非洲安哥拉羅安達繞城高速公路瀝青路面大修方案選擇研究

柯晗

（中鐵二十局第一工程有限公司，江蘇蘇州 215000）

1 安哥拉公路現狀

據安哥拉政府數據，自2005 年以來，政府共投入250 億美元，完成12435km 國家道路修復，目前仍有8570km 道路正在修復，4985km 道路有待修復，截至2021 年底，安哥拉全國公路總長7.7 萬公里，干線總長2.5 萬公里，其中瀝青路面1.9 萬公里，其余5.6 萬公里是砂石土路面。羅安達繞城高速公路瀝青路面破損、磨耗情況極具代表性，通過對該公路的大修方案研究，為安哥拉公路發展提供相關參考。

2 羅安達繞城高速公路概況

羅安達繞城高速公路全長55km，雙向3 車道，路面寬度11～22m 不等。其中，南段34km 路面主要病害為局部裂縫、坑槽，無明顯車轍，彎沉值、平整度、取芯完整度情況較好；北段21km 路面病害情況復雜，大面積裂紋、補丁、坑槽，車轍明顯，彎沉值、平整度、取芯完整度情況較差。

3 主要研究內容及研究方法

3.1 主要研究內容

3.1.1 大修前路況調查與評估指標

羅安達繞城高速公路瀝青路面病害調查與分析，參考了國內外公路瀝青路面病害研究現狀，總結了羅安達繞城高速公路瀝青路面常見的病害類型，并分析了其成因。選擇安哥拉公路瀝青路面大修方案時，需要通過檢測方法，獲取相關數據，如瀝青路面的破損情況、平整度、車轍深度和路面結構強度等指標。

3.1.2 大修方案設計

通過TRRL 表面彎沉法，結合瀝青路面的損壞狀況、平整度、車轍等現場情況設計相對應路段的大修方案。

3.2 研究方法

第一，對現有道路鋪面的結構特征評估、公路平整度確定、道路攤鋪厚度鉆探進行試驗、觀察、調查。

第二，通過試驗段優化，確定瀝青路面的大修方案。

4 安哥拉瀝青路面病害類型

進行瀝青路面修復之前，必須獲取瀝青路面病害的詳細資料，并找出病害的根本原因，以此為基礎制訂大修方案，從而徹底解決瀝青路面病害問題。因此，需要對公路受損情況進行詳細排查。

排查瀝青路面破損情況時，需要解決兩個問題：

一是對瀝青路面病害進行全面排查，包括對路面表層到下層結構的全面檢查。

二是以點帶面，找到病害形成的根源，采取有針對性的措施，同時排查可能影響瀝青路面病害的環境和交通因素[2]。

1995年，張培林在全國首創了分配“模糊彈性”理論。其核心內容為：從分配平等到機會平等；規則透明，數量同級間模糊；二八原則，向骨干傾斜；實行3～5倍級差。該機制既克服“大鍋飯”計劃經濟問題，又有效驅動醫院骨干的積極性、保持非骨干的穩定性。該項改革獲得2009年度全國五一勞動獎狀。

病害主要可以歸納為以下幾類：

4.1 裂縫

公路上典型的裂縫包括橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂（網狀裂縫）（見圖1），這些是安哥拉地區最常見的瀝青路面病害。瀝青路面裂縫的形成原因有很多，包括瀝青質量、氣候條件、混合料配合比、基層材料選擇、施工質量、車輛類型和車流量等。

圖1 瀝青路面裂縫類病害

4.1.1 橫向裂縫

瀝青路面最常見的病害類型之一是橫向裂縫，其形成與地基變形、溫度變化、半剛性基材本身的特性、疲勞負荷以及超過標準的行駛荷載等多種因素相關。

4.1.2 縱向裂縫

造成縱向裂縫的主要原因是路面、路基的建筑質量不達標，路基填料存在質量問題，影響路基的穩定性，進而導致縱向裂縫。

4.1.3 龜裂

瀝青路面表面容易出現裂縫，局部裂縫會逐漸擴大，最終產生一系列相互貫通的裂縫即為龜裂。

4.2 坑槽

坑槽是瀝青混凝土路面上最常見的一種病害，通常由路面質量不佳或者長期的交通負荷所致。

第一，材料不合理是坑槽形成的主要原因之一。如果瀝青混凝土中的瀝青含量不足、骨料粗細不均勻或者粉狀材料含量過高，會使瀝青混凝土在車輛負荷下易于老化、斷裂，從而形成坑槽。第二，長期的重載車輛作用也是坑槽形成的主要因素。

4.3 車轍

長期的重載車輛荷載會給瀝青路面帶來巨大的壓力和振動，導致瀝青材料變形。一方面是在上坡路段車輛行駛速度過慢導致，高強度的交通流量也會導致路面瀝青層不斷受到車輛的擠壓和摩擦，從而加劇車轍形成。另一方面是材料磨損、壓實作用和瀝青混合料的黏滯流動作用，以及土基不均勻或基底承載能力不足，導致瀝青路面不平整，形成車轍[3]。

5 瀝青路面大修方案設計

5.1 設計方法

TRRL 表面彎沉法是一種由英國運輸和道路研究所于1978 年提出的路面評估與修復設計方法。該方法旨在通過測量路面的彎沉值來確定加鋪層的厚度，從而延長路面的使用壽命。TRRL 表面彎沉法的應用包括以下方面：第一，測量和修正路面的曲面彎曲沉積值；第二，進行運量預測；第三，預測路面的剩余年限，直到出現極端情況；第四，根據設計運量條件，確定適當的鋪裝厚度；第五，根據路面結構條件的變化，比較鋪裝設計方案。

該方法的核心思想是基于路面彎沉值測量進行路面設計。通過對路面彎沉值的評估和修正，可以更準確地預測瀝青路面的壽命，并在設計中考慮運量預測和結構變化的影響，以保證瀝青路面滿足設計要求。

5.2 設計結論

參考SATCC（南部非洲）及國內外大量文獻資料，總結瀝青路面大修方案的種類[4]。適用于羅安達繞城高速公路瀝青路面的大修方案有加鋪方案、翻修方案（見表1）。

表1 瀝青路面大修方案種類和設計類型

6 瀝青路面大修方案優選

6.1 優選方法

瀝青路面大修工程旨在恢復瀝青路面的使用性能，并延長道路的使用壽命。選擇合適的大修方案是該工程的關鍵環節，目的在于實現對路面病害的根本治理，達到更好的修復效果。不同的病害類型需要采取不同的養護措施，因此需要對瀝青路面的具體情況進行調查分析，并通過對比試驗段大修方案來確定不同大修方案的適用范圍。

首先，對羅安達繞城高速公路原有瀝青路面病害類型、損壞程度、彎沉值檢測數據、平整度檢測數據以及取芯情況進行分析[5]。

其次，通過對上述數據的分析比對，擬定不同試驗段的方案。

最后，通過施工前后的各項檢測數據，確定不同大修方案的適用范圍。

6.2 試驗段總結

通過對大修方案試驗段的總結分析，驗證不同路段大修方案的可行性，確定不同病害路段的大修方案。加鋪8cm 磨耗層和加鋪6.5cm 磨耗層都可以滿足羅安達繞城高速公路瀝青路面修復的驗收標準，相較于8cm 磨耗層，6.5cm 磨耗層更經濟、施工更便捷，可直接節約10278t 瀝青混凝土（約100 萬美元）。

6.3 評價指標確定

對修復前后的羅安達繞城高速公路瀝青路面進行FWD 彎沉檢測、取芯完整度及平整度檢測，根據國內外研究資料，總結國內外瀝青路面大修方案的種類和適用范圍，確定符合安哥拉及南部非洲大修瀝青路面的方案及評價指標。原瀝青路面情況如表2 所示。

6.4 檢測結果

根據試驗段各項檢測數據，以及羅安達繞城高速公路全段施工后的試驗檢測結果，各項檢測指標均達到SATCC（南部非洲）標準要求。

7 結論

根據安哥拉瀝青路面的實際使用情況，研究人員對路面病害進行歸納和總結，并考察、研究和收集相關瀝青路面修復技術。同時，借鑒瀝青使用性能的評定方法和大修技術，為安哥拉公路發展提供技術支撐。此外，開展了安哥拉公路瀝青修復技術攻關，并引入中國的公路瀝青修復技術。

其一，通過調查，分析安哥拉現有公路的情況，研究人員明確了安哥拉瀝青路面大修工程設計方法，并深入分析瀝青路面使用性能的檢測方法。通過對安哥拉現有公路瀝青路面病害類型的調查分析，確定了主要的病害種類，如裂縫、坑槽和車轍等，并參考中國相關瀝青路面的規范和SATCC（南部非洲）標準，制訂適用于安哥拉及非洲欠發達地區公路瀝青路面的大修方案。

其二，通過調查，分析安哥拉現有公路瀝青路面病害的類型，主要有裂縫、坑槽和車轍三種病害，局部路段存在波浪、擁包、松散和泛油等病害。參考中國相關瀝青路面規范及SATCC（南部非洲）標準，制訂了一套適用于安哥拉及非洲欠發達地區公路瀝青路面的大修方案，可為后續的相關施工提供技術借鑒。

其三，通過試驗段及道路施工前后試驗數據對比，總結符合羅安達繞城高速公路大修工程的評價指標，積累了后期安哥拉和非洲南部瀝青路面大修經驗。