路面精銑刨和微銑刨技術(shù)及應(yīng)用研究

白慧敏，柳利平

(中交西安筑路機械有限公司 ，陜西 西安 710200)

1 精銑刨和微銑刨概述

精銑刨(fine milling)和微銑刨(micro milling)的區(qū)別在于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，兩者都是在銑刨機標準轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上進行轉(zhuǎn)換，精銑刨用的是刀頭密集的精銑刨轉(zhuǎn)子，而微銑刨用的是微銑刨轉(zhuǎn)子。精銑刨和微銑刨所用的轉(zhuǎn)子，刀頭密集，刀間距小，因而更利于對路面實施更細密的銑刨處理。

一般以刀具垂直投影之后相鄰兩刀具間的距離定義銑刨轉(zhuǎn)子的刀間距，刀間距決定了銑刨在施工作業(yè)時對路面的處理效果。相比于傳統(tǒng)的刀間距約為15 mm的銑刨轉(zhuǎn)子，精銑刨擁有8 mm～10 mm的細密刀間距，微銑刨刀間距相對于前兩者更加細密，大約為6 mm。銑刨轉(zhuǎn)子的寬度可取15 cm～3.8 m。

2 精銑刨和微銑刨技術(shù)研究

2.1 精銑刨和微銑刨技術(shù)特點

(1) 應(yīng)用廣泛。精(微)銑刨可以應(yīng)用于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，主要用于恢復(fù)路面平整度、提高路面摩擦因數(shù)、銑刨車轍、去除標線等路面修復(fù)的工程中。

(2) 銑刨質(zhì)量高。采用精(微)銑刨可以達到很高的路面平整度和抗滑性能。通過銑刨去除一定厚度的老化路面，實現(xiàn)找平路面的效果，同時能夠增加路面的摩擦力，在細密刀具的處理下，在路面上形成一個新的、具有細密紋理的路面。

(3) 高效節(jié)能。在進行路面銑刨作業(yè)時，由于傳統(tǒng)的銑刨機刀頭刀間距較大，銑刨作業(yè)深，需要銑刨大量路面材料，銑刨過后需重新加鋪大量新混合材料，無形之中增加了施工成本以及運輸費用。而相對于傳統(tǒng)銑刨工藝，精(微)銑刨施工作業(yè)克服了其缺點，刀間距細密，因而處理時不用銑刨大量路面，且銑刨之后路面紋理細密，不用加鋪或只加鋪少量新的混合材料，減少了施工及運輸成本。該新工藝的使用，不僅效率高，節(jié)約成本，且銑刨效果好。

2.2 精(微)銑刨與傳統(tǒng)銑刨的差異

精(微)銑刨和傳統(tǒng)銑刨最主要的區(qū)別在于刀頭上刀間距的細密程度，刀間距決定了銑刨之后路面的紋理差別，精(微)銑刨處理之后的路面紋理要相對細密很多。這個差異主要是來自所用的銑刨轉(zhuǎn)子和控制參數(shù)的不同。如圖1所示，精銑刨和微銑刨所用的銑刨轉(zhuǎn)子上的刀齒個數(shù)比傳統(tǒng)的銑刨轉(zhuǎn)子多，排列和間距也比傳統(tǒng)的銑刨轉(zhuǎn)子密集[1]。

圖1 三種類型銑刨轉(zhuǎn)子對比

以2 m寬銑刨轉(zhuǎn)子為例，傳統(tǒng)銑刨轉(zhuǎn)子約有160個以上刀齒，精銑刨轉(zhuǎn)子則有270個以上的刀齒，而微銑刨轉(zhuǎn)子可有多達670個刀齒。三種類型的銑刨適應(yīng)的銑刨深度及獲得的表面紋理效果也各不相同。傳統(tǒng)銑刨的最大銑刨深度一般為350 mm，精銑刨為80 mm，而微銑刨則不超過30 mm。圖2為三種銑刨轉(zhuǎn)子實際銑刨面的紋理對比。

圖2 三種類型銑刨轉(zhuǎn)子銑刨紋理對比

2.3 影響銑刨面紋理的因素

使用不同銑刨刀間距的銑刨轉(zhuǎn)子，其銑刨面的橫向紋理間距和深度不同。如圖3所示，當(dāng)?shù)堕g距越小時，銑刨面的橫向紋理也就越密，銑刨溝槽的深度也就越小[2]。

圖3 銑刨橫向紋理的間距和深度

銑刨面縱向紋理的間距深度則與工作速度、刀尖線速度有關(guān)。圖4為銑刨縱向紋理長度、高度與工作速度的關(guān)系，可見銑刨作業(yè)速度越快，銑刨的紋理長度越長(如圖4所示，紋理長度b>d>f)、紋理高度越高(如圖4所示，紋理高度c>e>g)，則表面越粗糙；反之，作業(yè)速度越慢，紋理越細密。而刀尖線速度則與銑刨轉(zhuǎn)子直徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)，銑刨轉(zhuǎn)子直徑越大，轉(zhuǎn)速越高，銑刨紋理就越密，這兩個參數(shù)與銑刨機廠家設(shè)計有關(guān)。

圖4 銑刨縱向紋理長度、高度與工作速度的關(guān)系

銑刨面縱向紋理還與刀具排布有關(guān)，刀具排布常見的有單刀具以及一線兩齒兩種，如圖5所示。單刀具的特點是每條切削線所在的截面一般布置一個銑刨刀齒，普通銑刨轉(zhuǎn)子和精銑刨轉(zhuǎn)子的刀具排布為這種類型。而一線兩齒的刀具排布設(shè)計常見于微銑刨轉(zhuǎn)子，該刀具排布的特點是每個切削線所在的截面間隔180°相對地布置兩個銑刨刀齒。相對于單刀具排布，一線兩齒的銑刨機在相同的速度下對路面處理之后，紋理更加細致，因而能提高施工作業(yè)效率。

綜合來看，銑刨紋理的細密程度與銑刨轉(zhuǎn)子的刀間距、銑刨作業(yè)速度、刀尖線速度以及刀具排布為單刀齒或雙刀齒有關(guān)。

3 精銑刨和微銑刨的應(yīng)用研究

3.1 應(yīng)用范圍

(1) 恢復(fù)路面的摩擦因數(shù),提高道路抗滑性能。道路隨著使用年限的增長，受到一些自然因素(如降雨等)以及人為因素(如交通負載等)的影響，遭到不同程度的磨損，失去了一定的防滑性能，對行車埋下安全隱患。這時必須利用銑刨機進行路面處理，將路面的磨損層以及瀝青堆積過多的部分銑刨掉，恢復(fù)路面摩擦因數(shù)。

(2) 恢復(fù)路面的橫向和縱向平整度。道路使用一定的年限之后會產(chǎn)生一些道路表面病害，如路面車轍、擁包等，這些路面病害會影響行車安全，路面的不平整還會影響路面的正常排水，不利于交通安全。傳統(tǒng)模式中對路面病害的處理，一般是采取去除瀝青層然后重鋪的方法，該方法施工成本較高。當(dāng)病害只是停留在道路表面時，可以采取精(微)銑刨的辦法，例如對路面的車轍進行銑刨處理，重新增加路面紋理，銑刨機后跟清掃機對銑刨出的路面材料進行清理，清理之后即可開放交通，效率極高。若車轍較深，銑刨處理之后再加鋪微罩面,減少瀝青混凝土的用量 。

(3) 增進新罩面與銑刨表面之間的粘結(jié)效果。利用傳統(tǒng)的銑刨機處理路面，因刀頭刀間距大，處理完的路面紋理較深，在噴灑乳化瀝青黏層時，瀝青會集中流向紋理，從而使路面上黏層分布不均勻，紋理峰頂和槽谷處的厚度有很大差異，必然導(dǎo)致乳化瀝青破乳的時間不一致，進而影響新罩面與銑刨表面之間的粘結(jié)效果。精(微)銑刨面很好地解決了傳統(tǒng)銑刨機的弱點，其擁有精密的刀間距，經(jīng)處理過的路面紋理細密且較細，噴灑的瀝青分布均勻，很好地增進了新罩面與銑刨表面之間的粘結(jié)效果。

(4) 銑刨路面標線等。精(微)銑刨鼓安裝在小型銑刨機上可以實現(xiàn)對原有舊路線的清除，效率高，且施工成本低，為城市規(guī)劃建設(shè)以及路面交通路線提供了潔凈的基面。

(5) 其他特殊工況。如橋體的水泥路面在鋪設(shè)施工覆層或防水層時，使用精(微)銑刨對混凝土表面拉毛，可增強混凝土和瀝青面層的粘連性，大幅提高了橋梁路面的質(zhì)量和使用壽命。

圖5 單、雙刀具的銑刨轉(zhuǎn)子在相同銑刨行進速度下的對比

3.2 釆用精銑刨和微銑刨技術(shù)應(yīng)考慮到的問題

(1) 在路面精修過程中，理想的縱向或橫向平整度對維修效果來說至關(guān)重要。一般為銑刨機配備縱坡多點找平系統(tǒng)和橫坡傳感器，從而消除路面縱向不平，或者保證多車道銑刨后的路面橫坡符合設(shè)計要求。

(2) 銑刨機在施工中各方面的性能決定了施工作業(yè)的品質(zhì)以及施工效率。在進行銑刨機和精(微)銑刨轉(zhuǎn)子的選擇時，應(yīng)多了解設(shè)備的配置參數(shù)(如銑刨轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)速、刀間距、刀具排列等)，不同的銑刨機針對不同的銑刨作業(yè)，須能依銑刨機的性能、銑刨轉(zhuǎn)子的特性、作業(yè)深度和銑刨路面材料的性質(zhì)等對銑刨機的操作(如行走速度和銑刨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

(3) 在相同直徑和寬度下，精(微)銑刨轉(zhuǎn)子上的刀具排布數(shù)量要比傳統(tǒng)銑刨轉(zhuǎn)子多很多，這就導(dǎo)致了前者重量大于后者(2 m精銑刨轉(zhuǎn)子增重500 kg以上)，因此配備了精(微)銑刨轉(zhuǎn)子的銑刨機在運輸上要更多地考慮運載條件，選擇合適的掛車與運輸方式。

(4) 相對于傳統(tǒng)銑刨，精(微)銑刨更容易產(chǎn)生大量的塵土，特別是在進行水泥拉毛時，大量的灰塵不僅影響操作人員的視野，造成安全隱患，還會給周邊環(huán)境帶來影響[3]。因此，在精(微)銑刨作業(yè)時需加大降塵的用水量，必要時可使用帶有除塵裝置的銑刨機，對銑刨的粉塵起到一定的抑制作用。

4 總結(jié)

隨著道路維修技術(shù)的發(fā)展，精銑刨和微銑刨工藝以其刀具的細密性優(yōu)勢，擁有了延長路面使用壽命、提高舒適性、節(jié)約成本、高效環(huán)保的優(yōu)點，且可以通過采用不同刀間距的銑刨轉(zhuǎn)子和銑刨行進速度對路面粗糙度加以控制，逐漸受到道路施工單位的重視，并廣泛地應(yīng)用于各種路面養(yǎng)護工程中。

參考文獻：

[1] Wirtgen G H.Wirtgen cold milling manual technology and application [BD/OL].[2017-08-25].http://media.wirtgen-group.com/media/02_wirtgen/media_1/media_1_product_divisions/media_1_product_divisions_cold_milling_machines/W_manual_Cold-milling-machines_EN.pdf.

[2] 沈炬.精銑刨——冷銑刨機的又一應(yīng)用領(lǐng)域[J].筑路機械與施工機械化，2013(4)：22-24．

[3] 關(guān)士峰.精銑刨在隧道水泥混凝土路面養(yǎng)護中的應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng)·機械)，2015(28)：34-35.