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橋面拋丸處理工藝出現(xiàn)在100年前，是一種在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早已應(yīng)用的結(jié)構(gòu)表面處理方法。即在各種金屬或非金屬表面通過(guò)拋丸處理工藝去除雜質(zhì)、氧化皮，增加結(jié)構(gòu)表面的粗糙度。經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，拋丸處理工藝以及設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤鋺?yīng)用已經(jīng)不僅僅是局限于重工業(yè)領(lǐng)域，目前其應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展到國(guó)家公路養(yǎng)護(hù)、橋梁施工、機(jī)場(chǎng)維護(hù)、船舶甲板金屬表面處理等領(lǐng)域上，并且直接引導(dǎo)了該行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)施工規(guī)范的制訂。中國(guó)在此方面的應(yīng)用卻依舊是很少，只有在少數(shù)項(xiàng)目中使用了拋丸處理工藝，在高速公路、市政道路及混凝土橋梁防水涂裝方面，仍然存在空白。本文主要介紹拋丸處理工藝在閔浦二橋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)防水施工中的應(yīng)用。
橋梁易受雨水的侵蝕，雨水對(duì)橋梁的腐蝕作用表現(xiàn)為雨水滲透引發(fā)混凝土內(nèi)堿環(huán)境的破壞、鈣質(zhì)的流失，其勢(shì)將造成混凝土溶蝕，鋼筋生銹，強(qiáng)度降低，終導(dǎo)致橋梁的使用壽命的降低。尤其在北方地區(qū)，冬季氣溫在0℃以下時(shí)，凍融對(duì)混凝土表面的破壞作用尤甚，更易加快鋼筋的腐蝕速度。
目前工程結(jié)構(gòu)中橋梁在面層鋪裝上基本不設(shè)防水層，排水手段主要為縱橫坡度和泄水系統(tǒng)。因此橋梁面層出現(xiàn)滲水現(xiàn)象不可避免。隨著滲水現(xiàn)象加劇，勢(shì)必誘發(fā)橋面鋪裝層脫落、砼堿—集料反應(yīng)、鋼筋銹蝕，終引發(fā)混凝土脹裂等嚴(yán)重問(wèn)題，危害橋梁結(jié)構(gòu)本體。為避免橋梁結(jié)構(gòu)隱患的存在，保護(hù)橋梁構(gòu)筑物免遭滲水侵蝕，提高橋梁的耐久性，延長(zhǎng)其使用壽命，就必須重視橋梁防水工藝的設(shè)計(jì)和施工。
2混凝土橋面防水層
歐美國(guó)家自20世紀(jì)70年代以來(lái)，在混凝土橋面鋪裝中廣泛應(yīng)用了防水層，大大減少混凝土橋梁因?yàn)闈B水的原因而造成的損壞，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。但隨著交通量的增加，出現(xiàn)了防水層和面層因?yàn)轲そY(jié)強(qiáng)度不足而產(chǎn)生橋面鋪裝推移的病害。在中國(guó)，混凝土橋梁也經(jīng)常發(fā)生類似病害。造成以上病害的原因之一是因?yàn)榛炷撩鎸拥奶幚頉](méi)有能夠完全去除表面殘留物質(zhì)，沒(méi)有保留一定的粗糙表面來(lái)保證防水層和橋面鋪裝面層的黏結(jié)強(qiáng)度。
2.1防水層基本要求
(1)防水材料本身要有良好的不透水性、耐候性、強(qiáng)度等；
(2)防水層和路面面層以及橋面底層要有足夠的黏結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。2.2優(yōu)良的防水體系部分組成(1)材料本身的質(zhì)量和性能的保證；(2)施工工藝和方法的保證。
以上兩個(gè)方面的共同作用才能使防水層的作用得到充分的體現(xiàn)。
3傳統(tǒng)鑿毛方法與拋丸處理工藝對(duì)比
經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)多年的摸索以及參考國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，有關(guān)防水材料本身性能要求的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范已經(jīng)制定，但對(duì)于防水材料的施工工藝和方法方面，相關(guān)行業(yè)要求卻較少涉及。特別是目前橋梁防水中，幾乎所有的材料廠家都已意識(shí)到基面的處理結(jié)果是整個(gè)防水體系的關(guān)鍵，但卻一直沒(méi)有真正適合橋面處理的工藝。
中國(guó)目前較常采用的砼表面處理方法是：人工或機(jī)械對(duì)橋面鑿毛。該方法存在施工效率低，不便于大面積機(jī)械化施工；環(huán)境污染嚴(yán)重；黏結(jié)力較差；甚至存在在原混凝土表面產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)導(dǎo)致附加微裂紋的危險(xiǎn)。以下為使用鑿毛工藝的特點(diǎn)。
1）在機(jī)械沖擊下產(chǎn)生微裂紋；2）將原來(lái)并不松動(dòng)的骨料會(huì)震松；3）創(chuàng)面百分比低；
4）破壞原路面或橋面的平整度；5）處理后的表面不均勻；6）需要后續(xù)的清理工作；7）環(huán)境粉塵污染嚴(yán)重；而拋丸處理工藝的特點(diǎn)如下：1）表面粗糙均勻；
2）完全去除浮漿和起砂，100%“創(chuàng)面”3）露骨，但不會(huì)去除黏結(jié)緊密的骨料；4）一次性施工，不需要清理；沒(méi)有環(huán)境污染；5）施工效率高；6）設(shè)備運(yùn)行成本低；7）提前暴露混凝土缺陷
研究表明：粗糙度和平整度必須均控制在一定的范圍內(nèi)，這樣粘結(jié)材料同基層的抗剪切力和黏結(jié)強(qiáng)度的共同組成的整體粘結(jié)性能才能達(dá)到好的效果。過(guò)于粗糙（凸凹）的表面，其抗剪切強(qiáng)度的增加并不能有效提高粘結(jié)材料與被處理結(jié)構(gòu)表面的整體粘結(jié)性能，反而由于失去附著力，即失去了粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)失去抗剪切能力，影響了粘結(jié)材料整體粘結(jié)性能的發(fā)揮。鑿毛的不均勻性顯然影響了粘結(jié)材料整體粘結(jié)性能，不利于結(jié)構(gòu)的防水功能。
4橋面拋丸工藝原理和設(shè)備
4.1拋丸工藝原理
拋丸是指通過(guò)機(jī)械的方法把丸料(鋼丸或砂粒)以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上，讓丸料沖擊工作表面，然后在機(jī)器內(nèi)部通過(guò)配套的吸塵器的氣流清洗作用，將丸料和清理下來(lái)的雜質(zhì)分別回收，并且使丸料可以再次回收利用的技術(shù)。機(jī)器配有除塵器，做到無(wú)塵、無(wú)污染施工，既提高效率，又保護(hù)環(huán)境。
機(jī)器操作時(shí)通過(guò)控制和選擇丸料的顆粒大小、形狀，以及調(diào)整和控制設(shè)備的行走速度，控制丸料的拋射流量，得到不同的拋射強(qiáng)度，獲得不同的表面處理效果。
4.2設(shè)備要求
為滿足在不同的表面上達(dá)到不同的應(yīng)用要求上，拋丸設(shè)備可以通過(guò)調(diào)整以下的參數(shù)予以實(shí)現(xiàn)。
(1)鋼丸規(guī)格的選擇：鋼丸有不同的大小規(guī)格和形狀。按照需要處理的表面的材質(zhì)和粗糙程度可以選擇不同直徑范圍的鋼丸，鋼板表面的處理還需要添加一定比例的鋼砂以達(dá)到要求的粗糙度。
(2)拋丸設(shè)備的行走速度和拋丸的丸料流量：拋丸設(shè)備可以設(shè)定和調(diào)整行走速度，其次可以設(shè)定和調(diào)整丸料的流量達(dá)到單位表面拋丸密度的改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的拋丸效果。隨著處理速度的降低，表面清理的深度增加，一般拋丸在混凝土表面可以處理的深度在0.1~4mm之間；在瀝青表面可以達(dá)到2.5mm的紋理深度。
(3)處理的基層狀況
不同的基層骨料結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度，在相同的拋丸參數(shù)下會(huì)得到不同的處理效果。
5拋丸處理的要求
5.1國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)
在混凝土表面防護(hù)性涂裝上，中國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的基面處理標(biāo)準(zhǔn)要求。在國(guó)外，其在混凝土表面防護(hù)性涂裝的標(biāo)準(zhǔn)涉及以下方面。
(1)混凝土表面粗糙度對(duì)比
按照ICRI(InternationalConcreteRepairInstitute)和ASTM(AmericanSocietyfortestingandmaterial)標(biāo)準(zhǔn)要求，混凝土表面的處理結(jié)果按粗糙度不同分成了9個(gè)等級(jí)，并對(duì)不同混凝土涂裝保護(hù)方法建議了佳的表面粗糙度。通用的范圍即為SP3-SP5，即拋丸處理輕度――中度的范圍。
(2)鋪砂法
①通常用來(lái)衡量混凝土和瀝青成型路面（上面層）的紋理構(gòu)造深度；
②在涂裝保護(hù)時(shí)建議的構(gòu)造深度為0.4~0.8為佳：過(guò)小粗糙度低；過(guò)大，則破壞了原有基面的平整度和構(gòu)造，容易造成防水層鋪裝厚度不均。
5.2中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
參考國(guó)外和國(guó)內(nèi)部分省份的施工經(jīng)驗(yàn)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，建議的混凝土基面（下封層）采用的表面處理打毛標(biāo)準(zhǔn)：
(1)表面無(wú)浮漿；清潔；無(wú)浮塵；無(wú)污染物；(2)表面缺陷應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)；
(3)機(jī)械清理應(yīng)達(dá)到：處理后的表面平整、均勻；達(dá)到100%創(chuàng)面；骨料露出；無(wú)松動(dòng)骨料；粗糙度：CPS對(duì)照版SP3――SP5；或鋪砂法0.4――0.8；
“露骨率”的說(shuō)明：因?yàn)橹袊?guó)各省份氣候條件、施工條件的差異很大，所以在混凝土級(jí)配、施工方法、骨料的選擇上存在差異，不同的地區(qū)（甚至路段）采用不同級(jí)配和選材。所以在進(jìn)行表面清理過(guò)程中，同樣已經(jīng)完全去除浮漿，得到均勻粗糙的表面，但“露骨率”卻有很大差別。另外，“露骨率”完全憑借施工人員肉眼觀察，存在人為影響的因素；所以國(guó)外并不使用“露骨率”的提法。但拋丸可以通過(guò)控制參數(shù)，達(dá)到完全去除表面層，暴露骨料的目的。
6結(jié)語(yǔ)
拋丸處理工藝在雖然中國(guó)浙江、江蘇、湖北、湖南、吉林、云南、四川、京津、河北等地混凝土橋梁防水中得到了應(yīng)用。但作為一種全新的表面清理打毛的方法，其應(yīng)用范圍仍然很小，也缺少統(tǒng)一的施工技術(shù)規(guī)范及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。相信，隨著大家對(duì)拋丸處理工藝的認(rèn)識(shí)不斷提高，拋丸處理工藝將不斷成熟和規(guī)范，在中國(guó)混凝土橋梁防水上的應(yīng)用會(huì)逐漸被推廣。
