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路面抛丸机技术在复合路面中的应用

文章出处:青岛鼎铸重工机械有限公司 发表时间:2018-06-22 09:35

摘要:简要介绍了抛丸技术工艺原理, 重点阐述了公路工程复合路面中对沥青混凝土面板的下承层进行抛丸技术处理的重要意义和施工方法, 以及抛丸技术施工的科学性、先进性、实效性。

1抛丸技术工艺原理

抛丸技术的工艺施工是通过特殊的设备把一定直径的钢砂、钢珠等坚硬颗粒物, 以较快的速度和相应的角度喷射到待处理工作面表面上, 让颗粒材料高速冲击工作面表面 (本文指的是沥青混凝土面板下承层的工作面) , 形成锤击效应, 达到清理工作表面上的杂物、附着物, 形成均匀粗糙的表面效果, 继而实现下承层面板与后道工序工程更好的黏结, 具有更好的整体性, 达到较高的质量效果。

2沥青混凝土复合路面下承层抛丸技术处理的意义

目前国内公路路面设计多采用沥青混凝土复合型路面形式, 特别是针对桥梁、隧道内的路面, 为确保路面行车舒适度以及路面使用性能, 路面设计时大多

以水泥混凝土结构层作为下承层, 在此基础上加铺沥青混凝土面层;那么沥青面层如何与混凝土结构层有效连接, 提高路面使用年限是公路设计、施工阶段攻克的现实问题。在水泥混凝土面板上加铺沥青面层前, 为了使两种材料更好的黏结, 设计常采用在其之间加铺改性沥青粘结层, 而粘结层又如何能更好的与混凝土面有效黏结, 是本文目前探讨的一个课题, 在以往的施工中常用以原混凝土面板的自身施工质量———如拉毛来解决这个黏结问题;如混凝土面板整体平整度较差再采用铣刨机或打磨机进行进一步处理, 通过以上形式来实现各道工序工程较好的黏结。经过多年复合型路面存在病害的总结, 主要原因就是混凝土表面处理效果不能满足粘结层与其有效的黏结或黏结强度不足导致沥青面层出现早期开裂推移、空洞等现象, 为了更好的解决以上病害, 近年来通过技术创新, 采用对混凝土面板进行抛丸技术处理来实现粘结层与混凝土面板有效黏结, 通过砼面板表面抛丸施工, 有效清除其表面浮浆、杂物, 外露坚硬骨料, 提供洁净均匀粗糙表面;同时能充分打开混凝土的表面细孔和暴露裂缝情况, 使防水粘结层有效渗入混凝土表面毛细孔和细小裂缝 (较大裂缝需要特殊处理) , 既提高了防水粘结层施工质量, 也保证了沥青混凝土面层与防水粘结层的表面黏结质量。

3施工工艺方法

混凝土面板抛丸技术的铣刨施工, 大多应用于公路桥梁、隧道内复合路面混凝土下承层表面, 接下来将简要介绍公路桥梁混凝土下承层抛丸技术的施工工艺。

3.1准备工作

3.1.1抛丸设备的选型, 根据施工工作量的大小和工作面的断面尺寸, 选择相应型号的抛丸设备。如:对于工作段落长并有一定宽度的作业面可选用大型车载驾驶式抛丸清理设备, 同时要配备小型自行移动式抛丸设备 (边角部位清理抛丸) ;对于工作量较少, 作业面不大的工程采用小型自行移动式抛丸设备;目前国内较先进的大型车载驾驶式抛丸清理设备2-4800DH-BLASTRAC抛丸宽幅为1.22m, 行走速度在0~113m/min之间, 工作效率达到1200~3000m2/h;小型自动式抛丸设备2-30DS自行移动式抛丸宽幅为0.8m, 行走速度0~29m/min, 工作效率>400m2/h。

大型车载驾驶式抛丸设备及小型自动抛丸设备正在抛丸作业

大型车载驾驶式抛丸设备及小型自动抛丸设备正在抛丸作业

 

3.1.2在混凝土面板抛丸之前, 为了有效提高抛丸质量和效率, 首先要将原有桥梁的杂物、散落浆体以及金属废弃物及时清除。其次对于污染严重的桥面无法直接清除的, 采用肥皂水人工刷洗干净, 在工作面清洗或雨后由于表面湿润影响抛丸效果, 同时丸珠与渣体粘结无法有效分离施工无法正常进行, 因此必须待工作干燥后方可以进行抛丸施工。

3.1.3抛丸施工前预先准备好回收抛丸渣体的器具或包装袋, 以便集中统一处理。

3.1.4对于桥面伸缩缝槽口, 应提前采用合格材料填充, 便于抛丸设备通过, 提高工作效率。

3.2抛丸施工

3.2.1根据工作量选定设备后, 顺桥向依次进行抛丸施工, 为确保抛丸覆盖整个工作面, 相邻作业路线宽度要重叠10cm左右, 确保不漏抛。

3.2.2根据设计要求抛丸的构造深度以及达到的效果, 调整设备行走速度、丸珠的粒径以及控制抛丸的流速来以实现。对于要求抛的构造深度大或者原有桥面比较粗糙的工作面, 从减小设备行走速、调换抛丸粒径加大抛丸速度或重复几次抛丸等形式达到目的, 在正常施工前需要工艺试验确定各种参数。

3.2.3抛丸击打下的废渣通过设备自动反吹清理吸尘器回收在设备后边的储备缸内, 待储备缸满后人工装袋予以统一集中收集处理。

3.2.4对于边角大型机械无法到位的情况下, 利用小型配套抛丸设备进行补抛。

3.2.5抛丸后尽可能及时施做下道工序, 防止二次污染。

4影响抛丸效果的因素

a.抛丸的冲击速度、流量以及珠丸的直径;

b.设备的功率、行走速度和入射角度;

c.待处理表面的材料构造和硬度;

d.待处理表面的清洁度。

以上四点影响抛丸效果可以从下列图片中充分显现:

a.丸流量一定, 行走速度由大到小的抛丸效果变化图例

行走速度由大到小的抛丸效果变化图例

 

b.行走速度一定, 丸流量由小变大, 抛丸清理覆盖率的变化图例

抛丸清理覆盖率的变化图例

c.不同的骨料级配, 不同的浇筑工艺, 不同的收面方式对抛丸的影响图例

不同的收面方式对抛丸的影响图例

 

 

 

 

5抛丸技术相对普通铣刨工艺的优势

5.1砼桥面经抛丸技术处理后, 在不对砼骨料本身以及骨料结构造成破坏的情况下, 有效清除表面浮浆、杂物、外露坚硬骨料, 提供洁净均匀粗糙表面;通过对丸珠的规格、流速、设备行走的速度, 可以在水泥混凝土面板上一次抛丸清理深度可达到0.2~1.0cm。而采用普通铣刨工艺由于工作原理是利用铣刀将待处理面表面硬铣刨下一层, 因此容易损伤原有工作面自身结构—即混凝土面板结构, 一定程度上扰动了混凝土内部粗集料;另外如果混凝土下承层为钢筋混凝土结构, 钢筋保护层厚度控制不均, 极易损害钢筋或设备自身, 增加铣刀等损坏成本, 而丸珠可以循环回收利用且成本低廉。

5.2抛丸施工便捷、高效、均匀 (对待清理面覆盖率高———可达到90%以上) ;相对普通铣刨机经过处理的表面不会出现梳型条状未处理带;边角剩余宽度较小, 可以利用配套小型设备完成全部清理任务, 有效提升环境适应能力。

5.3抛丸技术相对普通铣刨经济, 抛丸技术处理7元/m2, 而普通铣刨8元/m2。

5.4抛丸技术的工艺科学、设备先进环保, 不会对周边环境产生污染;首先普通铣刨机在铣刨砼面板时, 由于刨刀的高速运转工作产生的高温需要配合清水进行降温, 且水无法回收, 造成环境污染, 而抛丸技术施工不需要水降温, 并在干燥的情况下完成;其次由于抛丸技术作业时抛丸室与桥面形成密封的空间, 产生的渣体通过连接在抛丸室的吸渣管道将渣体和丸珠吸入分离缸, 将丸珠与废渣分离后分别回收, 施工现场不会出现扬尘和遗落的渣体, 无需人工进行二次清理或除尘, 既提高工作效率, 又保护空气环境;而铣刨工在施工过程中会出现部分扬尘;另外抛丸技术处理后工作面表面干净无浮沉、浮渣无需二次清理, 提高功效, 而铣刨后留在工作面边部或内部的浮沉浮渣需要进一步吹洗, 造成污染。

5.5采用抛丸技术处理的工作面不会形成凸凹显现, 使得防水粘结层材料的喷涂厚度相对普通铣刨工艺处理的工作面更加均匀, 提高了防水粘结层的质量, 有效合理的控制了单位面积防水材料的用量。

6桥面沥青铺装层早期病害的成因及抛丸处理的必要性

桥面沥青混凝土面层出现脱落、坑槽、推移是桥面铺装常见的早期破坏形式。产生此类病害的相当一部分原因是桥面防水粘结层与水泥混凝土下承层以及防水粘结层与沥青混凝土面层没有有效的黏结, 导致层间黏结性不够、抗剪切性能达不到规范要求所致, 当然其他原因也可导致—如桥面平整度差、沥青混凝土渗透性超标等造成桥面积水, 通过长时间车辙挤压致使面层早期损坏。下面主要分析与抛丸技术有关的影响桥面早期损害的因素:

6.1复合路面中, 由于水泥混凝土下承层施工质量欠佳, 表面水泥浮浆较厚, 导致表面一定厚度范围强度不足, 影响防水粘结层黏结效果。

6.2混凝土下承层的粗糙度是复合型路面使用寿命的关键控制点, 其粗糙度影响防水粘结层黏结效果。合理的构造深度有益于增强层间的抗剪切性能, 但如果构造出现凸凹较大的高差也将影响防水粘结层的整体质量, 存在防水材料薄厚不均抗剪力不均现象, 从而影响粘结层使用寿命。

通过对复合型路面水泥混凝土下承层表面的浮浆、污染物的清除, 使水泥混凝土表面裸露出新鲜密实的骨料, 进一步提高表面的粗糙度, 提高混凝土表面与防水粘结层的黏结性, 增加了防水粘结层与水机混凝土下承层以及沥青面层的抗剪切能力, 有力减少复合型路面病害的形成, 使路面经久耐用, 产生更大的经济、社会效益。通过工程实践———抛丸技术能够较好的将水泥混凝土表面浮浆层、杂质清除干净, 同时可以对水泥混凝土表面进行打毛, 形成均匀粗糙的表面, 有效提高防水粘结工作性能, 从而对复合型路面整体使用寿命起到积极作用。

结束语

沥青混凝土复合路面中存在的病害原因诸多, 有原下承层-混凝土面板的自身质量原因, 有沥青面层的自身质量问题, 各个环节存在问题都将直接影响路面的使用效果、使用寿命;就混凝土面板抛丸技术施工而言能够较好的解决混凝土表层由于浮浆较多、污染严重、粗糙不均等直接影响防水粘结层工作性能问题, 从而提高复合路面使用寿命。抛丸技术越来越受到工程技术人员的关注, 目前已经在水泥混凝土路面防滑处治、沥青混凝土路面性能恢复中广泛应用, 并发挥较好的效果, 在公路工程中值得推广应用。


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