为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
来源:砼界
发表日期:2023-12-04 10:30:15
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一位经验丰富的工头向我透露,全国超过90%的高速公路都采用沥青路面,而水泥路面的使用率则非常低。然而,两者的价格却有着显著的差异。根据不同地区的价格,水泥的价格通常在数百元每吨左右,而沥青的价格则一般在数千元每吨以上。通常情况下,沥青的价格是水泥价格的10倍以上。

如果从经济和耐久性的角度来看,使用水泥修建高速公路似乎是一个更划算的选择。不仅成本更低,而且水泥路面的使用寿命还是沥青路面的两倍。然而,令人惊讶的是,实际使用比率却非常低。这背后的原因其实非常复杂,可能超出了很多人的想象。

有驾驶经验的朋友们可能注意过,高速公路通常是青黑色的沥青路面,而不是像国道、市区道路和乡村道路那样的灰白色水泥路面。那么,为什么高速公路更倾向于使用沥青路呢?

相较于水泥路,沥青路具有表面平整无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便及适宜分期建造等优点,因此已成为我国高速公路的主要路面形式。尽管沥青公路的成本是水泥公路的好几倍,且沥青路面的寿命比水泥公路的寿命要短,但一个关键因素使得人们不得不选择沥青路。

01相比于水泥路,沥青路面的建设周期更短

水泥路的全称是“水泥混凝土路面”,因其白天的外观呈现出白色,也被称为“白色路面”。根据材料的不同,水泥路路面可以分为素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土等多种类型。

水泥公路的历史可以追溯到1868年苏格兰的因弗内斯通往某个货场道路上的混凝土路面铺设。然而,直到19世纪末,水泥路才传入美国和德国。

铺设一条水泥路的建设周期相对较长。这是因为水泥的凝结需要时间,通常在一周到28天左右。此外,即使在建设完成且水泥凝固后,还需要一定的时间使路面定下来。而且,水泥路面建设完成后,还需要进行养护,养护时间从7天到28天不等。

然而,高速公路作为交通道路的一种形式,追求的是速度和便捷性。因此,与水泥路相比,沥青路面建设周期更快。使用沥青建设路面时,只需要一台压路机不断地压实,等待沥青降温,大约需要1至2天的时间即可完成建设。

虽然水泥路的建设周期相对较长,但沥青路面能够在短时间内完成建设并投入使用,更加适合高速公路的需求。

02水泥路面容易造成反光 增加驾驶者眼睛的疲劳性

很多人不知道,水泥公路最早是在1868年由苏格兰铺设的,当时在一条通往货场的道路上首次使用了混凝土路面。之后,这种路面在19世纪末传到了美国和德国。

如果高速公路使用水泥作为铺设材料,阳光照射下路面会呈现出白色。驾驶者在行驶过程中需要长期注视路面,而路面的反光会增加眼睛的疲劳程度。这种疲劳会影响驾驶者的状态,甚至可能影响他们的安全。

相比之下,沥青路面不会造成反光,因此在这方面优于水泥路面。

03水泥路维修麻烦,而沥青路维修更为方便

相较于水泥路,沥青路面的维修更为方便。水泥路主要是由水泥建造而成的硬性路面,会因温度和湿度的变化而变形,导致出现收缩、胀和翘曲等情况。

为了避免因湿度和温度的变化而产生裂缝、拱起和胀等问题,水泥路需要在纵、横两个方向上设置接缝,将板体划分为一定尺寸的矩形板。

此外,水泥路的抗弯拉能力比抗压能力低得多,仅占抗压强度的1/7-1/6,因此在车辆荷的重复碾压下,路面可能会出现断裂破坏等情况。这使得水泥路无法承受多次重复的车辆碾压,导致经常出现开裂、破损等问题。

相比之下,沥青路面由沥青这种高粘度的有机液体组成,具有很好的耐疲劳性。沥青在受热时呈液体状态,温度降低时会变成半固体的石油形态。它可溶于二硫化碳、四氯化碳,因此是一种柔性路面。

这意味着即使在长期使用过程中,经过车轮反复荷和碾压,沥青路面也不会出现裂纹或疲劳断裂等问题。

因此,由于沥青路面的优势,维修起来相对简单快捷。如果水泥路出现开裂等问题,需要清理周围后进行维修,而沥青路面的高速公路如果损坏,可以直接修补,等待沥青冷却后即可通车。

04沥青路面有什么优点?能广泛应用于高速公路上?

首先,沥青路面具有出色的定性。它属于柔性路面,能够在不同温度条件下保持定的性能。在高温环境下,沥青路面的刚度和强度会略有下降,但它的弹性好,能够抵抗流动变形。而在低温环境下,它的变能力降低,劲度增大,表现出良好的柔性,能够抵抗收缩裂缝。

此外,沥青混合料具有良好的力学和物理性能,其水定性好,排水迅速,不受雨水侵蚀,不易打滑,路况结构定,经久耐用。这些特点使得沥青路面在高速公路建设中成为理想的选择。

其次,沥青路面行车舒适。它的弹性好,柔韧性佳,驾驶者驾车行驶在沥青路面上,就像走在柔软的地毯上一样舒适。同时,轮胎与沥青路面之间产生的摩擦力和抓地力能够提供良好的附着力,避免打滑和溜车。此外,沥青路面的减震性能也较好,驾驶时噪音小,扬尘少,即使以高速行驶也能保持良好的舒适性和安全性。

再者,沥青路面的施工工期短、效率高、通车快。从路基的清废、填挖到碾压,再到水沙砾垫层的铺设和碾压,以及沥青混合料的拌制、摊铺和碾压,全部都可以通过机器完成。这大大提高了施工效率,缩短了工期,缓解了交通压力,降低了时间成本。

最后,沥青路面的维修方便且可以再生利用。如果某段沥青道路出现推移拥、波浪翻浆、沉陷断裂等病害,无需大规模改造,只需将原有的沥青挖出并重新轧碎、拌合,必要时加入部分新集料和再生剂,即可重新利用。这种再生工艺技术可以在短时间内达到通车要求,节约了沥青、集料、能耗和费用,降低了环境污染,更重要的是节省了宝贵的时间,保障了交通运输的顺畅。

由于沥青路面的定性、舒适性、高效施工和再生利用等优点,它成为了高速公路建设的理想原料。

05水泥混凝土路面有优点吗?

尽管水泥路面在高速公路中的使用比例相对较低,但它在其他各种道路,如国道、省道和乡镇小道上被广泛采用。如果水泥路没有一些明显的优点,它不可能在这些道路中被广泛采用来保障交通安全。

以下是水泥路面的主要优点:

1、强度高,定性好:水泥路面是水泥混凝土路面,其强度高,定性好。它是由水泥、砂或水泥、砂、钢筋混合而成,凝固后坚固无比。这种路面属于刚性地面,耐磨耐用,抗压强度高,能够持续承受重型卡车的碾压。而且,随着时间的推移,水泥的强度会不断增加,状态定。只要设计合理,其使用年限可超过30年,而沥青路面通常只有15年的使用寿命。

2、耐高温,耐腐蚀,抗滑性能好:水泥路面的边缘不会因沉降而侵蚀,病害较少。它的弹性和柔性较差,但能更好地应对雨水的浸泡,很少有积水的现象。即使在雷雨天气中,车辆也能顺利通行。此外,水泥路面的抗滑性能很好,当车辆行驶在较大坡度的路段时,地面的抓力不会让车辆发生打滑现象。同时,水泥路面也耐高温,表面看似烫脚,但实际上隔热性能好,不会出现鼓、开裂等现象。

3、有利于夜间行车:水泥路面又称白色路面,整体色差小,能见度高。货车通常在国道或省道上行驶,夜间行车时,路面在车灯的照射下更加清晰明了,大大提高了驾驶安全性,降低了车祸概率。

4、养护费用低:一吨水泥的价格在数百元左右,而一吨沥青的价格则在数千元以上。即使需要挖开重建,使用的水泥量也远远少于沥青。而且,由于水泥定性好,只要按照正规工艺铺设,一般不需要花费大量资金去养护,后期费用相对较低。

06高速公路选择 沥青路面最致命的因素!

选择沥青路面作为高速公路的材料,最重要的原因在于其摩擦性能。通常,由沥青建设而成的路面的摩擦系数在干燥条件下为0.6,雨天为0.4,雪天为0.28。而水泥路面的摩擦系数一般在0.25-0.4之间,与沥青路面相比相差较大。

许多人可能不知道摩擦系数与交通事故之间的关系,但实际上,高摩擦系数的路面能够显著减少交通事故的发生。在高速公路上,车辆行驶速度极快,任何小小的误差都可能导致严重的交通事故。因此,高速公路的安全性至关重要。

由于沥青路面的摩擦力优于水泥路面,因此现在的高速公路普遍选择沥青路面作为铺设材料。这正是选择沥青路面的根本原因。

另外,需要指出的是,尽管沥青路面由沥青铺设,但其基础仍然是水泥混凝土,只是在路面表面铺设了沥青。

最后要强调的是,尽管沥青路面具有许多优点,但它的优异性能离不开水泥路面的支持与合作。只有相互协作,才能为我们的出行带来更加舒适和安全的体验。

当然,沥青路面并非完美无。除了铺设成本较高外,过去沥青路面曾出现过剥落、泛油等问题。在高温天气下,沥青路面甚至会融化并连轮胎,有时还会导致路面开裂,影响驾驶和乘坐安全。另外,单纯的沥青路面抗压性能相对较差,容易导致路面下陷。

为了解决这些问题,现在的高速公路几乎都采用混凝土作为基础,即所谓的水层,再加上沥青路面。这种构造方式使得高速公路更加耐用。

此外,随着中国机械化水平、材料和工艺水平的不断提高,对路面质量的要求也在日益提高。如今,我国的沥青路面整体质量已处于世界先进水平。

为了确保路面的安全系数,对沥青混路面的养护和维修变得更加频繁。这使得所有路面的安全系数得到有效保障,让我们的出行更加舒适安全!

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