为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面

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高速公路是重要的交通道路,在综合权衡之下,目前95%以上的高速公路都是沥青路面,而水泥路面常见于国道和省道上。

让人惊讶的是,一吨水泥才元左右,且具备耐磨,稳定,抗滑,养护费用低等优点,而铺设道路的重胶70#或90#沥青,平均价格达到了0元左右/吨。

沥青路面不仅造价成本高,使用年限短,还具备一定的污染性,为何路段较长、路面宽广的高速公路,不选择便宜的水泥进行铺设呢?

今天,我带大家全面了解水泥路面和沥青路面的优缺点。

什么是高速公路?

截至年12月31日数据,中国公路总里程.81万公里,其中高速公路里程16.1万公里,两者均居世界第一。

高速公路意为高速行驶的公路,道路规模常见于单向两车道以上或双向四车道以上,它讲究快速、高效、高能,重视平、纵、横三维空间立体线形设计。

其设计有80、和公里三个时速等级,最大纵坡3%~6%,安全,稳定,日均能满足20辆小客车的通行能力。

高速公路沿途配套有加油站、服务区、停车场、宾馆饭店等服务设施,全程交通监管,取之于民,便利于民,使用年限15年以上,推动社会发展,见证了城市之间的繁花似锦。

沥青路面有什么优点?能广泛应用于高速公路上?

沥青是一种黑色黏稠的液体或半固体的化合物,可分为天然、石油和煤焦三种沥青,目前,约70%的沥青,在混入粗碎石、矿粉和油石后,均用于道路建设,其它多用于防水,密封和补漏。

沥青路面拥有以下4个优点,决定它是修建高速公路的理想原料。

1、沥青路面稳定性好

沥青路面属于柔性路面,环境温度升高,它的刚度和强度会显著下降,弹性好,能抵抗流动变形。环境温度下降时,它的变膨能力降低,劲度增大,柔性好,能抵抗收缩裂缝。

另外,沥青混合料的力学和物理性能,它的水稳定性好,排水迅速,不受雨水侵蚀,不会打滑,路况结构稳定,经久耐用。

2、在沥青路面上行车比较舒适

弹性好,柔韧性好的沥青路面,人走在上面,就像走在地毯上一样舒适,它和轮胎之间,能产生一定的摩擦力和抓地力,附着力更强,不轻易打滑和溜车。

同时,也拥有对应的减震性,当驾车行驶在上边时,噪音小,扬尘少,即便最大速度,也十分舒服和相对安全。

而且,沥青路面是整面摊铺和碾压,没有接缝痕迹,配上黑褐色或黑色的颜色,以及地标线,看上去也比较美观和大气,还降低行车疲劳。

3、沥青路面施工工期短、效率高、通车快

无论是路基的清废、填挖和碾压,还是水稳砂砾垫层、碾压,或者沥青混合料的拌制、摊铺和碾压,都全部采用机器完成,只需要操作机器的3~5个人,就能完成路面的修建,所需人力少。

而沥青冷却快,融合好,一般几小时内就能达到通车标准,提高了效率,缩短了工期,缓解了交通压力,节约了时间成本。

4、沥青路面维修方便,还可以再生利用

如果某段沥青道路出现推移拥包、波浪翻浆、沉陷断裂等病害时,无需大改,只需把原有的沥青挖出,重新轧碎,配上软化剂或再生剂,必要时,加入部分沥青和新集料,就可重新利用。

目前最新的再生工艺技术,在30分钟内,就能做到通车要求,这样做可以节约沥青、集料、能耗和费用,还降低环境污染,更重要是,节省了宝贵时间,保障了交通运输,十分便捷。

综上4个优点,沥青自然成为了高速公路建设的必备原材料。

水泥路面有优点吗?

高速公路里程数只占中国公路总里程的3.1%,其它国道、省道以及乡镇小道等道路,均采用水泥铺设而成,如果水泥路不具备对应的优点,是不能保障交通安全的。

1、水泥路面是水泥混凝土路面,强度高,稳定性好

水泥路面多采用水泥+砂子或水泥+砂子+钢筋混合而成,凝固后坚固无比,属于正儿八经的刚性地面,结实耐磨耐用,抗压强度高,能持续承受几十吨重型卡车的碾压。

水泥的成分为石灰或硅酸钙,是重要的胶凝材料,此种成分,随着时间推移,它会不断硬化增加强度,且状态稳定,只要设计合理,使用年限超过30年(沥青路面15年)。

水泥也广泛用于建筑、水利和国防等工程,居民楼、水电站、大坝、机场跑道等重要建筑场所,都是水泥浇灌而成。

2、水泥路面耐高温,耐腐蚀,抗滑性能好

刚性路面的边缘不会沉降侵蚀,病害少,它不具备较好的弹性和柔性,路面能更好地应对雨水浸泡,很少有积水现象,车子在雷雨天气也能通行。

且水泥路面的抗滑性能很好,当车子行驶在较大坡度的路段时,地面的抓力不会让车子发生打滑现象。水泥路面耐高温,表面看似烫脚,实际隔热性能好,不会出现鼓包、开裂等现象。

3、水泥路面利于夜间行车

水泥路面也叫白色路面,整体色差小,能见度高,货车基本都在国道或省道上通行,在夜晚行车时,路面在车灯的照射下,更清楚明了,大大提高了驾驶安全性,降低了车祸概率。

4、水泥路面的养护费用低

开篇提到,一吨水泥的价格在元左右,而一吨沥青在0元以上,即使挖开了重建,消耗的水泥量也远远赶不上沥青,况且,水泥稳定性好,只要按照正规工艺铺设,一般不需要大动干戈去养护,后期费用比较低。

水泥路面优点颇多,为何不能广泛用于高速路面?

原因一:水泥和水的需求量大,施工繁琐,施工周期长,开放交通较迟

比如修筑20cm厚,7m宽的水泥混凝土路面,每公里不但要消耗~吨的水泥,还需要消耗吨左右的水,比起沥青来说,施工设备增多,人工投入大,增加了施工成本。

且搅拌的水泥存在间隙,全靠机器做不到完全平衡,很多地方还需要人工去抹平,施工繁琐,耗时较长,完事后还要持续浇水保障水泥凝结硬化,至少要半个月,才能勉强达到通车标准。

反观沥青路面的人工投入少,施工结束后,3天就能试车,7天就能全面开放,缓解了拥挤的交通,还不用担心将来的养护问题。

原因二:水泥路面接缝较多,行车体验较差

水泥路面在浇灌的时候,为了达到水泥的凝结效果,往往4~5米就会设置伸缩缝,造成行车时减震性差,颠簸感强,加上水泥路面很硬,弹性差,设计的最高时速不会超过公里,不仅行车舒适度差,还影响行车速度。

此外,灰白色的水泥路面热反射能力高,在白天很晃眼,容易造成视觉疲劳,过程中还会产生较大的噪声,时间长了容易犯困和乏力。同时,水泥路面抓地力不足,在雨雪天气时,排水能力低,车胎比沥青路面更容易打滑,增加行车风险。

原因三:水泥路面后期养护修复困难

如果修建阶段养生时间不足的话,后期的水泥路面非常容易出现坑槽,由于水泥的凝固效果好,即便断裂了,它的强度和硬度依然很大,所需的修复机械比较多,人工投入大。

况且,水泥路面只要发生了破坏,往往是从接缝处产生的结构性破坏,由于水泥不具备胶质感,它可不能“一个萝卜一个坑”的修复,往往是把这段全部挖掉,重新浇灌水泥,才能保障短时间内不会再次出现问题。

修护困难和耗时,无疑增加了交通压力,如果是沥青路面出现问题的话,就可以采用“一个萝卜一个坑”的修复方法,柔性路面胶质感强,不会波及到四周,还能做到修补后当天通车。

所以,针对沥青路面来说,即便是前期成本投入大,但后期的运行,养护,管理,人工等综合成本较低,在权衡下,自然会逐渐摈弃水泥路面去建设高速公路。

沥青路面虽好,但它也有不可忽视的缺点

同水泥路面相比,沥青路面造价成本高,使用年限短,维护成本也高,但高成本带来了舒适感,更好地保证了人身安全。

其次,沥青是高分子的黏稠液体,温度太高,沥青容易软化,容易鼓泡或车辙,温度太低,沥青容易缩裂,造成松散剥离,影响路面平整度,一旦出现这些情况,高速行驶时,容易出事故。

所以,在广东,广西,海南等地,由于天气湿热,在没有更好的解决方案之前,很多高速公路仍然沿用水泥混凝土路面,比如广西高速,广昆高速,威青高速某些路段等。

除此之外,沥青是一种经过炼焦、原油蒸馏后的副产品,本身自带一定的毒性,人们长时间与之接触,可能存在健康隐患,况且,沥青流入土地的话,几十年都不会降解完全,对植被和地下水有一定污染,不利于环保。

延伸阅读:整条高速都是沥青路面,为何进收费站的一段是水泥路面?

从道路的力学分类来说,沥青路面软,弯沉变形大,长时间承压重物容易变形,水泥路面硬,弯沉变形小,能更好地承压重物。

明白了这一点,就能理解收费站要使用水泥路面了,当车辆在收费站附近频繁刹车和启动时,车辆的荷载会通过车胎传递给路面,如果是沥青路面,时间长了,容易造成路面下陷。尤其遇到堵车时,那些满载的大货车,对沥青路面的破坏更加严重。

而作为刚性路面的水泥路就不存在,毕竟水泥路面硬度高,抗压性强,不容易变形和凹陷,自然多用于高速收费站。




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