为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
▍为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
水泥路面和铺黑柏油路谁好谁不好,司机最有发言权,柏油路甩水泥路十条街!开车在柏油路上,车内静谧性更好,车子更顺滑,轮胎和地面摩擦系数更大,制动距离更短。
▍为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
2020年,全国有95%的高速公路都是沥青路面,水泥路面几乎被弃之不用。然而两者的价格却天差地别,一吨沥青大约3500元,而一吨水泥才300元,相差超过10倍。
那么,为什么我们要选择价格更高的沥青路面呢?下面就让我们一起来了解一下,沥青路面和水泥路面各自的优劣。
水泥路面的优点
水泥路面也叫白色路面,是一种以混凝土为原料的刚性路面,由英国人首次发明,19世纪末传入美国,而后被广泛应用于公路之中。
1.水泥路面结实,抗压强度高
水泥路面结实耐用,能承受40兆帕的压强,无论多重的大型货车对它而言都不是问题,因为水泥路面的抗压强度是完全可以承受的。
而且水泥路面的耐久性也非常出色,抗磨耗能力也很强,而且还会随着时间的延长,逐渐提高强度,也不会出现老化现象。此外,水泥路面的抗弯拉强度也极其出色,所以很多飞机场使用的都是水泥路面。
2.水泥路面不怕热,也不会散发有害气体
作为刚性路面,水泥路面有很强的隔热性,不容易发生高温损害,不会在高温下发生化学反应,更不会散发有害气体。
与之相比,沥青路面就经不起高温的暴晒了,时间长了还会发生化学反应,甚至产生刺激性气体,让车主产生咳嗽、恶心等不良反应,影响车主行车安全。而且水泥路面还更环保,也不会破坏周围的环境。
3.水泥路面寿命长、稳定性好
在同等的工艺水平下,水泥路面的使用年限大约在30年左右,而沥青路面的使用年限仅为15年,两者相差了整整一倍。
并且水泥路面的稳定性也很好,可通行各种履带式车辆,而且水泥路只要设计和施工合理,基本上是不需要长期维护的,可以省去很多的费用支出。
4.水泥路面的耐腐蚀性强
作为刚性路面,水泥路面的边缘不会经常受到侵蚀,而且还可以在暴雨及短期浸水的条件下照常通行,这是沥青路面所不具备的,因为水泥路面即便泡在水里也没事儿,所以不用担心积水。
水泥路面的抗滑性也很好,使得很多高速上地道桥都是水泥做成的,而且还具备强大的耐腐蚀性,使得水泥路面基本上不会出现各种病害。
5.水泥路面的能见度好,有利于夜间通车
水泥路面还被称为白色路面,这种路面不仅能见度高,而且色差小,尤其是在夜间,由于车灯的照射,夸大了路面的不平整,让司机在夜间行车时也能看清楚道路,可以说水泥路面在夜间的安全性上是十分出色的,能减少意外的发生,促使司机小心驾驶。
虽然水泥路面的优点有很多,但它们的缺点更加突出,具体有以下3点。
1.水泥路面施工过程耗时长,施工时影响交通
水泥路面都是由水泥浇筑而成,施工周期很长,而且施工难度较大,要耗时很久才能修完。而且要达到能通车的程度,还需要很长时间的喷水养护。
与之相比,沥青路面在施工结束后,大概7天就可以全面开放通车,而水泥路面一般则需要21天才能勉强通车,而且一旦通车前养生时间不足,路面很容易出现坑槽,严重影响后续交通。
2.水泥路面不易维修保养
水泥路面的护理费用虽然不高,但作为刚性路面一旦出现断板等严重病害时,是很难修复的,恢复起来也相当麻烦。最重要的是,水泥路面通常都是从接缝处发生破坏,这种破坏往往不可逆转,最终造成结构性损坏,最严重的甚至还会影响通车,为行车安全带来了隐患。
3.水泥路面的舒适度太差
很多司机都知道,在沥青路面上驾驶要比水泥路面上舒服很多,因为水泥路面很硬,反弹颠簸大、减振效果差,而且路面必须间隔4-5米设置伸缩缝,这样不仅影响行车速度,更加影响行车舒适度。
此外,水泥路面在白天很晃眼,容易造成眼部疲劳,而且水泥路面还会产生很强的噪声,长时间行车会很难受。
那么,与之相比沥青路面的优点有那些,为什么高速公路都是沥青路面,而不是水泥路面呢?
沥青路面的优点
沥青路面是混合了碎石、矿粉等材料,然后摊铺在路面基层上的路面形式,是一种柔性路面。最重要的是,沥青路面不仅弥补了水泥路面的缺点,本身的优点也能代替水泥路面的优点。
1.沥青路面施工方便,耗时少、效率高、通车快
相比于水泥路面工,沥青路面的施工很方便、也不复杂,而且动用的人力也很少,3-5个人就能完成一次施工,效率不知道提高了多少倍。
毕竟,高速公路的交通压力是很大的,不太可能接受长时间封路,而沥青路面只要冷却好就能投入使用,一般几个小时就可以通车了,时间很短。这对工期要求比较紧的项目来说尤其重要,这也是水泥路面不具备的优势。
2.沥青路面的稳定性更好
沥青路面是一种具有抗裂性的路面,还具备收缩裂缝的能力,尤其是在雨水侵蚀的情况下,能够保证路面不被严重损坏,而且沥青路面还有足够的力学性能,耐疲劳性强,不会被轻易破坏掉。
此外,沥青路面还有着水泥路面不具备的弹性和塑性变形能力,这让沥青路面能够承受各种车辆施加到路面的压力。
3.沥青路面的行车更加舒适
沥青路面是一种柔性路面,相比于坚硬的水泥路面,沥青路面要更加柔软,驾驶起来非常舒服,很多在沥青道路上行走的人都会能发现,沥青路面绝对要比水泥路面软很多,也舒服很多。
而且沥青路面的摩擦力还非常好,能很大程度的提高车辆的抓地力,而且还具有高度的减震性,即便再快的行驶速度,也不会产生太大的噪音,也不会激起扬尘,干净卫生,非常适合出行。
4.沥青路面可以再生利用,而且维修很方便
作为柔性路面,沥青路面是可以再生利用的,这可以节省一大批维修费用,而且维修沥青路面的时候,工作人员只需要简单清理就可以了,也就是在破损位置简单修补一下,然后再把沥青浇上,等压平、冷却后就能投入使用了。
这样的修补方式非常节省时间,也不需要封闭整段路面,维修的过程也很简单,还不影响公共交通。值得一提的是,据说最新的冷补工艺技术,只需要修补10-30分钟就可以通车了,十分先进。
5.沥青路面的适应力更强
沥青路面的抗压性十分出色,所以对路基的要求并不高,而且相比于水泥路面,沥青路面的表面平整无缝隙,道路的性能极佳,也不容易被大水毁坏。而且还可以连续铺设10多公里无断档,具有强大的适应能力,所以现阶段高速公路基本都是以沥青路面为主流。
最重要的是,沥青路面对路基下陷的抵抗能力也明显强于水泥路面,这让沥青路面更广受人们欢迎。
6.沥青路面更美观、安全
沥青路面不像水泥路面需要接缝,它是一块整体,而且颜色较深,看起来十分美观,有一定的观赏性。而且沥青路面的附着力也很强,并略带弹性,车辆在行驶时可以起到一定的缓冲作用,这保证了行车安全。
那么,沥青路面的缺点有哪些
1.沥青是一种高分子材料
沥青是一种黏稠的液体,具有流动性,而且还会随着温度的变化而变化,高温时路面的强度会下降,发生软化现象,使得路面形成车辙,一旦积水,容易发生事故;而低温时沥青路面会缩裂、损坏,路面的平整度会受严重影响,导致沥青路面松散剥落,甚至发生断裂。
2.沥青路面有一定的污染性
沥青是炼焦、原油蒸馏后的副产品,具有一定的毒性,长时间和沥青接触的话,会给健康带来严重的危害,而且在高温的影响下,沥青所产生的污染物甚至比汽车尾气还严重。
最重要的是,沥青如果一旦流入到周围的土地中,还会对地下水、植物造成一定程度的污染,而且沥青的自然降解时间也很漫长,据说需要几十年。
3.沥青路面的造价贵于水泥路面
开头已经说过,沥青的价格是水泥价格的10倍。据统计,如果按厚度计算,18厘米的沥青路每平方米价格大约是180元,而28厘米的水泥路面价格才90元,两者的差距其实很大。
此外,沥青路面虽然维护方便,但维护费用还是要高于水泥路面的,而且水泥路面在使用年限上还远高于沥青路面。
总之:
无论是沥青路面还是水泥路面,都有各自的优缺点,只不过沥青路面总体上更加划算,而且还拥有最重要的时间优势,而且随着时间的推移,沥青路面的问题正在逐步得到解决,使得近年来,沥青路面逐渐成为了高速公路的主要路面,而水泥路面则越来越少。
那么,你对这两种路面是怎么看的呢。
▍为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
别看水泥路面的使用寿命是沥青路面的2倍,价格还比沥青路面便宜一半。可是,高速公路一旦选择水泥路面,那才是真正的麻烦。
1988年,咱们内地的第一条高速沪嘉高速建成通车,从那时候开始一直到现在,中国的高速公路总里程达到了16万公里,位居世界第一。
当时修建的沪嘉高速,用的是沥青路面,但是后来有一段时间修建的高速公路用的却是水泥路面。这是为什么呢?
原因很简单,在当时咱们的沥青产量很低,价格又非常高,想要用沥青来修建高速公路花费的成本太大。
在90年代中期的时候,沥青又经过了几次大幅度的涨价,更是拉开了沥青和水泥之间的价格。
为了节约成本,就开始大力推广水泥路面的高速公路。比如说四川的成渝高速,当时在修建的时候就有部分路段用的水泥路面。
后来随着沥青的产能不断提高,虽然沥青的价格还是比水泥高,但咱们毅然放弃了用水泥作为高速公路的路面,这是为什么呢?
沥青路面的行驶舒适性比水泥路面高
我们知道大部分高速公路的限速在120迈,汽车在这么高的行驶速度下,会产生很大的噪音。
汽车在沥青上行驶产生的噪音分贝,明显要比在水泥路面上行驶产生的噪音小。如果用一种形象的比喻来描述的话,就好比一双高跟鞋在地毯和地板砖上行走,一个寂静无声,一个“哒哒”作响。
虽然这个比喻有些夸张,但是可以形象的体现沥青和水泥这两种不同的路面之间的噪音差距。
影响司机驾驶舒适性的不止有噪音,还有路面的平整度。
我们知道,在铺设沥青的时候,前面摊铺机铺完,后面紧跟着就是压路机碾压,在经过多次、反复的碾压后,沥青路面会变得非常平整。这样才能保证汽车在行驶的时候没有颠簸感。
可是在铺设水泥路面的时候,很难用大型机械对整个路面进行平整化处理,这就造成了部分水泥路面有不平整的地方,影响驾驶体验。
还有一点,为了避免气温影响水泥热胀冷缩,水泥铺设的高速公路,每隔一定的距离都会留有几毫米的伸缩缝。
汽车在高速状态下经过这些伸缩缝,时间久了,伸缩缝部位的水泥一旦老化、脱落,就会威胁到汽车的行驶安全。
沥青路面施工工期短
用沥青修筑路面施工速度快,工期短。前面一台摊铺机铺料,后面跟着一台或者数台压路机碾压,工作效率非常高。
而且,已经摊铺好的沥青经过碾压后,经过一定时间的自然降温,各种工程车辆就可以在上面行驶,加快了修建高速公路的工程进度。
但用水泥来铺高速公路就不一样了。众所周知,水泥从铺好到完全凝固就需要十个小时的时间,凝固之后还要进行洒水养护,而养护时间从7天—28天不等。
沥青路面比水泥路面更好维修
一条高速公路可不是修完能够正常通车就可以了,还涉及到后期的维修养护。
高速公路上的车流量还是比较大的,每天各种轿车、客车、重型卡车等来来往往,时间久了难免会对高速公路的路面造成损坏。
如果高速公路是水泥路面的话,在维修的时候,需要把破损一整段的部位全部拆除,然后重新浇筑混凝土,而水泥的完全凝固是需要很长的时间,这段时间内,高速公路就不能正常通车。
不仅如此,由于水泥路面属于刚性路面,拆除起来非常费力,需要用到爆破机对水泥路面进行密集打孔爆破,爆破时迸溅的石子四处飞溅,影响过往车辆的通行安全。
但高速公路时沥青路面的话,维护起来就方便多了。
由于沥青路面属于柔性路面,主要是车辙、裂纹等这种比较轻的公路病害。
在维修沥青路面的时候,就像打补丁一样,哪个部位破损了就修补哪里。最主要的是,沥青凝固的快,三四个小时完全冷却后就可以正常通车。
其次,维修沥青路面用不到大型的机械设备,就不会占用大片的场地。一般的高速都是双车道,就算维修其中的一条车道,还可以保留另外一条车道通车。
为什么高速公路是沥青路面,可到了收费站的位置就变成水泥路面呢?
相信大家在跑高速的时候也注意到了这种情况,高速公路上的路面明明是沥青路面,可经过收费站的时候,路面就变成了水泥的。
这是怎么回事呢?这就要从道路的力学分类说起。
沥青路面属于柔性路面,在车辆荷载作用下,它产生的弯沉变形较大,抗弯强度小。
水泥路面属于刚性路面,车辆荷载作用下产生板体作用,弯拉强度大,弯沉变形值小。
如果通俗一点解释的话,那就是沥青路面软,路面容易产生变形;刚性路面比较硬,不容易导致变形。
明白了这一点,就能够理解为什么收费站用的是水泥路面了。
汽车在到达收费站后,会进行停车缴费,这时候车辆的荷载会向下传递到路面上,如果是沥青路面的话,久而久之,沥青路面就会变得凹陷下去。
尤其是那些载客或者载货的大型车辆,由于车身自重大,对沥青路面的破坏更严重。
而且,收费站一旦出现堵车的情况,汽车密集扎堆,加上停留的时间久,对沥青路面造成的损伤更大。
所以,高速上收费站的位置用的是水泥路面,毕竟水泥路面硬度高,不怕压。
说在最后
其实现在不止是高速公路大范围的使用沥青路面,城市内的主干道、次干路,甚至是一些住宅区内部道路,都在使用沥青路面。而一些乡村道路,考虑到成本的问题,还在广泛的使用水泥路面。
抛开别的不说,有一点非常肯定,沥青路面从视觉感官上,就比水泥路面高级。黑色的沥青路面配上白色、黄色的道路分界线,看起来就比水泥路面漂亮。
▍为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
水泥路面的价格要比沥青的便宜一半,而且使用寿命是沥青路面的2倍,但是因为一个决定性的因素,让人们不得不选择沥青路面。
不知道大家留意到一个现象了没有,像我们平时走在路上的路面大多数都是由水泥铺设的路面。
只有少部分的路是由沥青路面建设的,但是如果一旦上了高速公路上面,几乎95%看到的都是沥青路面了。
按理来说水泥的价格要比沥青的价格来得便宜很多,沥青的价格很昂贵,比如说一吨沥青的价格才只不过3500元而已。
而一吨水泥的价格却只不过300元而已,两者之间的价格可以用一个成语“天差地别”来形容,相差超过10倍。
水泥与沥青的差距还不仅仅在价钱上面,还体现在使用寿命上。
沥青的价格贵也就算了,但是由沥青制作而成的路面使用年限才仅仅不过15年而已,由水泥制作而成的路面使用年限就已经达到了30年左右,整整相差了一倍多。
但是为何现在全国路上几乎95%以上的高速公路,都是沥青路面而不是水泥路面?
难道他们都是傻子吗?明显沥青的价格要更贵,而且由沥青建设而成的路面寿命还没有水泥路面的使用年限长。
明显来看,水泥路面更好,但是因为沥青路面的一些独特的因素,让人不得不使用它,特别是4点。
水泥路建设周期长,在这一点上面不如沥青路面
水泥路,其实全称为“水泥混凝土路面”,因为白天看上去,在太阳的照射之下,看上去是白色的,所以又称之为“白色路面”。
根据材料不同水泥路路面又可以分成素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土等各种路面。
水泥公路最早可以追溯到1868年的苏格兰,当时的苏格兰首次在因弗内斯通往某堆货场道路上铺筑混凝土路面,后来大约在19世纪末才传入美国和德国。
铺设一条水泥路的建设周围很长,因为水泥凝结需要时间,大约在一周天到28天左右,之所以需要那么长的时间。
是因为即便建设好了,水泥凝固了之后,也需要一定的时间让它稳定下来,此外水泥路面建好了之后,还要养护,养护时间从7天—28天不等。
但是高速公路作为一种交通道路,它追求的是速度,能够在短时间内到达某个地方。
如果不是这一点,那车主就没有必要上高速了,走国道更好些,而且国道还不用收费呢,高速公路需要收费。
用水泥建设而成的水泥路,建设周期长,但是如果是换成沥青制成的路面,那就不同,建设周期快。
只需要后面有一天压路机不断地压,仅仅需要1至2天的时间,等待沥青降温,就可以建设而成了,十分的方便。
水泥路维修麻烦,沥青路维修方便
水泥路主要都是由水泥建设而成,它属于硬性路面,这种路面会随着温度、湿度的变化而发生变形,导致路面出现收缩、膨胀、翘曲的情况。
所以一般的水泥路面为了避免因为湿度、温度的变化,使得板内受到较大的应力,出现开裂、拱起、膨胀的情况。
会在纵、横两个方面设置接缝,将板体划分为一定尺寸的矩形板。
作为水泥路,它还有一个特别麻烦的地方,它的抗弯拉能力比抗压强大要低得多,仅仅为抗压强度的1/7 - 1/6。
在车辆的重量之下,它的弯拉应力就会超过它的抗弯拉强度,之后路面就会出现断裂破坏等情况。
所以它不能够承受来自车辆荷载的多次重复碾压作用,大家只要细心地便留意到一个现象。
有重型卡车、大货车经常出入过的这些路面,路面很快便会出现开裂、烂路等等情况,这就是水泥路面的缺点。
但是在这一点上面,由沥青制成的路面就要好得多。这还要从沥青的属性说起。
沥青是一种由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,它属于一种“高黏度有机液体”在受热的情况下,它会以液体的方式而存在着。
如果是温度降低到一定程度的时候,它就会慢慢地变成“半固体的石油形态”,它可溶于二硫化碳、四氯化碳。
它的特性注定了它属于一种柔性路面,所以它有着很好的耐疲劳性。所谓的“耐疲劳性”是指沥青路面在经过车轮反复荷载、碾压下的抵抗破坏的能力。
即便它在长期的使用过程之中,经过了车轮的长期荷载的反复作用。
长期处于应力应变交迭变化状态,它也不会因为这样而出现裂纹、产生疲劳出现断裂破坏等情况,这是沥青路面的一大优势。
所以水泥路因为这一点没有沥青路面的好,它就会容易出现断裂、开裂等等情况,反之沥青路面就不会,水泥路开裂了它就要修路。
但是修路并不容易,得把周围的都清理掉,才能够修,如果是沥青路面的高速公路,哪里烂了,就直接补就好,只需要等沥青路面冷却了之后就可以通车了,简单快捷得多。
沥青路面的舒适性,不是水泥路可以比的
沥青路面的舒适性,不是水泥路可以相比的,特别是大车开起来,这两者之间的感觉更是明显。
这是因为沥青属于一种软性材料,车轮在碾压的时候,其中的石子会相互挤压,沥青可以吸收一部分的冲击力,大大地减少了行驶过程中带来的颠簸感。
而且沥青路面在建设的过程中,会用压路机反复地碾压,这就导致沥青路面非常的平整,所以驾驶车辆起来会特别的舒适。
反之水泥路面属于一种硬性材料,它为了路面不膨胀开裂等等。
所以会在4-5米左右的位置里面设置伸缩缝,让本来就不够平整的路面更是增加了颠簸感。
最重要的一定决定了高速公路要采用沥青建设
其实前面说了那么多,其中最重要的一点决定了高速公路要采用沥青建设,那就是安全性!
高速公路上行驶的车辆速度很快,所以处于安全性着想,这就要增加路面与车辆的摩擦力,来增加安全性!
车辆的轮胎在路面驾驶,刹车距离、抓地力等均与轮胎和路面间摩擦系数有关,据有关资料数据显示,沥青路面的摩擦系数在干燥的情况下是0.6,在雨天的情况下是0.4,在雪天为0.28。
但是相反水泥路的摩擦系数相比于沥青公路就有些不够看了,它只在0.25-0.4之间,如果这种摩擦力在高速公路上,绝对是不够看的。
▍为什么高速公路是沥青路面,而不是水泥路面?
因为有延展性和缓冲性,还有遮光性,舒适性,还能增大刹车摩擦系数,减少噪音和灰尘!好处多多!
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