甩锤机在桥面凿毛中的应用研究

东兆辉 孟瑶

摘 要：桥面凿毛是解决层间粘结问题的有效方法。本文重点介绍了甩锤机在桥面凿毛中的应用，并用铣刨机作对比研究，突出了甩锤机的优势。更好的促进甩锤机在桥面凿毛中的应用推广。

关键词：甩锤机;桥面凿毛;工艺;效果

中图分类号：U445.3 文献标识码：A

0 前言

在桥面施工过程中，为提高层间粘结性，需对桥面水泥混凝土进行凿毛。因为水泥混凝土表面会产生很多浮浆，它会阻碍层间的良好粘结，导致桥面防水层失效。在车辆荷载反复作用下，层间粘结力不足导致发生层间滑移破坏。同时桥面结构整体性被破坏，会有水在层间进一步对上层沥青路面造成水损害。所以桥面凿毛是对水泥混凝土表面去除浮浆并形成有一定粗糙度的毛面，这样可形成稳固的层间粘结[1-2]。

目前桥面凿毛施工中，使用较多的铣刨机凿毛、人工凿毛，或者是静态破碎凿毛以及劈裂机凿毛。目前这些工艺中人工凿毛效率低下，其余方式的凿毛效果存在凿毛深度不易控制，发生不同程度的漏白和断筋现象[3-4]。为探索更好的桥面凿毛方式，本文将甩锤机应用于桥面凿毛试验段中，并用铣刨机凿毛作对比研究。

1 项目概况

安岚高速AL-M01合同段项目起点位于安康市汉滨区建民镇忠诚村附近，与十天高速相接，止于岚皋县城关镇堰塘湾附近，顺接岚皋至陕渝界段高速公路，全线采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度100 km/h，路基宽度26 m，其它技术指标按照部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）规定执行。本项目起讫桩号为K0+000～K48+600，路线全长 47.41 km，单幅桥梁85座，50 577延米，单幅隧道18座，31 636延米。项目凿毛工程数量为：920 340m2。凿毛试验段采用铣刨机施工和甩锤施工两种方案对比确定凿毛方式。

2 主要凿毛设备介绍

甩锤机设备的工作原理是利用离心技术，使有一定转速的转子上安装了具有弹性多头合金刀头，在离心力的作用下刀头由较大的势能和动能全部转换成较大的动能砸在各种表面，形成点状，从而起到水泥混凝土路面桥面凿毛或拉毛作用。本项目试验段选用甩锤机800 JOHNDEERE。本试验段采用的拉毛宽度900 mm，拉毛深度3 mm～5 mm，拉毛速度6 m～7 m/min。

铣刨机的铣削转子是铣刨机的主要工作部件，它由铣削转子轴、刀座和刀头等组成，直接与路面接触，通过其高速旋转的铣刀进行工作而达到铣削的目的，铣刨机上设有自动调平装置，以铣削转子侧盖作为铣削基准面，控制两个定位液压缸，使所给定的铣削深度保持恒定。本项目试验段选用铣刨机型号是维特根W2000。

同时需要清扫车、运输车、水车、凿毛机、空压机等其它辅助设备。施工主要设备如图1所示。

3 甩锤机施工关键步骤控制

3.1 工艺流程

（1）严格按照安全施工交通管制要求设立相关标志牌，建立工作区域。相关人员、设备必须在保护区内作业，确保施工安全。施工现场设备、材料等物件施工前及时清理。

（2）检查设备是否正常，并在护栏处多点标记，确保每次测试位置一致性。

（3）然后启动甩锤机，设备采用最低档位工作。行走速度6 m～7 m/min。凿毛深度控制在3 mm～5 mm。作业面有效宽度90 cm，重叠宽度控制在10 cm～20 cm，搭接部分保持平整。

（4）处理1遍以后，采用铺砂法在标记点处测试构造深度。

（5）凿毛过程中，甩锤机产生的废料就集中在桥面上，直接往前行驶继续凿毛，废料由山猫清理装车运走。

（6）凿毛完成后及时对废料进行清理，先用清扫车清扫一遍，后用空压机对凿毛表面进行吹扫即可。当凿毛表面占有泥块或泥浆时需用高压水枪进行冲洗并晾干。水车在施工现场附近准备，及时进行加水。

（7）注意要点：砼面板的突出物、钢筋头等必须切除和清除干净;油污、锈迹、养护剂、尘土必须清理干净，防止施工过程中二次污染;经拉毛处理后的砼铺装层应洁净、干燥并具有一定的粗糙度，并满足表1设计要求。工艺过程如图2所示。

3.2 凿毛遍数研究

如图3可知，随着甩锤机凿毛遍数的增大构造深度逐渐增大，且增长速度变缓，当凿毛遍数达到4遍时，构造深度已达到0.9 mm的构造深度，再增大凿毛遍数，构造深度平均增长约为4%。可见增长遍数达到4遍时，再增大凿毛遍数对构造深度的影响并不大，且过度凿毛会对混凝土表面造成二次损害，所以考虑到经济和时间效益成本，推荐使用4次凿毛遍数。铣刨机凿毛1遍以后，绝大部分以形成较好的粗糙效果，对于少数没有凿毛的地方，采用凿毛机补充凿毛，使得凿毛尽量达到较好的效果。

4 凿毛效果对比与效益分析

4.1 凿毛效果对比分析

为对两种设备凿毛效果进行比较，在每种设备凿毛试验段内，每隔10 m选取2 m*4 m的区域测试7个点的构造深度。测试结果如下。

如表2和表3可知，甩锤机和铣刨机凿毛深度均值分別为1.01 mm和1.06 mm。虽然铣刨机凿毛深度与甩锤机凿毛深度效果接近，但铣刨机凿毛构造深度标准差为0.127，而甩锤机凿毛构造深度标准差为0.067，远低于铣刨机的，可见甩锤机凿毛效果更均匀稳定，利于凿毛面的处置，起到更好的粘结作用。

从现场数据和现场凿毛效果分析来看，采用铣刨机，此种措施处治后表面粗糙，效果较好。但缺点是由于桥面平整度和预拱度等原因，铣刨深度不易控制，局部可能铣刨过深或者铣刨不到铣刨太深容易铣出钢筋，甚至隔断钢筋，破坏桥梁的结构和稳定性，铣刨太浅容易形成一块一块的光面，达不到拉毛的效果。由于大型铣刨机的振动破坏梁体的结构，减少了桥面铺装的厚度。同时铣刨所产生的丛向沟槽，容易导致层间滞留水分，施工期拉毛会影响养生期混凝土桥梁的整体强度。

与铣刨机相比，甩锤凿毛只是去掉桥面水泥浮浆而不破坏骨料，既保证了桥面铺装厚度又除去浮浆，使骨料与上面的结构层完全结合，真正起到粘结的作用，使水泥混凝土铺装与沥青混凝土铺装层共同受力延长使用寿命。而且在此过程中，能够充分暴露混凝土的裂纹等病害，以便提前采取补救措施。同时移动方便，操作简单，施工效率高。

4.2 两种施工方式的经济

虽然铣刨机比甩锤机的工作遍数要少，但甩锤机工作面饱和度要高，增减设备和人员更加方便，相比而言铣刨机因工作面不饱和更易造成的窝工。按综合工作效率对比，两种设备凿毛效率基本持平。但甩锤机在凿毛效果上明显优于铣刨机，所以推荐采用甩锤机凿毛。

5 小结

本文重点介绍了甩锤机在桥面凿毛中的应用，对关键施工工艺进行了总结。并用铣刨机作对比研究，突出了甩锤机在凿毛深度稳定性以及表面效果等方面的具有显著优势，确定了甩锤机4遍的凿毛工艺。社会经济效益良好，具有广阔的推广前景。

参考文献：

[1]Wu W，Zhang C，Chen R J.Experimental Research on Properties of Interface between New and Old Concrete[C].Applied Mechanics and Materials.Trans Tech Publications Ltd，2011，94：1286-1290.

[2]魏俊能，谭延军.桥隧凿毛技术与设备应用现状[J].交通世界（建养.机械），2009，16（07）：54-58.

[3]刘金鑫.铣刨机在桥面凿毛施工中的应用[J].西南公路，2017，44（02）：73-75.

[4]程慧芳.凿毛机在桥面系施工中的应用[J].科学之友，2011，32（21）：59-60.