混凝土橋面界面處置方式的研究和探討

黃飛

（中交第三公路工程局有限公司）

混凝土橋面界面處置方式的研究和探討

黃飛

（中交第三公路工程局有限公司）

本文結(jié)合杭州灣跨海大橋混凝土橋面鋪裝界面處置的具體施工情況，簡要的介紹了兩種界面處置方法的施工工藝。同時，通過試驗對比研究，從形成界面的構(gòu)造深度、抗剪能力等方面就兩種界面處置方法進(jìn)行了對比。另外，本文提出了在混凝土橋面鋪裝中，在同等粘結(jié)防水材料的情況下，銑刨較噴砂處理能提供更為安全的抗剪界面的觀點。

界面處置；銑刨；噴砂；抗剪

優(yōu)良的界面處理可以保證橋面鋪裝層與水泥混凝土面板之間的有效粘結(jié)、抗剪、應(yīng)力吸收和防水功能。界面處理包括了橋面板的處理和防水粘結(jié)層的選擇。目前，在一些大型水泥混凝土橋面鋪裝過程中，大家對防水粘結(jié)材料的選擇較為重視，國內(nèi)也進(jìn)行了很多相關(guān)的科研工作并取得一些研究成果。對于橋面板的處置方式并沒有得到足夠的重視，事實上橋面板的預(yù)處理方式與界面防水粘結(jié)材料的選擇對整個鋪裝結(jié)構(gòu)的性能有著同等重要作用。

1 混凝土橋面處置方式及施工工藝

在杭州灣跨海大橋混凝土橋面鋪裝中，界面處置采用了拋丸打砂和精銑刨兩種界面處理方式。其中銑刨應(yīng)用于縱坡較大區(qū)域、變速較頻繁區(qū)域及混凝土露骨不明顯、表面有較厚的浮漿或砂漿層等區(qū)域，其他區(qū)域采用拋丸打砂的方法。

1.1 拋丸打砂施工工藝

（1）設(shè)備配備

噴砂處理采用帶吸塵裝置的移動式自動無塵打砂機(jī)，打砂機(jī)包括兩種型號：一種型號為 2-30DS，配備一臺50kw發(fā)電機(jī)，噴砂工作寬度為80cm，現(xiàn)場行走速度為7m/min,每小時工作量為275m2；一種型號為肯特350，配備一臺75kw發(fā)電機(jī)，工作寬度0.35m，現(xiàn)場行走速度5m/min，每小時完成噴砂面積80m2。

（2）多臺拋丸機(jī)作業(yè)采用并行直線連續(xù)拋丸方式，拋丸設(shè)備兩次施工行車道之間需要搭接3～5cm，根據(jù)工程的具體特點和施工需要，合理調(diào)節(jié)設(shè)備，使搭接的部分與整體拋丸處理后的效果一致，保證拋丸處理后的表面平整度，以防出現(xiàn)高低差等缺陷。

（3）拋丸去除深度1～3mm，露骨率≥20%，當(dāng)一遍達(dá)不到20%時進(jìn)行二次或多次拋丸。

（4）拋丸處置后的表面有均勻的粗糙度和良好的清潔度，拋丸處置后,若界面不清潔或二次污染,要用真空吸塵器或空壓機(jī)、森林滅火器清潔。

（5）對無法拋丸處置的邊角等部位，采用手推式打麻機(jī)補(bǔ)充處置。

（6）在噴砂機(jī)噴砂強(qiáng)度確定后（設(shè)定各參數(shù)），橋面板的噴砂效果跟橋面浮漿的厚度有很大關(guān)系。噴砂并不能將太厚浮漿處理掉，導(dǎo)致噴砂處理后的界面仍然存在軟弱層，影響最終橋面鋪裝的抗剪和粘結(jié)強(qiáng)度。因此對于浮漿較厚的部位要增加噴砂強(qiáng)度或者采用精銑刨方式進(jìn)行處理。

圖1 噴砂處理后界面

圖2 裸露部分骨料

圖3 浮漿較厚，未見骨料

2. 精銑刨施工工藝

（1）設(shè)備配備

界面銑刨采用維特根W2000型銑刨機(jī)，銑刨機(jī)工作寬度為2m。銑刨深度控制在3～5mm，銑刨速度控制在5～8m/ min，每小時完成銑刨500m2。

（2）由于橋面不平整造成露白（未銑刨）的部分采用窄幅銑刨機(jī)補(bǔ)銑刨，或用拋丸機(jī)拋丸處置。

（3）銑刨結(jié)束后首先采用人工方式將銑刨后產(chǎn)生的粗顆粒清掃干凈。等銑刨面干燥后，用小型清掃機(jī)進(jìn)行清掃，隨后用空壓機(jī)強(qiáng)風(fēng)吹凈，保證面界清潔、干凈。

3 橋上試驗段界面處理現(xiàn)場檢測

項目部主要測試了經(jīng)過噴砂和銑刨處理過后橋面的構(gòu)造深度，間隔20米測試一個斷面，每個斷面測三個點，測試位置均位于輪跡帶上。

3.1 構(gòu)造深度試驗

（1）未處理界面

本次共測試14個未處理斷面，共計41點，這些測點構(gòu)造深度的平均值＝0.534，標(biāo)準(zhǔn)差＝0.096，代表值＝0.509。

（2）噴砂處理界面

本次共測試噴砂斷面9個，共計26測點。這些測點構(gòu)造深度的平均值＝0.561 ，標(biāo)準(zhǔn)差＝0.089，代表值＝0.532。

（3）精銑刨界面

本次共測試銑刨斷面10個，共計30測點。這些測點構(gòu)造深度的平均值＝1.164，標(biāo)準(zhǔn)差＝0.407，代表值＝1.038。

4 實際工況條件下試件剪切試驗

界面研究過程中，在室內(nèi)成型C40水泥混凝土板，將混凝土板分別進(jìn)行噴砂和銑刨處理后，按現(xiàn)場要求在界面上涂刷防水粘結(jié)層，然后輪碾成型6cmSMA-16混合料，通過剪切試驗評價復(fù)合板的抗剪強(qiáng)度。試驗結(jié)果如表1。

試驗段施工過程中在橋梁伸縮縫處埋置8塊水泥板，在橋面板進(jìn)行噴砂和銑刨處理過程中，分別對其中的4塊板進(jìn)行噴砂處理，4塊板進(jìn)行銑刨處理。然后灑布防水粘結(jié)層并鋪筑SMA16混合料，SMA-16施工結(jié)束后取出進(jìn)行剪切試驗，以此評價噴砂和精銑刨兩種界面處理方式的效果。

從橋上試驗段現(xiàn)場成型復(fù)合板試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，打砂和銑刨的抗剪強(qiáng)度均滿足0.4Mpa的抗剪強(qiáng)度要求，符合國家規(guī)范要求。精銑刨界面上噴灑熱噴防水粘結(jié)涂料粘結(jié)層的45o抗剪強(qiáng)度較噴砂界面提高了60%，直剪試驗提高57%。室內(nèi)成型復(fù)合板試件，精銑刨界面上噴灑熱噴防水粘結(jié)涂料防水粘結(jié)層的45o抗剪強(qiáng)度較噴砂界面提高了19%，直剪試驗提高32%。可見現(xiàn)場精銑刨的效果要優(yōu)于室內(nèi)模擬精銑刨的效果。

5 結(jié)論

（1）銑刨和噴砂均可以對界面進(jìn)行有效處理，去除橋面板上的灰塵、浮漿、軟弱部位、油污等雜物。從橋面抗剪角度分析，精銑刨后橋面板產(chǎn)生的小棱角能夠提供一種剪力鍵的作用，有助于提高橋面鋪裝的抗剪強(qiáng)度。

（2）界面經(jīng)過噴砂和銑刨以后，橋面的構(gòu)造深度明顯增加。噴砂的構(gòu)造深度較未處理的提高了4.5%，銑刨的較未處理的提高了103.7%。

（3）從試驗段現(xiàn)場成型復(fù)合板試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，精銑刨界面上噴灑熱噴防水粘結(jié)涂料防水粘結(jié)層的45o抗剪強(qiáng)度較噴砂界面提高了60%，直剪試驗提高57%。表明精銑刨方式處理混凝土界面可有效的提高界面抗剪強(qiáng)度。

表1 室內(nèi)成型試件試驗結(jié)果（MPa）

（4）試驗證明，銑刨在界面構(gòu)造深度和抗剪等方面均優(yōu)于噴砂處理，在縱坡較大、浮漿較厚的混凝土箱梁表面，可采用精銑刨的處理方式，提高界面抗剪安全性能。