摘要：在已建和新建的道路中，不可避免的存在着大量的长大纵坡路段，尤其是在一些自然环境比较恶劣、交通量大、超载超限车辆多的长大纵坡上，路面长期处在极为不利的受力状态下，大大加快了道路的损坏速度，严重的影响了道路的使用寿命。长大纵坡路段出现的这些病害不仅严重影响了道路的通行能力，而且对这一特殊路段的行车安全也产生了巨大的威胁，阻碍了相关区域的经济交流和发展。本文在进行典型路段实地调研的基础上提出了旧路长大纵坡抗推移路面的结构与材料方案。
关键词：长达纵坡；推移
1长大纵坡路面破坏机理分析
由牛顿第三定律可知，机动车在行驶的过程中，会对路面产生力的作用。沥青路面的纵断面剪应力，横断面正应力和层间剪应力受机动车质量的影响较大。不论是在上坡路段还是下坡路段，机动车的驱动轮都对沥青路面产生一个与行车方向相反的水平推力，而从动轮则会对路面产生一个与行车方向一致的水平推力。在上坡路段，驱动轮对路面的推力大于从动轮。而在下坡路段，由于重力在坡道方向上的分力与行车方向一致，且机动车有制动等行为，因而驱动轮对路面的推力会减小，甚至该力的作用方向也发生变化。
随着纵坡坡度的增大，机动车的重力在道路方向上的分力也随之增大。在上坡路段，这个分力就是坡道阻力。由于该力的作用，机动车对路面的水平推力增大。再加上变速阻力的作用，机动车对路面的作用力进一步增加。因此，在长大纵坡上坡处，沥青路面受到的横断面正应力、层间剪应力和纵断面剪应力远远大于水平路段。而机动车下坡时的受力情况与上坡时的基本相同，但是重力的分力已经不再是一种阻力，而是变成了助力，由于该力的作用，机动车驾驶员在下坡时，会进行频繁的制动来控制车速。机动车的制动作用，会使沥青路面所受的正应力和剪应力急剧增大。
在太阳光的照射和车轮的摩擦作用下，沥青路面的温度大多都在40℃以上。由于机动车的行驶速度较低，对沥青路面的作用时间长，加上大坡度、重载和机动车制动、变速的作用，长大纵坡路段的沥青路面更容易出现推移、拥包和车辙病害。
2 典型工程
鞍山市鞍隆线二级公路，该公路是连接鞍山和辽阳隆昌镇的一条县级公路，是鞍山市南部的重要出口。鞍隆线路面中修工程起于鞍山市中华路与四方台路交叉口处，终点至双塔岭辽阳界，全长21.4公里，设计行车速度40公里/小时。
3 路面破坏状况调查
在对该路段的交通状况进行统计调查后发现，前往辽阳方向去的机动车多是空载行驶，而前往鞍山方向去的车道上，行驶的机动车大多是载重行驶，且有超载现象，从双塔岭试验路段路面的损坏状况来看，有如下特征：
（1）路面推移、拥包、车辙、开裂病害出现在辽阳—鞍山方向的下坡路幅主车道上，而在鞍山—辽阳方向的上坡路段主车道上只有轻微的纵、横向裂纹。
（2）在辽阳—鞍山方向的车道上，推移、拥包、开裂等病害多发生在下坡路段的坡顶、坡底与弯道的结合处，且推移破坏严重，最大推移裂缝达2cm，车辙病害也多发生在下坡路段，且在推移破坏的路面上，存在有大量的刹车制动痕迹。
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（3）沥青路面损害程度随纵向坡度的增大而增大，随平曲线半径的减小而增大，在辽阳—鞍山方向，从双塔岭顶部向下有一段S曲线，上部推移、开裂比下部要严重，转弯处推移、开裂比直线段严重。
4 长大纵坡中修补强路面结构设计
4.1 设计原则
由于长大纵坡路段一般均处于最不利的工作条件和环境当中，同样一条道路，其他路段的工作条件好于长大纵坡路段，于是出现了使用寿命大不相同的局面；而长大纵坡损坏的表现，主要是沥青面层出现车辙、推移和开裂等病害，路基和基层并无损坏现象，对此一般应作路面补强的中修工程处理，针对主要矛盾沥青混合料推移，路面结构设计理论，应主要以累计标准轴载作用下的车辙、沥青混合料上中下面层之间或沥青混合料柔性面层与半刚性基之间层间剪切应力作为控制指标。
4.2 设计方案
通过方案比选，最终确定采用4.5cmSMA13（16）90#沥青玛蹄脂碎石+1.5cm橡胶沥青改性沥青碎石封层+基层刻槽拉毛组合方式对原路面进行修补，下封层的铺设，可以减少反射裂缝的产生，同时起到防水的作用，还能增强基层与面层的结合程度，提高基面层间的抗剪能力。对原路面基层进行拉毛或刻槽处理，能有效的增强基层与面层的结合性，提高基面层间的抗剪和抗拉能力，减少推移病害的发生。SMA混合料具有良好的抗车辙能力，能有效的抵抗长大纵坡路面的剪应力，劈裂抗拉强度大，能有效的抵抗层底拉应力。且SMA混合料的残留稳定度高，构造深度大，具有良好的抗水损坏能力和抗滑性，可以减少长大纵坡路面病害的发生，提高长大纵坡路段的行车安全系数。
4.3 效果验证
经过两个月的通车运营，总体来看效果明显。6%纵坡损坏路块，又出现推移，纵向横向接缝处与原路面分离开裂，说明新旧路面接缝结合不好，推移的混合料粗细骨料整体侧移，可能是施工温度低，未压实所致。4%损坏路块表现完好，未出现病害，仅横向与老路面接缝处有开裂迹象。
5 结论
（1）长大纵坡路段沥青路面结构出现推移、开裂、拥包等病害的影响因素，主要有重载、超载、重车频繁点刹、车速、夏季高温以及坡度大小。
（2）长大纵坡沥青路面结构剪切破坏容易发生在层间联结处的界面上，故防止剪切破坏应加强界面间的联结和处理。
（3）对非正常交通负荷的沥青路面，各种处理方法都会或多或少延缓其病害出现的时间，应根据路面损害等级、路面工作状态等级采取不同的方案和措施，对症施治。
参考文献
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论文作者:黄强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/2
标签：路面论文; 路段论文; 病害论文; 应力论文; 辽阳论文; 机动车论文; 沥青路面论文; 《基层建设》2017年第36期论文;