分类：建筑论文 时间：2022-01-08 热度：563
摘 要：基于国内无统一的沥青混凝土路面裂缝修补材料评价指标和方法的现状，运用运筹学的相关方法，结合沥青混凝土路面裂缝实际修补情况，确定材料自身性能、施工性能、路用性能及经济性能等 4 个准则层指标;利用 1 ～9 标度法依次构造各准则层判断矩阵并计算各指标权重值，提出沥青混凝土路面裂缝修补材料的综合评价指标体系。以南方某沥青混凝土快速干道为例，根据室内试验结果，对工程中所用的自制裂缝修补材料及常规的乳化沥青修补材料进行对比评价，并通过工程实践验证。研究结果表明：该评价体系优选出的材料(自发研制的裂缝修补材料)性能更优，更能有效地修补路面裂缝;说明该评价方法及指标能够有效而直观的对裂缝修补材料进行评价。
关键词：沥青路面;裂缝修补;性能评价;指标
沥青路面作为主要的路面结构形式，在我国公路路面中占有相当大的比例。裂缝作为沥青混凝土路面主要病害之一，在交通荷载、环境因素的作用及路面结构的影响下，随着时间的推移而发生并逐渐发展。虽然裂缝本身对沥青面层使用性能影响不大，但其存在破坏了路面结构的整体性和连续性，导致路面结构强度的削弱，同时路表水随着裂缝浸入基层使基层变软，在大量行车荷载反复作用下发生冲刷和唧泥现象，使路面结构承载力下降，导致路面结构破坏。因此，修补沥青路面裂缝病害，对防治沥青路面的早期破坏有着重要的意义。目前，国内外对于裂缝修补材料及其性能指标进行了相关研究。美国经大量试验研究提出了提炼后的用于沥青路面裂缝密封用沥青橡胶及橡胶改性沥青的试验技术，并在各相关规范标准中规定了灌缝胶的 4 种类型及其技术要求[1 -4]。吴宁等[5]在分析裂缝修补技术要求的基础上，参考国外材料技术要求、借鉴 ASTM试验方法并结合我国的相关试验规范，提出沥青路面裂缝修补材料室内试验检测方法及指标，并通过对实际材料不同指标的试验测定，提出了室内常规试验控制的性能指标建议。于宵[6]根据有机硅密封胶的路用性能要求，以 ASTMD5893 为基础，结合我国交通行业路面橡胶沥青密封胶标准，参考建筑行业的部分标准，提出了路用有机硅密封胶的 8 个性能评价方法。李强等[7]通过室内性能试验对 5 种裂缝修补材料的高温稳定性、低温抗裂性、抗异物嵌入性、耐腐蚀性、抗老化性、抗剪强度与抗拉强度等技术性能进行了对比研究。但上述研究都是对裂缝修补材料及其性能进行定性的分析，如何对裂缝修补剂进行定量的评价，目前还没有相关研究。本文在前人[8 -9]研究基础上，基于裂缝修补的目的，经过多次专家问询，给出了裂缝修补剂的性能评价指标，并利用层次分析法(AHP)[10]来确定各个评价指标的权重，建立裂缝修补材料的评价指标体系，从而达到对裂缝修补材料进行定量分析的目的。
1 沥青路面裂缝修补材料评价指标
为客观评价沥青路面裂缝修补材料的性能，采取现场调查、取证、专家问询等手段，提出了沥青路面裂缝修补材料性能评价指标，构建了其指标体系的层析分析法(AHP)模型，确定了各个评价指标的权重，对沥青路面裂缝修补材料的评价指标进行量化，从而为裂缝修补材料的优选提供了可靠的评价方法。
1.1 构建沥青路面裂缝修补材料性能评价指标体系
沥青路面出现裂缝破损，不仅影响路面的表面功能和使用性能，而且还会引起其它类型的路面破坏。对沥青路面裂缝进行填封修补，应该保证修复后路面行车的平整性及舒适性;应该恢复裂缝处的局部强度及承载能力，弥补裂缝处原有路面强度不足的缺陷;封实裂缝避免沥青路面因路表水的渗入而进一步破坏。在保证上述修补目的的前提下，还应该保证裂缝修补材料方便施工，且应该秉承经济性原则。综合考虑上述原则，通过多轮专家问询，最终构建裂缝修补材料性能评价指标体系的层析分析法(AHP)模型见图 1。
由此判断，上面所构造的判断矩阵均符合完全一致阵的条件，故所求得的权重向量可用。
1.3 量化裂缝修补材料性能评价指标
如何有效而合理的量化裂缝修补材料的性能指标，从而达到直观评价裂缝修补材料的目的，是保证评价合理而有效的关键。采用各指标独立评分原则，由专家根据试验结果参照相关规范要求及现场施工需要进行对各性能指标进行打分，然后通过数学方法使原始的数据转化为可进行运算的分值。
1.4 裂缝修补材料性能的评价
确定了裂缝修补材料性能评价指标体系及各指标的权重及分值后，则可以对拟选用的裂缝修补材料进行评价。
2 南方某快速干线沥青路面裂缝修补材料性能评价
2.1 工程概况南方某快速干线作为该市最重要的交通要道，于 2006 年年底通车，全长约 100 km，该环线的修建促进了周边城市的发展，有效缓解了该市交通拥堵的现状。但是在 2011 a 项目组对该路的裂缝状况进行普查时，发现该环线沥青路面破坏严重，存在大量的裂缝，尤以纵向裂缝为多，且存在长、宽、深的特点。为了保证该环线的正常运营，保证行车安全，确保路面使用寿命，决定对现有裂缝进行修补。
2.2 工程拟用沥青路面裂缝修补材料性能评价
为有效对该快速干线的沥青混凝土路面裂缝进行修补，项目组自行研制了一种高效裂缝修补材料(简称 A 材料)，并对其相关性能进行试验研究;为了有效评价该材料的性能，同时选用常规的 SBS改性沥青(简称 B 材料)与其进行对比试验，试验结果及经济性能评价分析分别见表 1 和表 2。
按照“1.3”的方法，请 5 位专家分别根据试验结果(表 1)并参照相关规范对裂缝修补材料性能的基本要求，对 2 种裂缝修补材料 B1 ～B3 的各项指标进行打分，并根据估算的材料成本、施工成本以及使用寿命对其经济性能进行评分(评分标准见表 3);然后综合各专家评分，取各个指标专家评分的平均值(取整数，四舍五入)，各单项指标的分值如表 4 所示。
2.3 裂缝修补材料优选及应用
由表 1 和表 2 可以看出：自行研制的裂缝修补材料综合性能明显高于常规的热拌沥青;常规的热拌沥青经济性能稍稍优于自制的裂缝修补材料，但是其自身性能及施工性能远远不及自制的裂缝修补材料。为了对实际修补效果进行评价，在该干线进行了现场试验。试验结果表明：自行研制的裂缝修补材料不需要像热拌沥青修补材料一样进行加热处理，直接现场拌制好后即可灌入裂缝，在灌入后短时间内即可凝固且很好的和原有沥青路面融合在一起，在烈日暴晒下也不会出现软化的情况，说明其施工性能明显优于常规的热拌沥青裂缝修补材料;从灌注后 60 d 现场情况来看，在烈日暴晒下，自制的裂缝修补材料并未像常规的 SBS 改性沥青一样，出现老化并开裂的现象，说明其路用性能良好，后期所需维护成本低。
3 结论
(1)通过现场调查取证以及专家咨询等手段优选出的裂缝修补材料评价指标，能够合理而全面的反映裂缝修补材料的综合性能。
(2)基于裂缝修补材料的性能评价指标体系构建裂缝修补材料性能评价指标的层次分析法模型，并通过数学的方法使以往的定性评价转变为定量评价，该方法简单、计算方便，能够有效的评价沥青路面裂缝修补材料的性能。
(3)工程实践结果表明该评价体系优选出的材料(自制的裂缝修补材料)性能更优，更能有效地修补路面裂缝;证明该评价方法及指标对于重要的工程材料性能、效能的评估有很好的借鉴作用。——论文作者：彭华1，尹健1，池漪2，高楠2
参考文献：
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[6]于宵.路用有机硅密封胶的性能评价方法[J].公路，2012，3(3)：208 -211.YU Xiao.The performance evaluate method of pavementsilicone sealant[J].Highway，2012，3(3)：208 -211.
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文章名称：沥青路面裂缝修补材料性能评价指标及方法
