抛丸施工参数对沥青路面影响研究

田磊

【摘 要】为了研究抛丸施工各作业参数对沥青混凝土路面处理后抗滑性能的影响，以构造深度提高幅度为评价指标，采用室内试验分析了弹丸粒径、行进速度以及砂丸比对车辙试件构造深度的影响。结果表明增大弹丸粒径、减小行进速度以及增加砂丸比有利于提高车辙试件构造深度，改善沥青路面的抗滑性能。但构造并非越大越好，推荐抛丸施工参数为：弹丸粒径—G280与G330，优先选用G330；行进速度—≥8m/min；砂丸比—50%～60%。

【关键词】抛丸施工；沥青路面；参数；抗滑性能构造深度

0 引言

沥青路面抗滑性能直接影响着行驶车辆的安全，而随着服役时间的延长以及交通量的增长，沥青路面抗滑性能将呈现明显的衰减趋势。目前对于旧沥青路面常用的处置方式有：封层法、罩面法、沥青再生法和机械法四类[1]。抛丸技术作为机械法中一种，近年来得到了较为广泛的应用。

抛丸技术最初应用于制造业，主要用于机器等物件除杂质、去除氧化膜、打磨以增加粗糙度等方面。开始引入到道路行业时，主要应用于水泥混凝土路面处理[2-3]，同时在解决水泥混凝土桥面与沥青铺装层之间层间结合问题等方面也有一定运用[4-5]。最近几年，针对沥青路面抗滑性能的衰减问题，抛丸技术才开始应用于沥青混凝土路面。然而对其的研究主要集中于基本的施工工艺等探讨[6]，对更深入的施工参数对施工效果的影响仍有待研究。

基于以上原因，本文采用室内试验的方式，依次对弹丸粒径、行进速度以及砂丸比3个参数对施工处理效果进行研究，以为工程实践推荐合适的抛丸施工技术参数。

1 各施工参数影响

试验选取一AC-16沥青混合料，并制备标准车辙试件，各参数试验均在单独车辙试件上进行。考虑不同车辙试件成型差异对初始抗滑性能指标的影响，在此以构造深度的提高幅度为评价指标，以评价不同参数下抛丸处理对车辙试件抗滑性能指标的影响。

1.1 弹丸粒径

弹丸作为与沥青路面直接接触的物体，其粒径参数的大小直接影响着对沥青路面的处理效果。为了研究弹丸粒径对抛丸施工的影响，选取4种弹丸粒径：G280（0.85mm）、G330（1.0mm）、G390（1.2mm）、G460（2.0mm），对各车辙试件进行抛丸处理。其它参数均选用仪器推荐值进行试验：行进速度—8m/min；砂丸比—钢砂（钢砂粒径选用G16（1.4mm））与弹丸质量比为1：1。所得试验结果如图1。

图1 弹丸粒径影响

由图1分析可知：经抛丸处理后试件构造深度均有所提高，表明将抛丸技术运用于抗滑性能不良的沥青路面表面层具有较好的可行性。且整体而言，随着抛丸粒径的增大，抛丸处理对沥青路面抗滑性能改善效果更加明显。

但构造深度并非越大越好，过大的构造深度一方面会使行车噪音加大，同时也会使透水可能性增加，进而造成沥青路面水损害，削弱沥青路面耐久性能[7]。对比抛丸处理后各车辙试件可以发现，当弹丸粒径为G390与G460时，试件表面细集料剥落现象明显，可认为此时构造深度过大。因此在兼顾处理后不影响沥青路面其它性能的前提下，优先选用较大弹丸粒径。依据本试验结果，可推荐G280与G330弹丸粒径。同时基于以上结论，后续选用G330粒径进行试验分析。

1.2 行进速度

行进速度作为另一关键参数，对抛丸施工也有较大影响。过低是行进速度势必会影响抛丸施工效率，而过高的行进速度又不能保证施工处治质量，因此有必要对行进速度的影响进行研究，以选取合适的速度参数。试验以3m/min为步长，以5m/min～17m/min区间速度对车辙试件进行抛丸处理，试验结果如图2所示。

图2 行进速度影响

由图2可知：不同行进速度均较大幅度的提高了试件构造深度。随着行进速度的提高，构造深度提高幅度逐渐减小，且减小幅度随着行进速度的增大而减小。仅就提高构造深度而言，较小的行进速度有利于提高路面抗滑性能，但由前述分析可知，过大的构造深度亦不符合路面实际耐久性能的要求。分析不同行进速度下抛丸机对车辙试件的处理，发现5m/min速度下试件破损现象明显，表层细集料几乎全部剥离。综合考虑施工效率与处治效果，建议选取≥8m/min的行进速度。后续研究砂丸比对处治效果影响时，选用14m/min的行进速度。

1.3 砂丸比

为了研究砂丸比对抛丸施工的影响，选用最常用的G16（粒度大小为1.4mm）铸钢砂与S330铸钢丸按3种不同配比进行对比分析，3种配比依次为：1：1、3：2、7：3（即对应钢砂所占比例依次为50%、60%与70%）。试验结果如图3所示。

图3 砂丸比影响

由图3可知，随着砂丸比的增大，构造深度提高幅度逐渐加大，表明增大砂丸比有利于抛丸施工对沥青路面抗滑性能的改善。但当砂丸比达到70%时，构造深度提升幅度过大，造成车辙试件表层细集料几乎完全剥离。因此推荐砂丸比在50%～60%之间。

2 结论

以构造深度提高幅度为评价指标，通过室内试验分析弹丸粒径、行进速度与砂丸比对抛丸施工效果的影响，结果表明：

1）增大弹丸粒径、减小行进速度以及增加砂丸比有利于提高车辙试件构造深度，改善沥青路面的抗滑性能。

2）构造深度的提高幅度并非越大越好，过大的构造深度将会导致沥青路面表层细集料的剥离，将削弱沥青路面的耐久性。

3）通过本文研究，推荐各参数分别为：弹丸粒径—G280与G330，优先选用G330；行进速度—≥8m/min；砂丸比—50%～60%。

【参考文献】

[1]韩杰.提高旧沥青路面抗滑性能关键技术研究[D].西安：长安大学，2014.

[2]郑少鹏，彭鹏，谢晋德，等.水泥混凝土路面抛丸机施工效果研究[J].中外公路， 2013，33（06）：85-88.

[3]孟俊毅.抛丸工艺在混凝土路面处理中的应用[J].山西建筑，2012，38（28）：147-148.

[4]罗宏俭.创新型混凝土桥面抛丸处理技术[J].筑路机械与施工机械化，2010（02）：4-6.

[5]姚爱民，姜晓岩.抛丸工艺在桥面沥青面层施工中的应用[J].黑龙江交通科技， 2010（09）：98.

[6]王怀勇.抛丸施工在沥青路面上的技术研讨[J].北方交通，2010（06）：8-11.

[7]JTG D50-2006 公路沥青路面设计规范[S].2006.

[责任编辑：杨玉洁]