在我国现有的高速公路中,沥青路面占总里程的比重约为19%,水泥路面占比为38%,至今仍是我国公路的主要路面组成结构,但所占比例却在逐年降低。而由于我国新建的高速公路使用沥青路面越来越多,水泥路面越来越少,出现了一边倒的趋势。我国高速公路建设中如何因地制宜地选择路面类型,成为公路业者关注较多的问题。
“黑白”两种路面的优缺点对比分析
沥青路面俗称“黑道”,又称柔性路面,其优点为:沥青路面由于车轮与路面两级减振,因此行车舒适性好、噪音小;对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强;修复速度快,碾压后即可通车。
沥青路面的缺点为:压实的混合料空隙率大,耐水性差,容易产生水损坏,一个雨季就可能造成路面大量破损;沥青材料的温度稳定性差,脆点到软化点之间的温度区间偏小,包不住天然高低温度,冬季易脆裂,夏季易软化;沥青是有机高分子材料,耐老化性差,使用数年后,将产生老化龟裂破坏;平整度的保持性差,不仅沉降会带来平整度劣化,而且材料软化会形成车辙。
水泥混凝土路面俗称“白道”,又称刚性路面,其优点是:水稳定性较高,在暴雨及短期浸水条件下,路面可照常通行;温度稳定性高,无车辙现象;水泥混凝土是无机胶凝材料,主要水化产物水化硅酸钙既是其强度的主要来源,既耐老化,又无污染。但在更长时期,会与所有岩石一样,产生风化现象,水泥石风化与沥青老化相比,时间长10倍以上,不构成工程问题。平整度的保持期长。 在相同技术和工艺水平下,水泥路面大修前的使用年限长。高速公路水泥路面的设计基准期30年,沥青路面的设计基准期15年。我国目前的基本状况是超载和重交通路段高速公路沥青路面可使用5年,水泥路面可使用10年。
水泥路面的缺点为:在相同平整度条件下,由于刚性路面不减振,因此行车舒适性不及沥青路面;噪音较大,我国已对低噪音水泥路面开展了初步的研究和应用;在路基、地基变形或不均匀沉降条件下,易形成脱空,附加应力很大,极易产生断裂破坏,对路基稳定性要求高,对不均匀沉降的适应性差。水泥路面强度高、硬度大,即使断板后也难于清除,修复难度大,新浇筑面板的养护期较长。
“黑白”两种路面的资源状况
就两种路面的资源状况来看,建造高速公路沥青路面的最主要材料是重交道路沥青,我国目前重交沥青产量已达2000万吨以上,为适应部分道路项目对进口沥青的要求,我国每年仍需进口沥青约350-400万吨,年耗资105-120亿。而与之相反的是,连续多年来,中国都位列水泥产销量世界第一,供过于求现象显著。2014年国内水泥产量为247619.36万吨,价格在300元/吨左右,仅为重交沥青价格的约十分之一。因此,在高等级公路上建造水泥路面有巨大的经济效益,面层可节省投资15%~40%。
纵观世界各国高速公路黑白路面的比例,无一例外是由各国的资源条件所决定。世界各国都充分认识到,基本建设的大宗原材料应更多地依靠国内资源。水泥路面与沥青路面都存在固有的优缺点,谁也不可能“独占”高速公路路面。黑白两种路面是公路建设者手中的两个不同的实现手段,恰如人的两条腿,缺一不可。
公路建设者应该扬长避短、趋利避害地正确选择和使用“黑白”两种路面,实现共同进步和发展。