水泥砼路面與瀝青砼路面層間黏結處置技術研究

中交一公局集團有限公司，北京 100024

在進行高速公路隧道砼路面及橋面鋪裝施工瀝青路面前，需進行拋丸處置，應用拋丸機處理路面浮漿及鑿毛施工，可進一步增強層間黏結力，從而達到延長瀝青路面使用壽命和提升整體美觀度的效果。根據以往施工經驗，傳統佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機雖然應用廣，但其無論是在拋丸效果、效率上，還是在安全環保性能方面均有不同程度的缺陷，因此面對強調高質量發展的社會現狀及福建省高速公路路面工程質量均質化發展的要求，如何優化拋丸工藝，加強砼路面與瀝青路面間的層間黏結力，達到瀝青路面壓實度、平整度等各項指標明顯提升的效果，用以指導后續類似項目施工顯得尤為重要。

莆炎高速三明段YB3項目（以下簡稱“莆炎YB3項目”）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。文章以該項目橋隧砼路面拋丸為依托，進行高速公路項目砼路面與瀝青路面層間黏結處置技術研究。

1 水泥砼交接面拋丸處置

在許多發達國家，拋丸處理是一種早已開始應用的表面處理方法。世界上第一臺拋丸設備誕生于100年前，開始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質、氧化皮，增加粗糙度等方面得到應用。隨著世界上第一臺水平移動式拋丸設備在美國的誕生，其應用領域迅速擴展到砼表面處理上，并且直接引導了該行業的標準制定和行業施工方法的規范。然而，許多工程將層間黏結的處置簡單地看作是對結構層的構造性需求，忽略了不同類型路面對黏結功能的不同需求。

拋丸是指通過機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、附著物及其他需要清理物質的表面處理方法，打擊過表面的丸料在拋丸機配套吸塵設備產生的負壓和本身撞擊的反彈作用下，與處理過的雜質一起回到機身的分離系統，并將雜質和可回收的丸料自動分離及分別回收。

當前福建省內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備。手扶式拋丸設備存在效率低、拋丸效果差、操作困難、安全性能差、環保效果差等諸多缺點。根據《關于推進高速公路路面工程質量均質化發展的指導意見》，“水泥砼交界面拋丸處置應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。

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

圖1 新型2-4800DH型駕駛式拋丸機

2 新型駕駛式拋丸機設備

佰銳泰克2-4800DH型拋丸機是柴油機驅動的大型駕駛式拋丸設備，由美國國際表面處理有限公司生產。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到1200～ 3000m2/h。

2.1 新設備優點

（1）拋丸效率提高。2-4800DH型駕駛式拋丸機采用拋丸裝置和吸塵系統一體式設計，擺脫了傳統手扶式拋丸設備的除塵連接管，設備運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，效率高，且輔助人員較少。

（2）拋丸效果提升。佰銳泰克2-4800DH型拋丸機能夠有效地清理橋面砼浮漿（傳統式手扶式拋丸機無法清理砼浮漿，需人工手動鑿除），確保拋丸后水泥砼表面平整、粗糙、整潔，并能滿足均質化要求。新式拋丸機顯著地提升了拋丸效果，切實保障了瀝青路面與水泥砼路面間的黏結力。應用拋丸機處理路面浮漿及進行鑿毛施工，可進一步增強層間黏結力，從而達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。傳統手扶式拋丸機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，無法有效布控，存在一定的安全隱患；而新型駕駛式拋丸機配備的復合顯示面板能夠顯示設備的工作狀態，并可以自動進行故障檢測，設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開關等安全設施，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）環保效果提升。傳統手扶式拋丸機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，極易產生揚塵；而新型駕駛式拋丸機的吸塵器帶有自動反吹系統，且大容量的儲灰斗保障了設備的連續工作能力，能有效減少灰塵污染、減少清灰次數。

2.2 新設備創新點

傳統佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機拋丸效果較差，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；而新型設備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機拋丸界面能到達橋隧砼路面邊部，作業行走速度為30m/min，砼界面處理效率可達1200～3000m2/h，鋼丸容量達550kg。新型設備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機與傳統佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機相比，作業效果、效率及持續性均有明顯提升。

傳統佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機拋丸后界面較難達到粗骨料外露要求，防水黏層的黏結性較差；新型設備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機拋丸可以達到粗骨料外露要求，在加強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濟效益。

傳統佰銳泰克2-20DT手扶式拋丸機拋丸后界面防水黏層黏結性較差，且對黏層瀝青含量要求高，瀝青砼面層攤鋪碾壓后有推移、泛油進而易造成運營期間車轍風險；新型設備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機在提高拋丸效果的同時，可加強層間黏結效果，還可為瀝青砼平整度、壓實度等重要指標提供保障。

3 施工程序及注意事項

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

第二，物料的配比要按照設計要求配制，現場施工時灑布量需及時取樣進行檢測。

第三，認真做好試驗段，通過試驗段取得成果，并結合現場情況及時調整施工作業。

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。根據氣候及氣溫情況判定開放交通時限，且應限定車速。

第五，黏結材料及其用量與砼界面的處理方式是影響復合式瀝青路面層間黏結性能的重要因素。其中，黏結材料的灑布應盡量貼近最佳用量值，且不同界面處理方式下各黏結材料的最佳用量不同，施工時宜在試驗段事先標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力，建議采用深淺適中的構造深度；鑿毛層間界面處理方式能提供良好的層間黏結性能。

4 結束語

與傳統手扶式拋丸機相比，新型設備佰銳泰克2-4800DH型駕駛式拋丸機在拋丸寬度、行走速度、作業速度、處理效率、鋼丸容量及操作人數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處置有較大的改善，同時能夠間接提高橋隧瀝青砼壓實度、平整度等關鍵指標的質量控制，達到砼路面與瀝青路面層間處置質量、進度更大化提升的效果，能產生較好的經濟效益和社會效益，并能夠有效指導后續類似項目的施工，具有廣闊的推廣應用前景。