抛丸工艺在桥梁、隧道工程上的应用

国际表面处理亚洲有限公司 北京办事处 周崎峰

主题

一、抛丸工艺的原理、设备的常见种类 二、抛丸工艺的工艺特点以及影响因素 三、抛丸工艺在桥梁、隧道营建和养护上的应用

工作原理 抛丸 是指通过机械的方法把丸料(钢丸或钢砂) 以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上。丸料 高速冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘 器的气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别回 收，分离后的丸料在机器内部继续循环使用的技术。 除尘器，提供内部负压以及分离气流，并收 集分离后的杂质和粉尘。

工作原理

常见抛丸设备形式 1）手扶自行走抛丸设备； 采用电机驱动，分体的吸尘设备。 如图：BLASTRAC 2-30DS抛丸设备和854DC吸尘器 2）一体的驾驶抛丸设备； 采用汽油机或柴油机驱动，一体的吸尘设备。 如图：BLASTRAC 2-4800 车载式抛丸设备 3）车载式抛丸设备； 吸尘设备一体。 如图：BLASTRAC 2-45D 驾驶式抛丸设备

抛丸处理效果

沥青表面 混凝土表面

工艺控制

抛丸设备的工艺控制参数： 1)

钢丸的选择 钢丸：通常使用S330 – S550 棱角砂：通常处理钢板时适当添 加到钢丸中

工艺控制

抛丸设备的工艺控制参数：

2

）

行走速度和丸流量的大小的影响 行走速度可以调整和固定。行走越慢，抛打深度和密度越高。 丸流量越大，清理效率越高。丸流量的大小以电机负载数值显示。 BLASTRAC 2-20DT抛丸设备，丸流量电流20A，使用100%S390 在不同行走速度下处理C40混凝土表面的结果。随着处理速度的降低，表面清理的深度增加。 一般抛丸在混凝土表面可以清理的深度在0.1 ~ 4mm. 在沥青表面可以达到2.5的纹理深度。

工艺控制

抛丸设备的工艺控制参数： 3）

原基层表面状况 不同的基层骨料结构、强度，在相同的抛丸参数下会得到不同的处理效果。

工艺特点

◇提供

100%

的“创面” ◇不改变平整度的情况下，完全清理待处理 表面，得到纹理深度的同时处理微观纹理 ◇处理后的表面均匀、粗糙、干净 ◇不造成路面结构的破坏 ◇整个处理过程简单、环保

抛丸工艺应用 下面层清理 混凝土桥面防水材料基层清理 隧道路面摊铺前基层清理 混凝土或沥青桥隧路面罩面养护 钢箱梁桥梁桥面防腐涂装前桥面清理 路面面层清理 混凝土桥面、隧道路面抗滑性能恢复

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理 对防水层的基本要求: • 防水材料本身要有良好的不透水性能,以及耐候性,强度等; • 防水层和路面面层以及桥面底层要有足够的黏结强度和剪切强度; 完整优良的防水体系有两个部分组成: 材料本身的质量和性能的保证; 施工工艺和方法的保证; 以上两个方面的共同作用才能够使防水层的作用得到充分的体现, 作为一个整个的防水体 系缺一不可.

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理 – 旧的工法（ 1 ）

机械钢刷清理 + 吹风

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理 – 旧的工法（ 2 ）

机械铣刨清理 + 吹风

未清理 的浮浆 破碎和松动的 骨料 下基层 各种显微裂纹

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理 – 抛丸清理

抛丸清理

工艺方法对比 使用抛丸处理的表面 • • • • • • • 表面粗糙均匀；不会破坏原路面结构和平整度； 完全去除浮浆和起砂；100%“创面” 露骨，但同时不会造成骨料的松动和微裂纹； 一次性施工，不需要清理；没有环境污染； 提前暴露混凝土缺陷； 同时达到宏观纹理和微观纹理要求；适合各种防水涂装、铺装工艺； 并增加防水材料在表面的附着力并提供一定的渗透效果；

工艺方法对比 粘结材料（环氧） 拉拔试验

工艺方法对比 拉拔试验结果 AVG LBS Failure 0 100 200 300 400 500 SHOTBLAST DIAMOND SCARIFICATION NO PREP

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理

施工展示 混凝土桥面防水层基层打毛和清理 2007 年杭州湾大桥混凝土以及钢箱梁桥面 抛丸处理工艺已经在以下省份 的桥梁工程中得到应用： 浙江、江苏、云南、四川、重 庆、湖北、湖南、北京、天津、 河北、内蒙古、吉林、河南、 江西、广东、等等

施工展示 钢箱梁桥梁的桥面防腐 清洁度：SA2.5 – SA3 ；粗糙度：40 - 120μ 杭州湾大桥、苏通大桥、东海大桥、卢埔大桥、长江二桥、 润阳大桥、江阴大桥、军山大桥等等

施工展示

检测标准介绍

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基层 ICRI ( International Concrete Repair Institute) www.icri.org

ASCC (American Society of Concrete Contractors) www.ascconline.org

SSPC (Society for Protective Coatings) www.sspc.org

ASTM (American Society for testing and material) 在这些标准中，将混凝土表面的处理结果按粗糙度不同分成了9个等级，例如： SP3 SP4 SP5 SP6 SP7 对于混凝土表面涂装、铺装材料， SP3-SP5 为最佳的粗糙度等级。

检测标准介绍

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基层 ASMT CSP 标准 对比样板

检测标准探讨 参考国外和国内部分省份的施工经验和检验 标准，建议的混凝土基面采用的表面清理标准： ◆清理应达到100% “创面”清理；无浮浆； ◆ 处理后的表面均匀平整（无明显凸凹）； ◆ 清洁；无浮尘；无污染物；表面缺陷应进 行修补； ◆ 骨料露出；无松动骨料； ◆ 粗糙度： CPS对照版 SP3 – SP5 ; 或铺砂法 0.4 – 0.8； ◆ 防水层铺设应进行拉拔试验，并达到： 粘结强度(MPa) 不小于设计要求，且 ≥0.3(常温)，≥0.2(气温≥35℃)

施工展示 隧道路面罩面前处理 微表处、稀浆封层 粘层油作为微表处、稀浆封层与水泥 混凝土路面上下层的连接纽带在面层 和水泥混凝土路面形成牢固的一体， 面层的粘附和新铺的微表处、稀浆封 层形成一个整体，确保水泥混凝土路 面和稀浆封层牢固的结合。 高抗滑涂层是使用粘结材料和高抗滑 骨料共同组成罩面粘结在原路面上。 干净、无污染的“麻面”是 保障上述后续施工的关键。 抛丸处理 正是提供干净、整洁、100%清理、不 破坏路面原有结构、达到一定粗糙度 的最佳工艺方法。

施工展示 隧道路面铺装前处理

施工展示 沥青薄层养护型罩面前基层打毛和清理

施工展示 混凝土路面抗滑性能恢复 隧道路面摩擦系数恢复 桥面摩擦系数恢复 收费站摩擦系数系数恢复 各种混凝土路面清理和打毛

施工展示 结论： •路面抗滑值增加 6 （85→91） •路面构造深度增加量 0.2

（0.6→0.8） •表面的水泥浆被均匀处理 混凝土路面抗滑性能恢复

施工展示 沥青路面抗滑性能恢复

总结 任何需要进行表面清理、打毛、增加摩 擦系数、抗滑性能、表面粗糙程度的场 合。没有污染、施工效率高、操作简单、 得到的表面可以控制！

总结 抛丸工艺是一种全新的 表面清理打毛的方法。因为 其具有清理表面干净均匀、 粗糙而不破坏原有路面构造 的独特的工艺特点，所以正 在被欧美发达国家逐步推广 并纳入规范中。 在中国，抛丸工艺的 各种应用也正逐步展开，但 在基面处理的标准和检验方 法上的还没有达到统一。但 可以相信，随着大家对抛丸 工艺的认识不断提高，抛丸 工艺在中国会逐渐被采纳和 推广。