刨機的主要工作部件，它由銑削轉子軸、刀座和刀頭等組成，直接與路面接觸，通過其高速旋轉的銑刀進行工作而達到銑削的目的，銑刨機上設有自動調平裝置，以銑削轉子側蓋作為銑削基準面，控制兩個定位液壓缸，使所給定的銑削深度保持恒定。本項目試驗段選用銑刨機型號是維特根W2000。

同時需要清掃車、運輸車、水車、鑿毛機、空壓機等其它輔助設備。施工主要設備如圖1所示。

3 甩錘機施工關鍵步驟控制

3.1 工藝流程

（1）嚴格按照安全施工交通管制要求設立相關標志牌，建立工作區(qū)域。相關人員、設備必須在保護區(qū)內作業(yè)，確保施工安全。施工現(xiàn)場設備、材料等物件施工前及時清理。

（2）檢查設備是否正常，并在護欄處多點標記，確保每次測試位置一致性。

（3）然后啟動甩錘機，設備采用最低檔位工作。行走速度6 m～7 m/min。鑿毛深度控制在3 mm～5 mm。作業(yè)面有效寬度90 cm，重疊寬度控制在10 cm～20 cm，搭接部分保持平整。

（4）處理1遍以后，采用鋪砂法在標記點處測試構造深度。

（5）鑿毛過程中，甩錘機產生的廢料就集中在橋面上，直接往前行駛繼續(xù)鑿毛，廢料由山貓清理裝車運走。

（6）鑿毛完成后及時對廢料進行清理，先用清掃車清掃一遍，后用空壓機對鑿毛表面進行吹掃即可。當鑿毛表面占有泥塊或泥漿時需用高壓水槍進行沖洗并晾干。水車在施工現(xiàn)場附近準備，及時進行加水。

（7）注意要點：砼面板的突出物、鋼筋頭等必須切除和清除干凈;油污、銹跡、養(yǎng)護劑、塵土必須清理干凈，防止施工過程中二次污染;經拉毛處理后的砼鋪裝層應潔凈、干燥并具有一定的粗糙度，并滿足表1設計要求。工藝過程如圖2所示。

3.2 鑿毛遍數(shù)研究

如圖3可知，隨著甩錘機鑿毛遍數(shù)的增大構造深度逐漸增大，且增長速度變緩，當鑿毛遍數(shù)達到4遍時，構造深度已達到0.9 mm的構造深度，再增大鑿毛遍數(shù)，構造深度平均增長約為4%?？梢娫鲩L遍數(shù)達到4遍時，再增大鑿毛遍數(shù)對構造深度的影響并不大，且過度鑿毛會對混凝土表面造成二次損害，所以考慮到經濟和時間效益成本，推薦使用4次鑿毛遍數(shù)。銑刨機鑿毛1遍以后，絕大部分以形成較好的粗糙效果，對于少數(shù)沒有鑿毛的地方，采用鑿毛機補充鑿毛，使得鑿毛盡量達到較好的效果。

4 鑿毛效果對比與效益分析

4.1 鑿毛效果對比分析

為對兩種設備鑿毛效果進行比較，在每種設備鑿毛試驗段內，每隔10 m選取2 m*4 m的區(qū)域測試7個點的構造深度。測試結果如下。

如表2和表3可知，甩錘機和銑刨機鑿毛深度均值分別為1.01 mm和1.06 mm。雖然銑刨機鑿毛深度與甩錘機鑿毛深度效果接近，但銑刨機鑿毛構造深度標準差為0.127，而甩錘機鑿毛構造深度標準差為0.067，遠低于銑刨機的，可見甩錘機鑿毛效果更均勻穩(wěn)定，利于鑿毛面的處置，起到更好的粘結作用。

從現(xiàn)場數(shù)據和現(xiàn)場鑿毛效果分析來看，采用銑刨機，此種措施處治后表面粗糙，效果較好。但缺點是由于橋面平整度和預拱度等原因，銑刨深度不易控制，局部可能銑刨過深或者銑刨不到銑刨太深容易銑出鋼筋，甚至隔斷鋼筋，破壞橋梁的結構和穩(wěn)定性，銑刨太淺容易形成一塊一塊的光面，達不到拉毛的效果。由于大型銑刨機的振動破壞梁體的結構，減少了橋面鋪裝的厚度。同時銑刨所產生的叢向溝槽，容易導致層間滯留水分，施工期拉毛會影響?zhàn)B生期混凝土橋梁的整體強度。

與銑刨機相比，甩錘鑿毛只是去掉橋面水泥浮漿而不破壞骨料，既保證了橋面鋪裝厚度又除去浮漿，使骨料與上面的結構層完全結合，真正起到粘結的作用，使水泥混凝土鋪裝與瀝青混凝土鋪裝層共同受力延長使用壽命。而且在此過程中，能夠充分暴露混凝土的裂紋等病害，以便提前采取補救措施。同時移動方便，操作簡單，施工效率高。

4.2 兩種施工方式的經濟

雖然銑刨機比甩錘機的工作遍數(shù)要少，但甩錘機工作面飽和度要高，增減設備和人員更加方便，相比而言銑刨機因工作面不飽和更易造成的窩工。按綜合工作效率對比，兩種設備鑿毛效率基本持平。但甩錘機在鑿毛效果上明顯優(yōu)于銑刨機，所以推薦采用甩錘機鑿毛。

5 小結

本文重點介紹了甩錘機在橋面鑿毛中的應用，對關鍵施工工藝進行了總結。并用銑刨機作對比研究，突出了甩錘機在鑿毛深度穩(wěn)定性以及表面效果等方面的具有顯著優(yōu)勢，確定了甩錘機4遍的鑿毛工藝。社會經濟效益良好，具有廣闊的推廣前景。

參考文獻：

[1]Wu W，Zhang C，Chen R J.Experimental Research on Properties of Interface between New and Old Concrete[C].Applied Mechanics and Materials.Trans Tech Publications Ltd，2011，94：1286-1290.

[2]魏俊能，譚延軍.橋隧鑿毛技術與設備應用現(xiàn)狀[J].交通世界（建養(yǎng).機械），2009，16（07）：54-58.

[3]劉金鑫.銑刨機在橋面鑿毛施工中的應用[J].西南公路，2017，44（02）：73-75.

[4]程慧芳.鑿毛機在橋面系施工中的應用[J].科學之友，2011，32（21）：59-60.