路面精銑刨和微銑刨技術及應用研究

來源：機 械 工 程 與 自 動 化 ２０１８年４月 

作者：白慧敏

就精銑刨和微銑刨的定義、特點進行了說明，對比傳統銑刨，對精銑刨和微銑刨的精度和表面紋理影響因素做出詳細分析，列舉了精 （微）銑刨的各種應用范圍，對其應用中需注意的問題進行討論，為精銑刨和微銑刨技術在養護機械和快速修復設備上的應用提供理論和技術基礎。

１ 精銑刨和微銑刨概述

精銑刨（ｆｉｎｅｍｉｌｌｉｎｇ）和微銑刨（ｍｉｃｒｏｍｉｌｌｉｎｇ）的區別在于轉子系統，兩者都是在銑刨機標準轉子的基礎上進行轉換，精銑刨用的是刀頭密集的精銑刨轉子，而微銑刨用的是微銑刨轉子。精銑刨和微銑刨所用的轉子，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子的刀間距，刀間距決定了銑刨在施工作業時對路面的處理效果。相比于傳統的刀間距約為１５ｍｍ的銑刨轉子，精銑刨擁有８ｍｍ～１０ｍｍ 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６ｍｍ。銑刨轉子的寬度可取１５ｃｍ～３．８ｍ。

２ 精銑刨和微銑刨技術研究

２．１ 精銑刨和微銑刨技術特點

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

（２）銑刨質量高。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）高效節能。在進行路面銑刨作業時，由于傳統的銑刨機刀頭刀間距較大，銑刨作業深，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。而相對于傳統銑刨工藝，精（微）銑刨施工作業克服了其缺點，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，節約成本，且銑刨效果好。

２．２ 精（微）銑刨與傳統銑刨的差異

精（微）銑刨和傳統銑刨最主要的區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子和控制參數的不同。如圖１所示，精銑刨和微銑刨所用的銑刨轉子上的刀齒個數比傳統的銑刨轉子多，排列和間距也比傳統的銑刨轉子密集。

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

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子，其銑刨面的橫向紋理間距和深度不同。如圖３所示，當刀間距越小時，銑刨面的橫向紋理也就越密，銑刨溝槽的深度也就

越小。

   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。圖４為銑刨縱向紋理長度、高度與工作速度的關系，可見銑刨作業速度越快，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，作業速度越慢，紋理越細密。而刀尖線速度則與銑刨轉子直徑和轉速有關，銑刨轉子直徑越大，轉速越高，銑刨紋理就越密，這兩個參數與銑刨機廠家設計有關。

     銑刨面縱向紋理還與刀具排布有關，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，普通銑刨轉子和精銑刨轉子的刀具排布為這種類型。而一線兩齒的刀具排布設計常見于微銑刨轉子，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效率。

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

 ３ 精銑刨和微銑刨的應用研究

３．１ 應用范圍

（１）恢復路面的摩擦因數，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，恢復路面摩擦因數。

（２）恢復路面的橫向和縱向平整度。道路使用一定的年限之后會產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效果。利用傳統的銑刨機處理路面，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效果。精（微）銑刨面很好地解決了傳統銑刨機的弱點，其擁有精密的刀間距，經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對原有舊路線的清除，效率高，且施工成本低，為城市規劃建設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量和使用壽命。

３．２ 采用精銑刨和微銑刨技術應考慮到的問題

（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重要。一般為銑刨機配備縱坡多點找平系統和橫坡傳感器，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計要求。

（２）銑刨機在施工中各方面的性能決定了施工作業的品質以及施工效率。在進行銑刨機和精（微）銑刨轉子的選擇時，應多了解設備的配置參數（如銑刨轉子直徑、轉速、刀間距、刀具排列等），不同的銑刨機針對不同的銑刨作業，須能依銑刨機的性能、銑刨轉子的特性、作業深度和銑刨路面材料的性質等對銑刨機的操作（如行走速度和銑刨轉子轉速等）做適當的調整。

（３）在相同直徑和寬度下，精（微）銑刨轉子上的刀具排布數量要比傳統銑刨轉子多很多，這就導致了前者重量大于后者（２ ｍ 精銑刨轉子增重 ５００ｋｇ以上），因此配備了精（微）銑刨轉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）相對于傳統銑刨，精（微）銑刨更容易產生大量的塵土，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，還會給周邊環境帶來影響。因此，在精（微）銑刨作業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

隨著道路維修技術的發展，精銑刨和微銑刨工藝以其刀具的細密性優勢，擁有了延長路面使用壽命、提高舒適性、節約成本、高效環保的優點，且可以通過采用不同刀間距的銑刨轉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，并廣泛地應用于各種路面養護工程中。