基于公路施工铣刨技术应用研究

宁剑其

【摘要】随着我国高速公路的逐渐完善，公路总长度，密集度和使用频率都到达了一个新的层次。同时路面修建过程中采用的技术较为传统，行车过程中压力较大。因此，施工过程如何提高效率，修复过程如何提高质量，从而延长公路寿命是当前公路工程的关键。本文对其中的重要一环——铣刨技术进行了详尽的研究和探讨。

【关键词】道路工程施工；沥青类路面；铣刨工艺

1.前言

我国经济建设的快速发展对公共交通提出了较高的要求，巨大的交通量和日益密集的公路分布导致路面病害的频繁发生，造成了较为严重的资源浪费。为了提高效率，公路建设的施工和日常维护技术受到了广泛关注。其中铣刨技术通过破碎旧有不合格路面，回收再生可二次利用材料，对路面重新进行铺装，对凿毛和错台铣平施工流程，在处理路面不平整，龟裂和翻浆等病害在日常保养中都起到了关键作用。一般来讲，该技术可分为冷铣和热铣。前者难度不高，性价比合理，施工过程安全，因此应用面较后者而言更宽，限制更少。

2.公路施工方面铣刨技术和相关设备的发展情况分析

2.1国外铣刨技术的引进

我国铣刨技术应用相较其他公路施工技术而言引入比较晚，一直到20世紀80年代才逐步引进。由于80年代及之后十年左右处于我国公路系统的建设期，对于路面的日常维护并未特别重视。一直到2002年，我国的铣刨实施设备——铣刨机几乎完全依赖进口，且市场需求较小，基本上主要由维特根公司和卡特彼勒公司的产品构成。国产铣刨机并没有发展空间。

2.2国内铣刨工艺实施设备的发展

在我国第一批公路投入使用一段时间后，进入大型修整期，铣刨工艺成为公路维护的重中之重，市场缺口被打开。国内一些厂家通过向国外成品和技术进行学习，开发出了能够集现代液压传动技术和精细电控技术于一体的沥青路面大型路面铣刨机。铣刨工艺也由此进入了新的发展阶段，尽管部分零配件还需国外引进，但国内各大厂家已经基本研发出了适用于各种情景下的不同型号不同功能的多种铣刨机。

3.针对不同公路状况的铣刨技术对比

3.1我国公路路面受损现状

3.1.1沥青类公路原材料成分分布

目前我国沥青路面的铺制主要可以分为混凝土沥青路面，热搅拌碎石沥青路面，贯入式沥青路面和表面处治沥青路面。同时，为了满足安全高效高质量和长使用时间的施工要求，我国沥青材料不断推陈出新，在原料和技术方面进行改造，取得了进步。只有了解不同路面的原材料组成，才能结合其结构对铣刨技术的选取和实际作业起到实际的辅助效应。一般而言，我们将沥青混合材料的组成结构将其分为如下三类进行研究：内部摩擦阻力小但粘度高内部摩擦阻力高但粘度小内部摩擦阻力和粘度都较高的材料的混合。

3.1.2公路行车过程中病害类型

所谓路面病害即指长久通车行驶后对路面造成的损坏，形态变化和其他破坏。就我国公路现状而言，比较常见的病害类型有：由于温度，负载，结构和路基受损等造成的裂缝，由于材料质量和路面结构造成的龟裂和网裂，在特殊环境下（高温等）大型车辆反复碾压形成的车辙和路面材料脱落形成坑洼的坑槽，另外还有沉陷，缝隙相接处高度差导致的错台和路面沉陷导致的跳车等多种病害。

铣刨技术对于由于上述原因造成的大面积长时间损伤或者老化严重的路面，能够快速施工，迅速修复，达到比较好的通车质量和外观效果。当前我国公路路面应用铣刨技术比较频繁的是沥青路面。下文以此类路面为例进行铣刨技术的分析和说明。

3.2实际施工过程

3.2.1进行路面损害测量确定技术类型

由于不同的路面病害类型和程度均不尽相同，根据中期修复工程的特点，路面（主要是指横断面）的不平整程度和破损弯沉情况都会对铣刨技术和相关施工质量造成较大影响。一般而言由于压力不足造成的整体车辙数量较多，大面积坑槽和浅表性沉陷等病害情况会利用冷铣刨热摊铺技术进行修复施工。

因此应当首先对铣刨前施工路段横断面的点高程和车辙情况进行测量。分别横向纵向取样，使得测量点落在行车碾压带上的相邻两碾压带的中心点处，确定横坡，作业面积。根据路面计算出的横坡，利用水准仪和铣刨机的液压伸缩系统得到对应的铣刨面积和铣刨深度。

3.2.2制定施工方案进行设备调试

根据测量数据确定铣刨原则，分析路面的沥青材料类型和其应当具备的破坏程度，决定使用的铣刨技术——低速或高速铣刨。一般而言，低速铣刨工艺，铣刀转速不高，主要通过刀尖的挤压造成对沥青混合材料的破坏，铣刀的转动过程中刀尖能够使得接触面产生形变，逼近材料弹性极限时材料表层被损坏；逐步增大沥青混合材料受到的作用力，形成“拉应力”态，利用铣刀的前进进一步扩散裂口，最终实现对铣刨目标层面的贯穿，将从整体路面块状结构毁损为细小颗粒状结构。而高速铣刨工艺，铣刀的转速接近应力波的传播速度，铣刀与沥青混合材料接触后，对初始破坏状态无法迅速传播下去，因此抵抗会成倍增长，最终将整体路面块状结构分解为直径较大的剪切材料结构。

根据路段的设计铣刨原则和使用的铣刨技术选择合适型号的铣刨机，制定施工方案。首先根据施工路段的铣刨宽度和铣刨机的一次铣刨宽度得出铣刨次数，进行铣刨面的划分，可进行适当重叠以便路面厚度均匀分布。其次，考虑横断测量结果形成的铣刨原则，防止出现由于断面变化程度大造成的部分断面无法得到充分铣刨的情况。据此适当调整铣刨机，尽可能多的使各段落都被拉毛。难以机器铣刨的部分，设计人工凿毛处理，以达到路面行车受压分布的整体性和一致性。

3.2.3封闭相应路段进行施工

封闭即将施工的路段。由质检员和工长共同分析现场路况，在正式铣刨施工前，采用白灰线横纵向标示法，指明对应的铣刨位置，指挥铣刨机就位。工程技术人员将之前测量得到的铣刨面积和铣刨深度提供给铣刨机操作人员，操纵两台铣刨机平行的沿着行车方向逐刀地进行铣刨作业。针对铣刨必要性不大但需要进行加铺的路面，进行痕迹深度为3到5毫米的拉毛。分层处理时注意台阶和翅膀的宽度。保证整体铣刨的整齐度和深度一致性，发现夹层尽快处理。主体处理完毕后将中间未铣刨的路面及清扫的废旧混合料一起通过传送带尽可能送到运输车辆上。

路面铣刨时，由于种种原因铣刨机难以将所有铣刨料都机械化送到自卸车上，从路面横坡准确性和事后清扫废料强度考虑，可从路肩侧铣到路中间后在从中分带侧向中间铣刨，方便液压镐，切割机或人工将铣刨机提刀的斜边与切割机切缝间的少部分剩余残料向路中间清扫， 做到坑槽槽壁的垂直分布和坑槽边的齐整性。在等待第二遍人工清扫的间隔期，质检员和工长可以统计该路面的病害情况并进行相应切除或毁损处理。

4.铣刨技术的改进和创新

目前较为先进的铣刨技术改进是微铣刨技术。这种新型的铣刨技术和传统铣刨的区别集中在铣刨机刨齿的密集程度高度提升和精细控制的进一步细化上。处理后的毁损纹理更加精致细微。

5.结论

沥青类路面是我国交通基础设施建设中比较重要的公路路面类型，应当在其建造和维护过程中充分利用铣刨技术，达到较高的资源利用效率，逐步完善公路施工过程。

参考文献

[1]易德强.公路沥青路面施工中铣刨摊铺施工技术的施工工艺[J].建筑工程技术与设计，2014，（19）：397-397.

[2]肖鹏，徐建成.水泥稳定废旧沥青铣刨料技术性能的试验研究[J].中外公路，2012，32（5）：232-235.

[3]周高峰，李素勤.高速公路改扩建工程中路面铣刨的方案论证[J].黑龙江科技信息，2010，（25）：275.