水泥砼路面与沥青砼路面层间黏结处置技术研究

中交一公局集团有限公司，北京 100024

在进行高速公路隧道砼路面及桥面铺装施工沥青路面前，需进行抛丸处置，应用抛丸机处理路面浮浆及凿毛施工，可进一步增强层间黏结力，从而达到延长沥青路面使用寿命和提升整体美观度的效果。根据以往施工经验，传统佰锐泰克2-20DT手扶式抛丸机虽然应用广，但其无论是在抛丸效果、效率上，还是在安全环保性能方面均有不同程度的缺陷，因此面对强调高质量发展的社会现状及福建省高速公路路面工程质量均质化发展的要求，如何优化抛丸工艺，加强砼路面与沥青路面间的层间黏结力，达到沥青路面压实度、平整度等各项指标明显提升的效果，用以指导后续类似项目施工显得尤为重要。

莆炎高速三明段YB3项目（以下简称“莆炎YB3项目”）位于福建省三明市，路线全长42.925km，全线桥隧比为68.8%，水泥砼表面抛丸面积为8271449m2。文章以该项目桥隧砼路面抛丸为依托，进行高速公路项目砼路面与沥青路面层间黏结处置技术研究。

1 水泥砼交接面抛丸处置

在许多发达国家，抛丸处理是一种早已开始应用的表面处理方法。世界上第一台抛丸设备诞生于100年前，开始是在各种金属或非金属表面去除杂质、氧化皮，增加粗糙度等方面得到应用。随着世界上第一台水平移动式抛丸设备在美国的诞生，其应用领域迅速扩展到砼表面处理上，并且直接引导了该行业的标准制定和行业施工方法的规范。然而，许多工程将层间黏结的处置简单地看作是对结构层的构造性需求，忽略了不同类型路面对黏结功能的不同需求。

抛丸是指通过机械的方法将金属丸料以很高的速度（约70m/s）和一定角度抛射到工作面上，让金属丸料高速冲击砼路面表面，使砼表面粗糙化，同时处理表面杂质、附着物及其他需要清理物质的表面处理方法，打击过表面的丸料在抛丸机配套吸尘设备产生的负压和本身撞击的反弹作用下，与处理过的杂质一起回到机身的分离系统，并将杂质和可回收的丸料自动分离及分别回收。

当前福建省内水泥砼表面抛丸凿毛主要采用的是手扶式自行走抛丸清理设备。手扶式抛丸设备存在效率低、抛丸效果差、操作困难、安全性能差、环保效果差等诸多缺点。根据《关于推进高速公路路面工程质量均质化发展的指导意见》，“水泥砼交界面抛丸处置应满足全断面砼粗骨料外露”的要求，对水泥砼路面抛丸提出了明确要求。

结合该项目工期紧、零污染管控要求高等特点，笔者所在单位对比国内外抛丸设备与工艺，引进了美国佰锐泰克最新驾驶式抛丸清理设备佰锐泰克2-4800DH型抛丸机（见图1），通过新设备的引进提高项目工程质量均质化水平。

图1 新型2-4800DH型驾驶式抛丸机

2 新型驾驶式抛丸机设备

佰锐泰克2-4800DH型抛丸机是柴油机驱动的大型驾驶式抛丸设备，由美国国际表面处理有限公司生产。其重量为11.8t，单次清理宽度为1220mm，施工行走速度约为30m/min，钢丸容量为540kg，砼路面抛丸处理效率可达到1200～ 3000m2/h。

2.1 新设备优点

（1）抛丸效率提高。2-4800DH型驾驶式抛丸机采用抛丸装置和吸尘系统一体式设计，摆脱了传统手扶式抛丸设备的除尘连接管，设备运输和操作更加灵活方便；钢丸容量明显增加、施工行走速度加快、一次性抛丸宽度增大，适合大面积作业，效率高，且辅助人员较少。

（2）抛丸效果提升。佰锐泰克2-4800DH型抛丸机能够有效地清理桥面砼浮浆（传统式手扶式抛丸机无法清理砼浮浆，需人工手动凿除），确保抛丸后水泥砼表面平整、粗糙、整洁，并能满足均质化要求。新式抛丸机显著地提升了抛丸效果，切实保障了沥青路面与水泥砼路面间的黏结力。应用抛丸机处理路面浮浆及进行凿毛施工，可进一步增强层间黏结力，从而达到延长沥青路面使用寿命和提升整体美观度的效果。

（3）安全性能提高。传统手扶式抛丸机抛丸时需人工下地手扶操作，且由于抛丸过程一直处于移动状态，无法有效布控，存在一定的安全隐患；而新型驾驶式抛丸机配备的复合显示面板能够显示设备的工作状态，并可以自动进行故障检测，设备带有后退报警提示、喇叭、警示灯、紧急停止按钮、工作照明灯以及驾驶位置保护开关等安全设施，特别是在隧道施工中，警示灯等的安全功能显著提高了施工安全性。

（4）环保效果提升。传统手扶式抛丸机虽配备了除尘连接管，但由于连接管较长，灰尘无法被快速吸收至储灰斗，极易产生扬尘；而新型驾驶式抛丸机的吸尘器带有自动反吹系统，且大容量的储灰斗保障了设备的连续工作能力，能有效减少灰尘污染、减少清灰次数。

2.2 新设备创新点

传统佰锐泰克2-20DT手扶式抛丸机抛丸效果较差，无法施工桥隧砼路面边部，一般会有20～30cm宽的部分无法抛丸到位，且抛丸效率低，作业行走速度为12m/min，砼界面处理效率为300～500m2/h，钢丸容量为75kg；而新型设备佰锐泰克2-4800DH型驾驶式抛丸机抛丸界面能到达桥隧砼路面边部，作业行走速度为30m/min，砼界面处理效率可达1200～3000m2/h，钢丸容量达550kg。新型设备佰锐泰克2-4800DH型驾驶式抛丸机与传统佰锐泰克2-20DT手扶式抛丸机相比，作业效果、效率及持续性均有明显提升。

传统佰锐泰克2-20DT手扶式抛丸机抛丸后界面较难达到粗骨料外露要求，防水黏层的黏结性较差；新型设备佰锐泰克2-4800DH型驾驶式抛丸机抛丸可以达到粗骨料外露要求，在加强防水黏层洒布效果的同时，可以在防水黏层掺配比例方面增加经济效益。

传统佰锐泰克2-20DT手扶式抛丸机抛丸后界面防水黏层黏结性较差，且对黏层沥青含量要求高，沥青砼面层摊铺碾压后有推移、泛油进而易造成运营期间车辙风险；新型设备佰锐泰克2-4800DH型驾驶式抛丸机在提高抛丸效果的同时，可加强层间黏结效果，还可为沥青砼平整度、压实度等重要指标提供保障。

3 施工程序及注意事项

第一，防水黏层施工前，必须将桥隧砼界面清扫干净，个别污染严重的路段需用水冲洗。

第二，物料的配比要按照设计要求配制，现场施工时洒布量需及时取样进行检测。

第三，认真做好试验段，通过试验段取得成果，并结合现场情况及时调整施工作业。

第四，做好施工期间的交通管制，禁止车辆从未破乳完成的防水黏层上通过。根据气候及气温情况判定开放交通时限，且应限定车速。

第五，黏结材料及其用量与砼界面的处理方式是影响复合式沥青路面层间黏结性能的重要因素。其中，黏结材料的洒布应尽量贴近最佳用量值，且不同界面处理方式下各黏结材料的最佳用量不同，施工时宜在试验段事先标定出路段适合的最佳用量；改变砼界面处理方式能显著改变层间黏结力，建议采用深浅适中的构造深度；凿毛层间界面处理方式能提供良好的层间黏结性能。

4 结束语

与传统手扶式抛丸机相比，新型设备佰锐泰克2-4800DH型驾驶式抛丸机在抛丸宽度、行走速度、作业速度、处理效率、钢丸容量及操作人数等方面均有较大程度的提升，对砼路面抛丸效果、效率、安全、环保等性能也均有较大提升，还对砼路面与沥青路面的层间黏结处置有较大的改善，同时能够间接提高桥隧沥青砼压实度、平整度等关键指标的质量控制，达到砼路面与沥青路面层间处置质量、进度更大化提升的效果，能产生较好的经济效益和社会效益，并能够有效指导后续类似项目的施工，具有广阔的推广应用前景。