周貴寶

（廣東晶通公路工程建設集團有限公司，廣東廣州510635）

近年來，橋面鋪裝層推移、坑槽等早期病害頻發(fā)，嚴重影響了其使用壽命。大量實體工程表明，橋面鋪裝層的表面處治工藝欠佳而造成的層間粘結強度不足是主要原因[1]。

溫毅剛[2]選用高黏度瀝青混凝土鋪設橋面，并對施工工藝進行了研究。王安福[3]研究了拋丸工藝對混凝土橋面粗糙度的影響，表明拋丸遍數(shù)和拋丸速度是影響拋丸工藝的主要因素，且混凝土橋面經(jīng)過拋丸之后構造深度總體減小。易量[4]研究了層間粘結強度和橋面拋丸評價指標的關系，表明摩擦系數(shù)和層間粘結強度具有正相關性。王嘉駿[5]對拋丸處治技術進行了研究，提出了拋丸處治工藝參數(shù)及處治后的混凝土表面的驗收標準。安平[6]通過實體工程應用表明，拋丸鑿毛工藝能高效快速地清除水泥砼鋪裝層表面的浮漿。

綜上所述，關于拋丸工藝的參數(shù)設定、處治效果及標準等方面已有較多研究，但缺乏拋丸工藝對混凝土表面情況的適用性研究。因此，本文在現(xiàn)有研究的基礎上，選取了3 種表層浮漿情況，并對其進行拋丸，對比分析拋丸前后橋面整體化層構造深度的變化規(guī)律，建立了拋丸前后橋面整體化層3 種表面浮漿情況的變化模型，研究成果可以為拋丸工藝的適用性標準提供參考。

1 表面狀況分類

國際混凝土維修協(xié)會將混凝土表面的浮漿和粗糙情況分為3個等級[5]。國內(nèi)對混凝土表面的浮漿描述沒有具體的量化指標。因此，結合國內(nèi)工程經(jīng)驗和國際混凝土協(xié)會方法，將混凝土的表層浮漿情況分為3 種情況，分別定義為浮漿較多、浮漿一般以及浮漿較少，定義標準采用目測法：①浮漿較多：混凝土表面光滑，有明顯的水泥漿斑塊或漿帶，如圖1a所示；②浮漿一般：混凝土表面形成1～3 mm深度的不均勻粗糙表面，無明顯水泥漿帶或斑塊，如圖1b 所示；③浮漿較少：混凝土表面3～5 mm深度的粗糙表面，有明顯石料露出，表面無水泥漿，如圖1c所示。

圖1 表面狀況分類圖

2 試驗方案設計

主要分析拋丸次數(shù)和拋丸速率對橋面整體化層表面浮漿的清除效果。

在對比分析拋丸次數(shù)的效果時，采用拋丸機以15 m/min速度分別對浮漿較多段、浮漿一般段和浮漿較少段進行拋丸3 遍，在不同浮漿表面各選取3 處。按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450-2019）[7]要求，測試每次拋丸后的構造深度值。同時保證每次拋丸后，構造深度的測點圓心位置一致。

在對比分析拋丸速率的效果時，采用拋丸機以8、15、20、25 m/min 的拋丸速率，分別對浮漿較多段、浮漿一般段和浮漿較少段的橋面整體化層進行拋丸1 次，在不同浮漿表面各選取3處。測試要求同上。

3 試驗結果分析

3.1 不同拋丸次數(shù)的效果分析

不同拋丸次數(shù)后，不同表面浮漿狀況下構造深度測試結果如表1和圖2所示。表1中，不同的表面特征各選3 處，如浮漿較多段，對點位1、2、3分別進行了不同拋丸次數(shù)下的構造深度測試。

圖2 拋丸后構造深度值

不同拋丸次數(shù)后，橋面整體化層表面的構造深度變化值如圖3～5所示。

表1 不同拋丸次數(shù)下構造深度值

圖3 拋丸1次后構造深度變化值

圖4 拋丸2次后構造深度變化值

圖5 拋丸3次后構造深度變化值

根據(jù)圖3 可知，拋丸1 次后，不同的浮漿狀況，構造深度變化規(guī)律表現(xiàn)不同。浮漿較多處拋丸1次后，構造深度變大；浮漿一般處，構造深度減??；浮漿較少處，構造深度未發(fā)現(xiàn)明顯變化規(guī)律。

如圖4 所示，拋丸2 次后，浮漿較多處的構造深度相對于未拋丸時仍然是提升作用，但是第2 次拋丸相比于第1 次拋丸，構造深度反而稍有下降。浮漿一般處，拋丸2 次后，構造深度相對于未拋丸而言，構造深度仍然是降低的，但是2次拋丸相比于1 次拋丸，構造深度稍有增加。浮漿較少處，2 次拋丸相較于未拋丸和拋丸1 次，構造深度均是增加的。

如圖5 所示，拋丸3 次后，除個別點外，構造深度相較于未拋丸時，構造深度均增加。浮漿較多處，3次拋丸相較于2次和1次拋丸，構造深度提升效果不明顯。浮漿一般處，3 次拋丸相對于2 次和1 次拋丸，構造深度提高0.1 mm。浮漿較少處，3次拋丸后，構造深度提升0.1 mm。

可見3 次拋丸后，對不同的浮漿情況，拋丸均能提高其構造深度。從上述分析可知，不同表層浮漿狀況，拋丸工藝對其影響不同。對拋丸3次過程中不同表面浮漿的構造深度變化均值進行分析，結果如圖6 所示。圖6 中，編號i-j 意為拋丸i次相對于拋丸j次的構造深度變化情況。

圖6 拋丸3次過程中不同表面浮漿構造深度變化均值

根據(jù)圖6 可知：不同的混凝土表面拋丸效果不同。拋丸1 次和拋丸2 次相對于未拋丸而言，浮漿一般和較多時，構造深度變化較大；拋丸第3 次時，浮漿較少處，構造深度變化最大。浮漿較少處，隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度逐漸增大；浮漿一般處，隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度先減小后增加，且拋丸3 次后構造深度才出現(xiàn)增加；浮漿較多處，拋丸1 次后，構造深度增加，其后隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度無明顯變化。無論何種表面浮漿情況，構造的深度增加值為0.15 mm 左右，拋丸工藝難以對混凝土表面造成較大影響，而浮漿是混凝土表面的附著物。因此，通過增加拋丸次數(shù)來清除浮漿，效果極其有限，不能作為常規(guī)的處治構造不佳或前期施工不良的補救措施。

3.2 不同拋丸速率的效果分析

以8、15、20、25 m/min 的拋丸速率，對不同表面浮漿狀況的橋面整體化層進行拋丸1 次，測試其構造深度變化值，結果如表2和圖7所示。

圖7 不同拋丸速率下構造深度變化

表2 不同拋丸速率下構造深度變化

根據(jù)表2 和圖7 可知：隨著速率的增加，構造深度變化值呈現(xiàn)出減小趨勢，即拋丸速率越小，拋丸對橋面整體化層的粗糙程度影響越大。不同的表面狀況，拋丸后的構造深度變化規(guī)律表現(xiàn)不同。不同拋丸速率下，浮漿較多和浮漿較少處，構造深度增加。浮漿一般處，構造深度減小。以8 m/min 的速度進行拋丸，浮漿較多處構造深度的增加值最大僅為0.083 mm，因此，采用降低拋丸速率來清除橋面整體化層的表層浮漿效果有限。

4 模型分析

根據(jù)上述分析可知，不同的浮漿表面，拋丸工藝效果不同，分析其原因，建立如下模型，如表3所示。

表3 不同拋丸工藝條件下橋面整體化層表面狀況變化模型

對于浮漿較多段，未拋丸時表面形成浮漿層，因此構造深度通常較低。15、20、25 m/min拋丸1 次后，表面浮漿層形成一定的粗糙度，構造深度增加，拋丸對浮漿凸出部分清除效果較好，而對石料凸起部分磨損效果有限。隨著拋丸次數(shù)的增加，表層浮漿凸起部分不斷被磨損形成新的粗糙表面，浮漿較多處拋丸1 次后表面的狀況變化較小，構造深度變化不大。因此，對于浮漿較多處，拋丸能夠增加混凝土表面的構造深度，但不能有效清除表層浮漿。

對于浮漿一般表面，未拋丸時表面雖然浮漿較多，但經(jīng)過拉毛處理后，表面仍然具有粗糙紋理，其變化過程如表3 所示。經(jīng)過15、20、25 m/min 拋丸1 次后，其表面粗糙處反而被拋丸拋平，因此構造深度反而減小。經(jīng)過15 m/min拋丸2次或8 m/min拋丸1次后，表面凸起部分被磨損，構造深度進一步減小，但是減小幅度變小。經(jīng)過3 次拋丸后，表面石頭將露出，而拋丸時，石頭磨損較少，混凝土砂漿磨損較多，從而造成構造深度較2 次拋丸后增加。因此，對于浮漿一般處，通過增加拋丸次數(shù)或降低拋丸速率，能夠清楚表層浮漿。

對于表面浮漿較少時，表面狀況將變化如表3 所示，拋丸時對石頭的磨損較少，而砂漿的磨損較多，隨著拋丸次數(shù)的增加，表面浮漿較少處構造深度逐漸增加，經(jīng)歷15、20、25 m/min拋丸1 次后，增加拋丸次數(shù)或降低拋丸速率，構造深度的變化較小，因此認為混凝土表面浮漿基本被清楚干凈，以15、20、25 m/min 拋丸1 次后即可將浮漿基本清楚。

5 結論

利用構造深度試驗，對比分析了表面浮漿較多、一般和較少3 種情況下，拋丸次數(shù)和拋丸速率的效果，并建立了分析模型，得到結論如下：①浮漿較少處，隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度逐漸增大；浮漿一般處，隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度先減小后增加，且拋丸3 次后構造深度才出現(xiàn)增加；浮漿較多處，拋丸1 次后，構造深度增加，其后，隨著拋丸次數(shù)的增加，構造深度無明顯變化。②拋丸速率越小，拋丸工藝對橋面整體化層的粗糙程度影響越大。拋丸對混凝土表面構造的深度的影響值≤0.15 mm，不能顯著提升混凝土表面的粗糙程度。③浮漿較多處，拋丸能夠增加混凝土表面的構造深度，但增加拋丸次數(shù)和降低拋丸速率不能有效清除表層浮漿；浮漿一般處，以15 m/min 拋丸2 次或8 m/min 拋丸1次，能夠清除表層浮漿；浮漿較少處，拋丸機速率≤25 m/min拋丸1次后即可將浮漿基本清除。