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        水泥混凝土路面拋丸機施工技術詳解

        文章出處:青島華盛泰 編輯:admin 發表時間::2015-08-22
        摘要:研究了拋丸機在不同拋丸量條件下對水泥混凝土路面抗滑構造恢復施工效果的影響,得出隨著拋丸量的增大,水泥混凝土路面的構造深度和擺式摩擦系數均隨之增大,平均單位面積磨損量和磨損后殘留構造深度均隨之降低,說明水泥混凝土路面的抗滑性和耐磨性均隨之增強,使用耐久性隨之有所降低。因此,在實際工程中應選擇適當的拋丸量。

           隨著交通量及軸載的不斷增大,水泥混凝土路面在使用過程中出現表面抗滑功能喪失的現象,尤其在彎道和陡坡處,路面被磨光磨平,大大降低了路面的抗滑性能,造成巨大的安全隱患。為了恢復路面的抗滑構造,可以采用拋丸處理。但是,目前拋丸機的應用大多憑經驗進行操作,對其施工效果評價沒有統一的標準。同時,隨著新建道路趨于飽和,路面逐步轉入養護和改建階段,迫切需要對拋丸機恢復水泥混凝土路面抗滑構造的效果評價提供理論依據。針對上述問題,該文對水泥混凝土路面用拋丸機增強水泥混凝土路面抗滑構造的效果進行了研究。

        1、水泥混凝土路面用拋丸機介紹:
           拋丸機是一種利用高速彈丸清理或強化物體表面的設備,最早應用于金屬的除銹,近3年才逐步在交通工程中應用推廣。主要用于高速公路、橋梁、隧道、機場跑道以及市政道路等表面的抗滑構造處理,同時還廣泛應用于基層的防水構造處理中,F階段國內市場上的拋丸機種類按結構形式大體可以分為兩種:單拋頭和雙拋頭,如圖1所示。水泥混凝土路面上使用的拋丸機拋丸直徑一般為1.2mm,有效清理寬度最大可達到600mm,表面清理效率可達到300m2/h,其構造深度在0.1~10mm范圍內。其配套的吸塵器可以將水泥混凝土表面一次清理干凈,有利于操作人員的健康和環境保護。

           試驗時從水泥混凝土路面的構造深度、擺式摩擦系數、耐磨性及耐磨標準轉數后的構造深度4個方面對經拋丸機處理的水泥混凝土路面抗滑構造進行了研究,并分析了拋丸機對水泥混凝土路面抗滑構造恢復施工的效果。
        圖1 不同種類拋丸機實體圖
        圖1 不同種類拋丸機實體圖

        2、路面抗滑性能評定:
           試驗時采用構造深度、抗滑值SRV兩項指標對路面表面抗滑能力進行評定,其中抗滑值用擺式儀測定。根據JTG。疲常埃玻埃埃场端嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規范》的相關規定,將路面抗滑能力分為5個等級,相關的技術指標如表1所示。
        表1 路面抗滑能力分級
        表1 路面抗滑能力分級
           試驗對相關水泥混凝土路面工程路段進行檢測,將測定結果按上述各項指標評定標準進行分級,原路面狀況如圖2所示,總體情況見表2,其中平均單位面積磨損量為2.45kg/m2,磨損后殘留構造深度為0.26mm。
        圖2 原路面狀況
        圖2 原路面狀況
        表2 總體評定結果
        表2 總體評定結果
           從評定結果來看,路面總體狀況良好,但是在使用過程中長期受行車荷載應力和溫度疲勞應力的綜合作用導致路面的構造深度、抗滑值下降。根據實地調查顯示經過拋丸處理的舊水泥混凝土路面其出現的事故率明顯降低,一般降低約40%。因此可以對水泥混凝土路面采取拋丸處理,以保證行車安全和使用質量。

        3、不同拋丸量對恢復水泥混凝土路面抗滑效果的影響:
           拋丸量是影響拋丸機施工效果的主要因素,使用不同的拋丸量對路面進行處理,會出現不同的效果。試驗過程中采用構造深度、抗滑值、平均單位面積磨損量和磨損后殘留構造深度4個指標來評價不同拋丸量作用下的效果。在實際操作中,為了方便常根據拋丸機輸出的電流值來表示拋丸量的大小,電流越大說明拋丸量越大,反之拋丸量越小,因此常用電流單位 A來表示拋丸量的大小。實際工程當中,還可以通過調節拋丸機自動行走的速度,同時結合拋丸量的大小來滿足不同路面的構造及效果的要求。為了進一步了解和確定適合水泥混凝土路面使用的拋丸量,將拋丸機的行走速度固定在常用的15m/min,對6種不同的拋丸量進行了研究,如表3所示。為了更好地對比不同拋丸量的效果,研究還對未經拋丸處理的水泥混凝土做了試驗分析。
        表3 試驗用不同拋丸量
        表3 試驗用不同拋丸量

        (1)構造深度:
           為了了解拋丸機在不同拋丸量條件下路面構造深度的變化情況,試驗根據JTG。牛叮埃玻埃埃浮豆仿坊访娆F場測試規程》中規定的手工鋪砂法,采用不同的拋丸量,取樣對試驗路段的水泥混凝土進行了測定,試驗效果如圖3所示,數據整理如圖4所示。
           由圖4可以看出,經拋丸處理的水泥混凝土面層的構造深度比未經拋丸處理的構造深度明顯變大,并且隨著拋丸量的增大,其構造深度也相應增大。根據JTG。疲保埃玻埃埃丁豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g規范》中規定,對于高速公路、一級公路,其路表面構造深度要滿足0.70~1.10mm的要求,對于特殊路段要滿足0.80~1.12mm的要求。試驗時在20A 拋丸量的情況下,水泥混凝土面層的構造深度達到了0.9mm,可以看出使用適當拋丸量對水泥混凝土路面進行拋丸處理,能夠滿足施工規范對構造深度的要求。根據JTJ073.1-2001《公路水泥混凝土路面養護技術規范》中關于構造深度TD 的規定:高速公路、一級公路為0.4mm,其他公路為0.3mm,可以得出試驗時采用的拋丸量處理均能滿足養護規范對路面構造深度的要求。
        圖3 構造深度試驗效果圖
        圖3 構造深度試驗效果圖
        圖4 構造深度的變化
        圖4 構造深度的變化

        (2)擺式摩擦系數:
            抗滑性能是水泥混凝土路面的基本要求,為了進一步了解經不同拋丸量處理的路面抗滑性能的情況,研究采用了JTG。牛叮埃玻埃埃浮豆仿坊访娆F場測試規程》中規定的擺式儀測定路面摩擦系數的試驗方法,分別得到了不同拋丸量條件下的擺值,以此評定經拋丸處理的路面在潮濕狀態下的抗滑能力,結果如圖5所示。 
        圖5 擺式摩擦系數的變化

        圖5 擺式摩擦系數的變化
           由圖5所示,經拋丸處理的水泥混凝土面層摩擦系數增大,說明其抗滑能力也隨之增強,并且隨著拋丸量的不斷增大,摩擦系數呈現增長的趨勢。對比圖4和圖5,可以看出,構造深度與拋丸量呈正比關系,隨著構造深度的增大,摩擦系數也隨之增大。分析認為,大拋丸量由于清理了較多的砂漿,形成較深的摩擦面,同時隨著砂漿被清理的越多,骨料的裸露也越厲害,導致面層摩擦系數的增大,抗滑能力增強。用擺式儀測定的擺值是反映路面抗滑性能的綜合性指標,在中國已普遍使用。根據JTJ。埃罚常保玻埃埃薄豆匪嗷炷谅访骛B護技術規范》中關于抗滑值SRV(BPN)的規定:高速公路、一級公路為45,其他等級公路為35,試驗時采用的拋丸量能滿足養護規范的要求,在20A拋丸量情況下得到了擺值為72。同時可以看出,過大的拋丸量會對水泥混凝土路面的結構造成一定的影響,所以在需要進行拋丸處理的道路工程中要結合實際要求,選擇適當的拋丸量。

        (3)耐磨性:
           耐磨試驗是表征水泥混凝土耐久性的重要試驗,為了了解經不同拋丸量處理對路面耐久性的影響,試驗根據JTG。牛常埃玻埃埃怠豆饭こ趟嗉八嗷炷猎囼炓幊獭分兴嗷炷聊湍バ栽囼灧椒,試驗過程中取樣對不同拋丸量條件下路面的耐磨性做了研究,試驗效果圖見圖6,數據整理如圖7所示。
        圖6 耐磨試驗效果圖
        圖6 耐磨試驗效果圖
        圖7 平均單位面積磨損量的變化
        圖7 平均單位面積磨損量的變化
           從圖7可以看出,經拋丸處理的水泥混凝土路面的耐磨性增大,并且隨著拋丸量的增大,其平均單位面積的磨損量逐漸降低,說明其耐磨性隨著拋丸量的增大而增大。分析認為,這是因為經過拋丸處理的水泥混凝土表面的砂漿被清理,拋丸量越大,其表面被清理的水泥砂漿越多,被處理部分剩余質量越少,骨料被裸露的越多,骨料的耐磨性要大于砂漿的耐磨性,所以拋丸量越大平均單位面積的磨損量越小,即水泥混凝土路面表現的耐磨性也越大。
        (4)磨損后殘留構造深度
           經過標準轉數磨損后水泥混凝土路面殘留的構造深度對路面的使用年限有重要的影響,為了進一步了解不同拋丸量對水泥混凝土路面耐久性的影響,試驗對磨損后的殘留構造深度進行了測定,結果如圖8所示。 
        圖8 磨損后殘留構造深度的變化
        圖8 磨損后殘留構造深度的變化
           由圖8可見,隨著拋丸量的增大,磨損后殘留構造深度隨之減小。對比磨損前和磨損后的構造深度可以得出,經拋丸處理過的水泥混凝土路面磨損后的構造深度比磨損前明顯減小,且拋丸處理的程度越大,減小的幅度也越大。分析認為,拋丸程度越劇烈,表面水泥砂漿被清理的程度越厲害,構造深度也越深,表層就越易被磨損,殘留的構造深度也就越小,不利于面層的平整和穩定。未經拋丸處理的水泥混凝土路面磨損前的構造深度要小于磨損后的構造深度,說明水泥混凝土路面成型后不經處理,其表面較光滑。

        4、結論及建議:
           隨著拋丸量的增大,水泥混凝土路面的構造深度和擺式摩擦系數均隨之增大,平均單位面積磨損量和磨損后殘留構造深度均隨之降低,說明水泥混凝土路面的抗滑性能和耐磨性均隨之增強,使用耐久性隨之減弱。應注意到過量的拋丸處理會對水泥混凝土路面的結構造成一定的影響,在實際工程中應選擇適當的拋丸量,在滿足水泥混凝土路面抗滑構造要求的同時,應盡可能采用較小的拋丸量,保證路面的使用耐久性。

           在實際工程中,影響路面拋丸機施工效果的因素較多,對于不同狀況的舊水泥混凝土路面有待進一步研究。此外還應繼續研究拋丸處理對水泥混凝土路面刻槽的影響。
        此文關鍵字:混凝土路面拋丸機,水泥混凝土路面拋丸機施工技術詳解

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