微表处预防养护技术在公路沥青路面养护中的应用及效果评价

杨元松

（南宁市江南公路管理局，广西 南宁 530031）

0 引言

合理的预防养护技术是保证公路沥青路面正常使用的必要前提，其能够最大限度地降低路面病害的出现，提高行车舒适性及安全性。本文结合当前路面养护现状，分析微表处预防养护技术在公路沥青路面养护中的应用及效果评价，从而提高公路沥青路面使用寿命。

1 微表处预防性养护技术概述

1．1 微表处预防性养护技术的概念

微表处预防性养护技术是以稀浆封层预养护技术为基础发展而来的，即将填料、添加剂、集料、水以及聚合物改性乳化沥青按照一定的比例混合而成，并通过专业的摊铺设备将其在路面上进行摊铺、碾压而形成薄层路面。在进行沥青路面微表面处理时如沥青路面损坏较大，应进行多层摊铺，摊铺后1～2h方可使用。微表处预防养护技术有利于解决路面松散、磨光等问题，施工方便、快捷，能够提高沥青路面的耐磨性［1］。

1．2 微表处预防性养护技术的优点

微表处预防性养护技术在沥青路面应用的过程中具有六个方面的优点：

（1）施工方便、快捷、成本较低，保持交通运输通畅；

（2）适用于多种不同路面结构；

（3）施工增加厚度较小，施工对路面或桥面使用影响不大且不会对排水系统产生影响；

（4）能够提升路面的抗滑性能，防止和改善路面龟裂、裂缝等病害，延长道路的使用寿命［1］；

（5）形成防水、磨耗层，增加路面的防水及耐磨程度，改变路面的抗滑性能［1］；

（6）施工过程中不产生环境污染物质，有利于环境保护［1］。

2 微表处预防性养护技术在公路沥青路面养护中的应用

随着二级公路路面行驶车辆逐渐增多，超载以及环境影响因素的共同作用，使其容易出现病害问题，如不及时处理将会导致极为严重的后果。本文主要对微表处预防性养护技术在二级公路沥青路面养护中的应用进行分析研究［2］。

2．1 混合料检测

混合料的配合比质量直接关系着微表处预防性养护工作的实施质量，其中任意一种原材料数量的改变都会给混合料的配合比带来改变，因此在工程施工之前需要对已配合而成的混合料进行严格检查，以保证混合料的配合比质量。对混合料的检测包括：

2．1．1 拌合试验

拌合试验一般用于对混合料的搅拌时间及成浆状态进行测定，在进行拌合试验时应充分考虑材料拌合地的环境温度与湿度，结合材料的搅拌性能及用水量进行综合考虑测定。

2．1．2 粘聚力试验

粘聚力试验主要是对混合料的初步凝固时间和允许通行的时间进行测定的过程。进行粘聚力试验时应充分考虑温度和湿度对粘聚力的影响，确保较为准确地确定拌合料的粘聚力。

2．1．3 湿轮磨耗试验

应采用湿轮磨耗试验，综合考虑平均温度、浸泡时间及磨耗时间等因素，分析确定乳化沥青混合料中乳化沥青的最少用量。

3 微表处施工

3．1 确定预防性养护的最佳时机

在对二级公路进行微表处预养护工作时，应选择恰当的时间以保证养护工作取得的效果最佳及经济合理性。一般来说二级公路微表处预养护工作最佳时机的确定应根据路面使用性能和成本分析两个方面进行分析［3］。

3．1．1 根据路面使用性能确定微表处预养护工作的时机

确定微表处预防养护工作时机时，应明确预防性养护的目标和基本原则，通过相关公路养护人员对路面使用情况进行分析得到路面各项指标使用的临界值并综合考虑不同路段病害特点，在保证二级公路路面各项使用指数处于良好状态的基础上确定预养护工作最佳时机，充分发挥微表处预养护技术的实际价值，提升二级公路路面的使用性能。

3．1．2 以成本分析为依据进行预防性养护时机的选择

综合二级公路自身的使用及建设特点，在采用微表处预养护技术对沥青路面进行养护时，应以成本分析为基本落脚点选择预养护工作的最佳时机，充分考虑路面的建设、养护、维修等各项成本，在保证路面使用性能的前提下尽量降低二级公路的预养护费用。

3．2 施工准备

在对路面进行微表处预防养护施工之前，首先应落实和制定相关组织机构及制度，保证预养护工作的顺利进行；其次，应做好相关原材料配合比的配置，保证拌合料的配合比满足预防养护工作的需求；再次，做好相关施工机械的使用计划及准备工作；最后，应对养护路面进行处理，为预防养护工作做好相应的准备工作［3］。

3．3 施工要点

3．3．1 放样划线

当采用微表处预防养护技术对二级公路路面进行预防养护施工时，首先应以左侧为起点依次进行走向控制线绘制，并以摊铺箱宽度及路幅宽度为基础进行放样划线工作，保证施工车辆数量不出现重叠现象。

3．3．2 装料

在完成放样划线工作之后应进行装料，在装料时应将拌合合格的混合料一次性装入摊铺机内，混合料应装满且温度保持一致。

3．3．3 摊铺

在进行微表处预养护施工时，应做好路面清理、放样、交通管制等准备工作方可进行摊铺作业。

3．4 施工注意事项

（1）在进行搅拌、摊铺的过程中应严格对用水量进行控制，防止离析现象的出现，严禁向摊铺箱内直接加水。如在施工过程中出现摊铺箱无法直接摊铺时，应采用人工作业方式进行摊铺，并应保证摊铺工作的平整度。

（2）预防养护工作的实施质量与外界自然环境有着直接的关系，在进行预养护施工时应保证外界温度＞10℃。

（3）预养护工作实施过程中应设有专职人员对混合料中各种材料的质量进行严格控制，保证混合料的质量满足标准和规范的要求。

（4）已完成摊铺的路面不应出现大粒径矿料造成的痕迹，否则需要立即进行人工找平，保证路面的平整度。

4 微表处预防养护技术在公路沥青路面养护中的效果评价

在对二级公路沥青路面进行微表处养护的各项工作完成之后，应采取科学的方法对其养护效果进行评价。本文采用定性的方法对养护效果进行评价。首先对微表处实施路段路面损坏状况、行驶质量效果及抗滑性能进行分析，然后再采用层次分析法及模糊综合评价法对微表处预防养护技术在二级公路沥青路面养护中的实施效果进行综合评价。具体实施步骤为［4］：

4．1 路面损坏状况、行驶质量效果及抗滑性能分析

（1）对微表处实施路段路面损坏状况效果分析通常采用路面状况指数评价的方法，其具体指标如表1所示。

表1 路面状况指数评价表

通过与上表进行对比，就可得到采用微表处实施路段路面损坏的修补效果。

（2）对微表处实施路段行驶质量效果分析通常采用行驶质量指数进行评价（见表2），计算方法如下：

其中：a0——高速公路和一级公路时取0．026，其他公路取0．018 5；

a1——高速公路和一级公路时取0．65，其他公路取0．58。平整度指数＝

Zs——车身的绝对位移；

Zu——轮胎的绝对位移；

L ——行驶的距离。

表2 路面行驶质量指数表

（3）对微表处实施路段路面抗滑性能通常采用抗滑系数进行评价，其具体指标见表3。

表3 路面抗滑系数评价表

4．2 路面养护综合效果评价［4］

4．2．1 综合评价体系

根据相关标准和规范，本文将微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果的综合评价体系分为目标层、准则层、措施层（如图1所示）。

图1 综合评价体系层次图

通过上述综合评价体系层次图可建立微表处预防养护技术养护效果综合评价体系表，如下页表4所示。

表4 综合评价体系表

4．2．2 养护效果的确定

本文对微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果的确定采用层次分析模型和模糊综合评价模型相结合的方式。首先采用层次分析模型对影响微表处预防养护技术养护效果因素的权重进行确定，然后使用模糊综合评价模型对微表处预防养护技术养护效果进行确定，具体流程如图2所示。

图2 AHF－FCE综合评价模型图

通过微表处预防养护技术养护效果评价体系的建立，可知微表处预防养护技术养护效果评价体系包括五个因素，即B1、B2、B3、B4、B5。通过对该评价体系进行分析并采用1～9比例标度法，可得到微表处预防养护技术养护效果评价体系的判断矩阵为：

在确定判别矩阵之后采用1～9及其倒数1，1／2，…1／9作为标度对微表处预防养护技术养护效果各评价指标的重要程度进行比较（如表5所示）。

表5 影响微表处预防养护技术养护效果各因素的相对重要程度表

（1）权重向量和最大特征值的求取

本文各判别矩阵最大特征值及特征向量的计算采用方根法，具体计算步骤如下所示：

Bij的n次方根各分量的近似值：

通过以上计算可以得到权重向量为W＝（W1，W2，W3，W4，W5）T＝（0．174，0．158，0．198，0．209，0．260）T

（3）一致性检验

为了消除以上步骤所得到的判断矩阵的最大特征值和特征向量的误差，需要对比较矩阵进行一致性检验，具体方法为：

式中：CR为一致性比率；CI和RI为一致性指标。

当CR＜0．10时，其特征向量就为权重向量，当CR≥0．10时，应对判断矩阵进行修正。

在进行一致性检验过程中，一致性评价指标为：

其中，n＝λmax＋∑λ（λ≠λmax）。

当λmax＝n，CI＝0，判断矩阵完全一致。

在进行一致性检验过程中，一致性评价指标RI的取值如表6所示。

表6 随机一致性指标RI取值表

其次，对微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果进行综合评价。

本文通过建立模糊综合评价法模型对微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果进行比较科学的定量化评价，具体计算步骤为：

（1）建立实际安全保证水平模糊评价矩阵

通过采用专家评分法可以得到微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果模糊评价矩阵为F。

（2）进行模糊综合评价

对矩阵F进行二级模糊评价，得到：Xn＝ω1×Pn（n＝1，2，3，4，5）

进行一级模糊评价，得到：β＝ω×Xn＝（0．202，0．235，0．239，0．128，0．065）

（3）根据最大隶属度原则，可以得出微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果评价指标：

得出路面行驶质量指数＞8．5，为优级。

通过以上定性与定量方法的计算，可以将微表处预防养护技术二级公路沥青路面养护效果的评价指标进行定量化计算，从而提高对微表处预养护技术实施的评价水平，减少因个人因素导致的评价误差，为该技术在二级公路沥青路面养护中的应用提供评价依据。

5 结语

本文首先对微表处预防性养护技术的概念、优点进行了阐述，然后对该技术在二级公路沥青路面养护中的应用进行了分析，最后采用层次分析法及模糊综合评价法对该技术的应用效果进行了定量评价。通过对微表处预防养护技术在公路沥青路面养护中的应用进行详细的分析可知，该技术能够最大程度地保证公路路面的施工质量，减少因养护不及时而导致路面行车舒适性及安全性不满足相关需求的情况，保证公路路面的使用功能。