CN114319122A - 一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，包括：表面清洗、精铣刨、用高压冲毛机进行表面冲洗、用高压风枪进行吹扫、用无尘自动抛丸机进行抛丸处理，去除混凝土表面外露的钢纤维和锈蚀层、后续沥青工序施工。本发明针对超高韧性钢纤维混凝土采用精铣刨技术增大糙化构造深度及摩擦系数，辅助抛丸工艺去除表层外露钢纤维锈蚀层，同时增加糙化构造比表面积；糙化方法对超高韧性混凝土本体结构没有损伤，同时能够获得细密均匀的粗糙表面，并完全去除表面的水分和各类杂质，形成的糙面具有牢固可靠的特点，相较于一般的糙化处理工艺，所述的糙化方法可有效提高混凝土层和沥青层之间的黏连性，大幅提高桥梁的铺装质量和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体为一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法。
背景技术
大跨径钢桥面铺装为目前的世界性难题，传统的浇筑式沥青铺装或环氧沥青铺装均存在桥面板不同程度的疲劳开裂和铺装层破损的问题，目前国内外较为先进的钢桥面铺装技术为超高韧性混凝土(STC)钢桥面铺装结构体系，整个体系由STC层+防水应力吸收粘结层+面层组成，其中STC混凝土是由水泥、矿物掺合料、细集料、钢纤维和外加剂等材料制成，具有超高强度、高韧性、高耐久性。
针对大跨径钢箱梁，梁体较柔，活载作用下变形较大，在桥梁运行过程中易出现推移、车辙、拥包等病害。根据相关研究表面，产生以上病害问题的主要原因之一为STC层与防水应力吸收粘结层的结合强度不良，说明传统的混凝土糙化工艺仍存在技术缺陷。
CN104894975A公开了一种混凝土的糙化方法，采用将粘附有高强砂浆料的粗石英砂(粒径6-10mm)均匀撒布在整平后的混凝土层表面上，经高温蒸汽养护后可得到具有粗糙表面的混凝土，其与沥青混凝土的粘结效果远远好于常规刻槽等工艺，但该方法产生的粘结效果主要为网状点，且撒布石英砂的均匀度较难控制。
CN111335174A公开了一种非光滑表面处置防水粘结层施工方法，通过桥面现浇层处理采用精铣刨刀头代替传统铣刨或者抛丸方法，提高了处理后桥面板的粗糙度和平整度，但仅采用精铣刨糙化工艺STC混凝土中钢纤维外露及锈蚀问题无法解决，影响基面与防水粘结层的结合。
CN112627047A公开了一种粗骨料活性粉末混凝土桥面抛丸及底涂防水工艺，桥面初步处理通过抛丸设备完成，保证桥面的干净整洁，但对于超高韧性混凝土而言仅采用抛丸工艺糙化构造深度较浅，会造成粗糙度效果不佳。因此，根据大跨径超高韧性混凝土钢桥面铺装结构体系的特点，如何保证STC层与防水应力吸收粘结层的结合强度，是目前亟需解决的一个难题。
发明内容
针对现有桥面混凝土表面糙化技术的不足，本发明的目的在于提供一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理的方法，采用结合精铣刨及抛丸的工艺技术，可较高地保证超高韧性混凝土糙化构造深度和摩擦系数，同时可去除影响超高韧性混凝土层与防水粘结层结合强度的混凝土中外露钢纤维锈蚀层，极大提高桥面板超高韧性混凝土层糙化质量，使得上层沥青与下层超高韧性混凝土基面之间形成良好的嵌固效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，包括以下步骤：
步骤一：超高韧性混凝土成型后，人工凿除表面较粗糙不平的浮浆，清除表面的油渍及杂物等，然后用清水清洗混凝土表层；
步骤二：铣刨机上安装精铣刨鼓，确定下刀深度，对清洗后的混凝土表面进行精铣刨；
步骤三：采用高压冲毛机对精铣刨后混凝土表面进行冲洗，彻底清除残留附着的碎渣泥浆；
步骤四：采用高压风枪对冲洗后的混凝土表面进行吹扫，去除混凝土内部和表面水渍，保证混凝土表面的绝对干燥；
步骤五：采用无尘自动抛丸机对吹扫后的混凝土表面进行抛丸处理，去除混凝土表面外露的钢纤维和锈蚀层；
步骤六：抛丸后及时跟进后续沥青工序施工，避免基面暴露时间过长，灰尘及水分造成基面二次污染，如果遇到突发情况，可对基面进行覆盖保护，并禁止人员和车辆进入。
优选地，在步骤二中，所述精铣刨鼓刀头间距一般≯8mm，所述下刀深度最大一般≯5mm，所述精铣刨时两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。
优选地，在步骤三中，所述高压冲毛机冲洗之前可以先采用清扫设备及低压水对混凝土表面进行预冲洗，以保证高压冲洗效果，所述高压冲毛机水压设置为35MPa～50MPa，为防止表面二次污染，施工方向从高处向低处冲洗。
优选地，在步骤四中，所述高压风枪采用空压机供风，所述空压机宜采用带有油水分离器的多级空压机，所述空压机供风压力≮0.8MPa，出气温度≮环境温度+15℃。
优选地，在步骤五中，所述无尘自动抛丸机丸料采用S390钢丸(直径1.2mm)和G25钢砂(直径1.0mm)按7:3比例混合；所述抛丸机工作压力2500bar，所述抛丸机行走速度2～3mmin，所述抛丸时两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。
本发明提供了一种全新的超高韧性混凝土表面糙化处理方法，所述的糙化方法对超高韧性混凝土本体结构没有损伤，同时能够获得细密均匀的粗糙表面，并完全去除表面的水分和各类杂质，形成的糙面具有牢固可靠的特点，相较于一般的糙化处理工艺，所述的糙化方法可有效提高混凝土层和沥青层之间的黏连性，大幅提高桥梁的铺装质量和使用寿命。
本发明针对STC超高韧性钢纤维混凝土表面糙化，采用精铣刨技术增大糙化构造深度及摩擦系数；辅助采用抛丸工艺去除表层外露钢纤维锈蚀层，同时增加糙化构造比表面积。
本发明的有益效果是：
1、着力解决了钢桥面超高韧性混凝土层与防水应力吸收粘结层结合问题，针对性强，尤其针对活载作用下变形较大的大跨径钢箱梁；
2、首次提出在STC超高强度钢纤维混凝土表面采用密集刀头精铣刨鼓铣刨工艺，在最大程度保证STC混凝土保护层的前提下，提高了混凝土表面糙化构造深度及摩擦系数；
3、辅助采用抛丸工艺，既去除了精铣刨后STC混凝土表层外露的钢纤维锈蚀层，同时增大了糙化构造比表面积，进一步增强摩擦系数；
4、本方法形成的混凝土糙面牢固可靠，可有效提高混凝土基层和沥青层之间的结合强度，大幅提高大跨径钢箱梁面层使用寿命。
附图说明
图1是本发明施工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
某双塔自锚式悬索桥全长428.35m，桥宽48.5m，主梁为纵横格构式正交异性桥面板钢梁，桥面铺装下层为5cm厚超高韧性钢纤维混凝土，上层为4cm厚改性沥青混合料SMA-13，两层之间布置有改性沥青防水粘接应力吸收层，为满足混凝土与沥青层之间的锚固黏结，需对混凝土表面进行糙化处理。
采用超高韧性钢纤维混凝土抗压强度为≮120MPa，抗弯拉强度≮20MPa，混凝土经过浇筑、养护后达到预设强度，形成平整的混凝土表面。
采用人工清理、凿除表面桥面较粗糙不平的浮浆，清除表面的油渍及杂物等，然后用清水清洗表层。
采用大功率特维根W-2000型铣刨机配备密集刀头精铣刨鼓进行现场精铣刨施工，铣刨时两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。因STC超高韧性混凝土对铣刨机刀头磨损较快，铣刨过程中需随时观察铣刨纹路是否均匀，若出现纹路深浅不一，需立即更换新刀头后方可施工。
利用洒水车配合人工对精铣刨后混凝土表面留存的碎渣泥浆进行清理和冲洗。
在大量碎渣泥浆清理完成后，人工利用高压冲毛机对精铣刨后的表面进行全面冲洗，水压设置为35～50MPa，彻底清除表面残留附着的泥浆，施工时从高处向低处冲洗，防止表面二次污染。
混凝土在经过高压水冲洗干净后，利用空压机供风，人工采用高压风枪对混凝土基面进行全面吹扫，高压空气在高温和高压作用下，能有效去除混凝土内部及表面水迹，保证混凝土层绝对干燥，防止在高温条件下沥青应力吸收层喷洒施工过程中形成封闭水膜，影响黏结强度。
混凝土层由于铣刨刀头剪切剥离扰动，表面会外露大量钢纤维，并且在水体作用下锈蚀，为避免外漏锈蚀层影响层间粘结强度，利用佰莱泰克PB2-20DT移动抛丸机抛丸去除混凝土表面外露的钢纤维及锈蚀层，丸料采用直径1.4mm钢丸，行走速度3～5m/min，抛丸时两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。
抛丸除锈工序完成后，采用彩条布对基面进行覆盖保护，禁止人员和车辆进入。
根据正常工序开展后续沥青铺装层施工。
按照本发明所述方法进行糙化处理，完成桥面全部铺装施工后，现场进行拉拔试验，实测环境温度下抗拉强度达1.1MPa，远高于一般的糙化处理工艺。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的构思和原则之内作出的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：超高韧性混凝土浇筑成型后，人工凿除表面较粗糙不平的浮浆，清除表面的油渍及杂物，然后用清水清洗混凝土表层；
步骤二：铣刨机上安装精铣刨鼓，确定下刀深度，对清洗后的混凝土表面进行精铣刨；
步骤三：采用高压冲毛机对精铣刨后混凝土表面进行冲洗，彻底清除残留附着的碎渣泥浆；
步骤四：采用高压风枪对冲洗后的混凝土表面进行吹扫，去除混凝土内部和表面水渍，保证混凝土表面的干燥；
步骤五：采用无尘自动抛丸机对吹扫后的混凝土表面进行抛丸处理，去除混凝土表面外露的钢纤维和锈蚀层；
步骤六：抛丸后及时跟进后续沥青工序施工。
2.根据权利要求1所述大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，其特征在于：步骤二中，所述精铣刨鼓刀头间距≯8mm，所述下刀深度最大≯5mm，所述精铣刨时两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。
3.根据权利要求1所述大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，其特征在于：步骤三中，所述高压冲毛机冲洗之前先采用清扫设备及低压水对混凝土表面进行预冲洗，保证高压冲洗效果，所述高压冲毛机水压设置为35MPa～50MPa，为防止表面二次污染，施工方向从高处向低处冲洗。
4.根据权利要求1所述大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，其特征在于：步骤四中，所述高压风枪采用空压机供风，所述空压机采用带有油水分离器的多级空压机，所述空压机供风压力≮0.8MPa，出气温度≮环境温度+15℃。
5.根据权利要求1所述大跨径钢桥面超高韧性混凝土表面糙化处理方法，其特征在于：步骤五中，所述无尘自动抛丸机工作压力2500bar，丸料采用直径1.2mm的S390钢丸与直径1.0mm的G25钢砂按7:3质量比例混合，抛丸时行走速度2～3m/min，两次施工设备行车道之间搭接1～3cm。
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