摘要:分析了道橋防水施工路基面處理的目的和意義,介紹了道橋防水施工路基面處理工藝與設備,提出了應重視道橋路基面處理和發展國產設備的建議。
　　關鍵詞:道橋防水施工;路基面處理;拋丸機;銑刨機;鑿毛機
　　
　　1道橋防水施工路基面處理的目的和意義
　　道橋防水施工路基面的處理,是直接影響道橋路基面防水層質量和防水層之上的瀝青路面鋪裝層質量的重要因素之一,近幾年來越來越受到道橋科研、設計、建造、施工、管理與養護等各方面的重視。道橋路基面防水質量關系到道橋使用的壽命,因為水的滲入會使道橋水泥混凝土里的鋼筋銹蝕,導致水泥混凝土脹裂和路橋結構的破壞;而鋼箱式橋梁由于水的腐蝕造成鋼結構強度破壞更是顯而易見。道橋防水層下與道橋路基面粘結,上與瀝青路面鋪裝層粘結,因此道橋防水層與路基面的粘結質量還影響到瀝青路面鋪裝層的質量。我國高速公路和道橋建設飛速發展的二十多年來,高速公路和道橋瀝青路面鋪裝層開裂、起殼等質量問題層出不窮。相對道橋防水、防腐質量對道橋結構和壽命的影響,瀝青路面鋪裝層質量問題發生的周期較短且頻繁,長則兩三年,短的甚至幾個月就可能發現問題。這些質量問題往往暴露在表面直觀易見,既直接影響了道橋的使用,也最容易聽到管理、養護和使用部門的意見,因而較防水、防腐質量更加受到重視。
　　2道橋防水施工路基面處理工藝與設備
　　2.1拋丸處理工藝
　　2.1.1拋丸的概念
　　拋丸是指通過機械的方法將鋼丸以很高的速度和一定的角度拋射到被處理表面上,達到對被處理表面進行處理的效果。處理后的鋼丸和從被處理表面上清理下來的物質一起,在反彈作用和配套吸塵設備氣流的作用下一起經回收通道返回儲料箱,在儲料箱內鋼丸和被清理物質(灰塵、雜質等)被分離開來,鋼丸繼續在機器內部循環使用,灰塵、雜質等隨吸塵設備的氣流進入集塵箱。
　　拋丸處理可通過控制鋼丸的流量、行走速度以及選擇鋼丸的粒徑大小形狀等獲得不同的拋射強度,最終獲得不同的表面處理深度和效果。
　　2.1.2拋丸處理工藝的效果
　　1)可以去除水泥混凝土表面浮漿和起砂層;2)可以打開混凝土表面的毛細孔和細微裂紋,有利于防水封閉劑或防水層滲入混凝土內;3)可以暴露混凝土缺陷;4)易控制處理表面的深淺和粗糙度,得到粗糙均勻又干凈的表面;5)既可用于水泥混凝土道橋路基的表面處理,又可用于鋼箱式道橋路基表面處理(除漆除銹);6)施工過程中無灰塵,實現了環保施工。
　　近幾年來,特別是近三年來拋丸處理工藝已成為道橋防水路基面處理采用最廣泛的工藝方法,特別是鋼箱式橋梁瀝青路面鋪裝前,對鋼結構的防腐施工中的表面處理,拋丸工藝幾乎是唯一的方法。
　　2.1.3移動式拋丸機的組成
　　道橋路基面處理所使用的移動式拋丸機發明于上世紀70年代的歐、美國家,至今已有三四十年的歷史,在許多發達國家的道橋建設中早已普遍推廣使用。大約上世紀90年代中期移動式拋丸機進入我國,開始時主要用于船甲板除漆除銹和地坪涂層工程的水泥混凝土地面處理,近幾年才逐步推廣應用于我國的道橋防水施工路基面處理。
　　2.2銑刨處理工藝
　　銑刨處理按銑刨設備的不同分大型銑刨處理和小型銑刨處理。
　　2.2.1大型銑刨機及其處理
　　大型銑刨機實際上是路面銑刨機,原主要作為公路及城市養護的專用設備,主要應用于公路、機場、碼頭等瀝青混凝土路面的開挖、翻修以及瀝青路面擁包、油浪、網紋、車轍的清除,現被用來作為道橋防水施工路基面處理。路面銑刨機具有較強的銑刨能力,其銑刨寬度可達0.5～2m以上,銑刨深度最大可達300mm,功率則從三四十kW到四五百kW。一般用于道橋防水施工路基面處理多用銑刨寬度在0.5～1m的機型。路面銑刨機處理路基面的效果:1)銑刨紋路粗、
　　深度大,具有足夠的粗糙度,有方向性;2)可有效去除水泥混凝土路基面的浮漿;3)處理速度快,工作效率高;4)所用設備較龐大,銑刨深度不易掌握、銑刨過深時,可能傷及骨料石子,使之松動
　　
　　2.2.2小型銑刨機及其處理
　　小型銑刨機(從結構到原理都與大型的路面銑刨機有很大的不同。小型銑刨機的結構由機體、動力及控制電器、傳動機構、刀鼓、刀桿、刀片組等組成。其工作原理是:由電機或汽油機帶動刀殻以一定的速度轉動,一般刀殻上安裝有3～8根刀桿,每根刀桿上裝有1組銑刨刀片,刀片的中心孔尺寸一般比刀桿尺寸大3～5mm,這就使得刀桿帶著銑刀片組沿刀鼓的圓周高速轉動,當銑刀片的刀尖與地面接觸時產生打擊作用,由于刀片中心孔與刀桿之間存在3～5mm的間隙,因此刀片對地面的打擊時,刀片的運動具有一定的自由度,打得過則過,打不過則讓。小型銑刨機對混凝土地面的銑刨深度在0～3mm左右。小型銑刨處理效果:1)銑刨粗糙度較大,但有方
　　向性;2)去除部分浮漿,但不易徹底清除浮漿;3)與吸塵設備配套,也可獲得干凈的表面;4)設備較小,處理速度較慢,一般作為拋丸處理的輔助設備處理邊角。
　　2.2.3三自由度銑刨機處理
　　這種銑刨機完全是從小型銑刨機發展而來,其刀鼓、刀桿、刀具基本與小型銑刨機結構相同。不同之處是其刀鼓除沿圓周方向高速轉動外,刀鼓的軸向還有水平旋轉運動,加上整機的行走運動,使刀片對道橋路基面的沖擊軌跡無方向性,再配以吸塵設備,其打擊效果比較接近拋丸效果。三自由度銑刨處理效果:1)可以干凈徹底地去除表面浮漿和起砂;2)可獲得較均勻粗糙的表面;3)可以打開混凝土表面的毛細孔,使封閉劑或防水層滲入混凝土;4)可與吸塵設備配套獲得干凈的表面;5)效率較高。
　　2.3鑿毛機
　　鑿毛機也是公路、橋梁、隧道等水泥混凝土基面處理常用的一種設備,特別是在水泥混凝土路面、側立面、頂面、水平面施工和后期維修加固中,可提高水泥混凝土表面的附著力,增加新老水泥混凝土的結合度,保證水泥混凝土公路澆筑形成一個整體;也可用于道橋防水施工路基面的鑿毛處理,避免橋面的瀝青鋪裝層路面產生龜裂和變形。
　　鑿毛機大部分是氣動的,在氣壓的驅動下,活塞在缸體中高頻往返運動,從而帶動鑿毛頭及針頭上下沖擊水泥混凝土表面。目前鑿毛機的沖擊頻率一般每分鐘2000～3000次左右,最高可達每分鐘8000次,每小時施工可達30～50m2。用于水泥混凝土路基面的鑿毛機類型分為手持式、手扶推拉式和自行式三大類。按鑿毛頭的數量又可分為單頭、二頭、三頭、四頭、五頭、六頭、七頭、八頭、十一頭等。鑿毛機的處理效果可獲得均勻的和較高的粗糙度,有效清除浮漿,但處理速度較慢、工作效率低。鑿毛機的處理效果基本接近拋丸處理。
　　2.4高壓水噴射地面處理設備
　　高壓水地面沖洗處理設備由高壓水噴射裝置和真空回收系統、自動行走裝置等組成。通過調整高壓水對地面的噴射角度、噴射強度以及行走速度,獲得滿意的地面處理效果。其真空回收系統,可
　　回收噴射處理時產生的污水,使被處理地面清潔。國內某航空跑道公司引進的高壓水沖洗地面處理設備,主要用于機場跑道除膠。作為機場跑道除膠設備,它可較理想地除去飛機起降時劇烈摩擦粘附于跑道上的輪胎痕跡,也可用于路橋基面去除浮漿和增加粗糙度的處理。
　　2.5濕拉毛處理工藝
　　道橋水泥混凝土路基澆筑后,在初凝階段使用鋼絲刷進行表面拉毛,這樣可增加路基表面的粗糙度、增加防水層的粘結力;缺陷是浮漿完全未清除,留下浮漿層可能碎裂的隱患。另外水泥混凝土在初凝階段強度還很低,濕拉毛可能使靠近面層的石子骨料松動,甚至使表面產生松散層,影響表面強度質量。幾年前,我國建造的道橋路基很多都采用這種工藝。
　　2.6磨削處理、鋼絲刷處理、甩錘式鑿毛等處理工藝在我國道橋路基面處理工藝發展過程中,曾采用過裝有金剛刀頭的圓盤式地坪磨削機或在磨削機圓盤上安裝鋼絲刷對路基面進行打磨處理的方式,但這種方式一般只能去除少量的表面浮灰,基本無粗糙度可言。
　　也曾使用過甩錘式鑿毛處理。這種設備是在一個軸上,安裝有若干個甩錘,當軸轉動時帶動甩錘對地面進行鑿毛,但這種工藝鑿毛的密度不夠,去除浮漿和增加粗糙度的效果均不理想。
　　2.7道橋路基面處理工藝與設備比較
　　相比較而言,上述各類道橋路基面處理設備與工藝,以移動式拋丸機的拋丸處理為最優,其拋丸處理的鋼丸以散射狀態對道橋路基面進行處理,處理密集、無遺漏;處理后的表面形貌自然,浮漿清除徹底。最大的優點是粗糙度和深度易控制,可根據需要調節,可以使粗糙度和深度與所選用的防水材料有最佳的契合。拋丸機也是唯一既能滿足水泥混凝土道橋路基面處理要求,又能滿足鋼箱式橋梁路基面處理要求的設備。拋丸作為道橋路基面處理工藝在美、歐等發達國家已使用多年,在我國自2006年以來得到推廣,并正在迅速發展。
　　其次,小型銑刨機也是使用較廣泛的設備和工藝,經常與拋丸機配合使用;三自由度銑刨機也有較好的處理效果,但這種設備在我國尚不多見。
　　3幾點看法
　　3.1統一對道橋路基面處理的認識
　　道橋防水施工路基面處理,是否必要和必須?應采用何種工藝?應統一認識。道橋路基面處理是從發達國家傳入我國的,但目前我國各省、市、自治區的做法與認識不統一。學習國外的經驗不應只是盲目照搬,還應加強理性方面的分析和論證,必要時應通過實踐來驗證。例如,應研究道橋路基面處理與不處理對其與防水層粘結力、粘結強度的影響,對混凝土抗腐蝕和結構強度的影響,不同處理工藝對上述問題的影響。實驗中還應盡可能模擬道橋實際使用和受力的環境,以便使實驗結果接近實際情況。
　　3.2規范道橋路基面處理的標準
　　對于道橋防水施工路基面的處理,我國現有道橋設計、施工的標準規范中,許多根本沒有反映,有的則是一帶而過、規定不夠詳細,也有的在不同規范中規定了不同的工藝方法。這使得我國各省、市、自治區對道橋路基面的處理不盡相同,有的甚至不進行處理。
　　3.3積極發展我國的道橋路基面處理設備
　　目前我國道橋路基面處理設備大多數還是進口設備。近幾年來我國已成為道橋路基面處理設備的最大市場。進口設備質量雖好,但采購成本和使用成本都過高。道橋路基面的處理,在一些地區難以推動,除認識尚未統一外,處理成本的增加太大也是原因之一。因此,在不侵犯知識產權的前提下,應積極發展我國的道橋路基面處理設備,努力降低我國道橋路基面處理的成本,以利道橋路基面處理工藝的推廣。我國已有不少企業為國產道橋路基面處理設備的發展付出了許多努力,其中大型路面銑刨機和小型銑刨機已有較高的國產化水平,拋丸機的研發也正在取得進展。