與瀝青路面相比,水泥路面主要有兩大問題:一是水泥路面的行車舒適性不及瀝青路面;二是水泥路面損壞后,修復(fù)難度大。關(guān)于水泥路面行車舒適性的提高和改善,首要問題是提高動(dòng)態(tài)平整度以及延長(zhǎng)優(yōu)良平整度的使用年限。關(guān)于高平整度問題,通過大型機(jī)械化滑模施工技術(shù)1 0年的研究和推廣,水泥路面的動(dòng)態(tài)平整度已經(jīng)有了質(zhì)的改進(jìn)。目前在我國(guó)使用滑模攤鋪技術(shù)鋪筑的高速公路水泥混凝土路面,已經(jīng)將高速公路和一級(jí)公路動(dòng)態(tài)平整度的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)由δ≤1.50提高到了δ≤1.20。關(guān)于高平整度的長(zhǎng)期保持性問題,近年來,我國(guó)在高速公路上使用了2項(xiàng)消除錯(cuò)臺(tái)的技術(shù):一是每條橫向縮縫使用傳力桿鋼筋支架;二是使用滑模攤鋪機(jī)的自動(dòng)傳力桿插入裝置(D B I)。這種路面結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)可以消除現(xiàn)有普通水泥混凝土路面上接縫跳車現(xiàn)象。

水泥路面的建造費(fèi)用比瀝青路面節(jié)省一倍。按每立方米混合料測(cè)算,瀝青混合料需要1000元～1200元,而水泥路面僅需要500元～600元。按厚度計(jì)算,18cm厚瀝青路面高速公路每平方米造價(jià)180元～240元,而28cm厚的水泥路面每平方米只需要90元～120元。高速公路兩種路面的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比較雖然瀝青路面比水泥路面有養(yǎng)護(hù)更方便、通車更快的特點(diǎn),但其養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與建造費(fèi)用是成正比的,雖然瀝青路面養(yǎng)護(hù)有通車快,比水泥路面便于做薄層加鋪,不用考慮接縫防裂等特點(diǎn),但在我國(guó)目前瀝青、集料、機(jī)械、養(yǎng)護(hù)施工等嚴(yán)峻形勢(shì)下,其養(yǎng)護(hù)費(fèi)用大致為水泥路面的3倍左右。目前國(guó)內(nèi)許多高速公路瀝青路面出現(xiàn)了建得起、養(yǎng)不起的尷尬局面。

瀝青路面局部修復(fù)或加鋪時(shí),需要的機(jī)械多而全,必須動(dòng)用瀝青攪拌樓、攤鋪機(jī)和壓路機(jī),其局部修復(fù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比新建費(fèi)用大致高4～5倍,而水泥路面局部換板可使用三輥軸機(jī)組或小型機(jī)具施工,動(dòng)用的機(jī)械設(shè)備少而輕巧,其局部修復(fù)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用是建造費(fèi)用的2～3倍。

相同設(shè)計(jì)水平是指高速公路瀝青、水泥路面的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)相應(yīng)的交通量與超載要求,相同的施工技術(shù)水平指兩種路面的施工都應(yīng)該采取大型攤鋪機(jī)進(jìn)行。水泥路面使用大型攪拌樓和滑模攤鋪機(jī),瀝青路面使用瀝青拌合樓、瀝青攤鋪機(jī)及其配套的壓路機(jī)等。在這樣“相等”的條件下,水泥混凝土路面的使用壽命比瀝青路面長(zhǎng)一倍。與路面設(shè)計(jì)使用的基準(zhǔn)期相當(dāng):水泥路面30年,瀝青路面15年。

高速公路車輛運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)眾所周知,在相同的平整度水平下,瀝青路面比水泥路面要舒適。但是,舒適是要付出高油耗的代價(jià)的。車輪在瀝青路面這種柔性結(jié)構(gòu)上,每個(gè)車輪的下部在重力作用下出現(xiàn)“彎沉盆”現(xiàn)象,這就相當(dāng)于每個(gè)車輪在運(yùn)動(dòng)中都在爬“彎沉盆”形成的縱坡,而水泥路面僅在每個(gè)橫向接縫處有彎沉臺(tái),剛性路面板中僅有非常微小的應(yīng)變級(jí)微量彎沉。因此,國(guó)外研究檢測(cè)表明,水泥路面運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于瀝青路面。這種經(jīng)濟(jì)性與車速有關(guān),在一般高速公路上,60km/h行車速度時(shí),水泥路面的油耗比瀝青路面節(jié)省8%;120km/h行車速度時(shí),水泥路面的油耗比瀝青路面可節(jié)省15%。如果我國(guó)將大多數(shù)高速公路瀝青路面建造成水泥路面,所有行駛在高速公路上的車輛將節(jié)省不少于10%的運(yùn)營(yíng)油耗。在能源緊缺的形勢(shì)下,全國(guó)車量節(jié)省10%的油耗,將是非常巨大的能源節(jié)約。

綜上所述,兩種路面各有優(yōu)缺點(diǎn)。瀝青路面又稱柔性路面,其優(yōu)點(diǎn)為:瀝青路面由于車輪與路面2級(jí)減振,行車舒適性好、噪音小;柔性路面對(duì)路基、地基變形或不均勻沉降的適應(yīng)性強(qiáng);瀝青路面修復(fù)速度快,碾壓后即可通車。

缺點(diǎn)是:壓實(shí)的混合料空隙率大,耐水性差,宜產(chǎn)生水損壞,一個(gè)雨季就可能造成路面大量破損;瀝青材料的溫度穩(wěn)定性差,脆點(diǎn)到軟化點(diǎn)之間的溫度區(qū)間偏小,難以涵蓋天然氣候的溫差,冬季易脆裂,夏季易軟化;瀝青是有機(jī)高分子材料,耐老化性差,使用數(shù)年后,將產(chǎn)生老化龜裂破壞;平整度的保持性差,不僅沉降會(huì)帶來平整度劣化,而且材料軟化會(huì)形成車轍。水泥混凝土路面又稱剛性路面,其優(yōu)點(diǎn)是:水穩(wěn)定性較高,在暴雨及短期浸水條件下,路面可照常通行;溫度穩(wěn)定性高,無車轍現(xiàn)象;水泥混凝土是無機(jī)膠凝材料,既耐老化,又無污染。但在更長(zhǎng)時(shí)期,會(huì)與所有巖石一樣產(chǎn)生風(fēng)化現(xiàn)象,水泥石風(fēng)化與瀝青老化相比,時(shí)間長(zhǎng)10倍以上,不構(gòu)成工程問題;平整度的保持期長(zhǎng);在相同技術(shù)和工藝水平下,水泥路面大修前的使用年限長(zhǎng)。高速公路水泥路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期30年,瀝青路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期15年。我國(guó)目前的基本狀況是超載和重交通路段高速公路瀝青路面可使用5年,水泥路面可使用10年。

水泥路面缺點(diǎn)是:在相同平整度條件下,行車舒適性不及瀝青路面,噪音較大,我國(guó)對(duì)低噪音水泥路面尚未開展研究和應(yīng)用;在路基、地基變形或不均勻沉降條件下,易形成脫空,附加應(yīng)力很大,極易產(chǎn)生斷裂破壞,對(duì)路基穩(wěn)定性要求高,對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性差;水泥路面強(qiáng)度高、硬度大,即使斷板后也難于清除,修復(fù)難度大,新澆筑面板的養(yǎng)護(hù)期較長(zhǎng)。

我國(guó)地域廣大,資源分布很不均衡。對(duì)于瀝青材料資源來說,建造高速公路瀝青路面的最主要材料是重交通瀝青,我國(guó)目前基本依賴進(jìn)口。首先我國(guó)是原油進(jìn)口國(guó),原油與瀝青總量缺口很大,瀝青路面造價(jià)高昂的第二個(gè)原因是我國(guó)相當(dāng)多的省區(qū)缺乏制作表面抗滑磨耗層的玄武巖或輝綠巖碎石,運(yùn)費(fèi)很高。

對(duì)于水泥路面資源來說,我國(guó)的情況可謂得天獨(dú)厚。我國(guó)已連續(xù)多年成為全球最大的水泥生產(chǎn)與出口國(guó)。另一方面,瀝青本身是一種稀缺能源,將受到世界政治局勢(shì)以及戰(zhàn)爭(zhēng)的影響,來源并不穩(wěn)定,而水泥生產(chǎn)使用的是我國(guó)富足的煤炭資源,因此在能源危機(jī)的年代,既便美國(guó)也建造了相當(dāng)數(shù)量的水泥路面。

由于我國(guó)客觀的資源狀況,決定了在高速公路上不允許也不可能放棄水泥路面而只建造瀝青路面。我國(guó)的資源狀況要求我們必須大力發(fā)展水泥路面技術(shù),建造更多更優(yōu)質(zhì)的水泥路面。水泥路面與瀝青路面都存在固有的優(yōu)缺點(diǎn),誰也不可能“獨(dú)占”高速公路路面,必須揚(yáng)長(zhǎng)避短、趨利避害地正確選擇和使用“黑白”兩種路面,實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步和發(fā)展。

以上內(nèi)容就是我們整理的瀝青路面施工工藝方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，后續(xù)我們還會(huì)分享更多瀝青混凝土道路工程方面的知識(shí)給大家。

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