为什么美国大多是水泥路,我国则是沥青路,谁好谁坏?

2024-10-06 11:11   广东  
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为什么美国大多是水泥路





为什么美国都是水泥路,而国内则是沥青路?有个网友是这么说的。老一辈的人肯定还记得,好像是80年代那会,咱们国家也是疯狂铺设水泥路了。刚开始的时候大家都觉得新鲜,感觉特别上档次,但是时间一长问题就来了,风吹日晒雨淋的没几年,那些水泥路就开始破破烂烂,再加上那时候超载的大货车特别多,来回几趟路面就开始坑坑洼洼。


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我国则是沥青路,谁好谁坏?

一位知乎网友说:到了美国,发现虽然同样不如沥青路面应用范围广泛,但是水泥路面的应用范围比国内大很多,很多州际公路都是水泥路面。他问道:

为什么中国没有像美国一样大范围地使用水泥路面?

现实果真如此吗?

水泥混凝土路面在我国的应用现状究竟是什么样的?长安大学的申爱琴教授在2015年9月举办的“第二届公路工程水泥混凝土与外加剂应用技术研讨会”上作报告称:水泥混凝土路面是我国高等级路面的主要结构形式之一。截至2014年,水泥路面占全部有铺装路面的比例提高至73.5%。

在美国、加拿大,高速公路采用水泥混凝土路面的比例分别为30%和6%;比利时有50%的高速公路是水泥混凝土路面;在中国,高等级(高速、一级)公路+二级公路中,水泥混凝土路面占40%。

根据我国2013~2030年的交通发展目标,未来公路网的合理规模为550万~600万km。在40万km国家公路中,水泥混凝土路面只占6%;

在45万~60万km省级公路中,水泥混凝土路面所占比例也仅有8%~10%;

在460万~520万km乡村公路中,则占84%~87%。

1828年,英国人在伦敦郊外第一次用水泥混凝土铺筑道路基层;1912年,美国开始把水泥混凝土用于标准面层。第一次世界大战后,水泥混凝土路面得到了广泛的应用。在中国,水泥混凝土路面起步较晚。1970年,全国公路水泥混凝土路面的里程仅为200km。但在2005年,混凝土路面里程已经达到306622km,在高级和次高级路面中所占的比例也达到57.6%。

但是,为什么在近十余年里有那么多高等级道路“白改黑”工程?

究其原因,国内早期修建的水泥混凝土路面由于设计与施工不当,出现一些早期破坏,使得其近年来发展受到限制,出现沥青路面“一边倒”的局势,而将水泥混凝土路面主要用于一些较低等级的道路。

在欧洲, 比利时是使用水泥混凝土路面最多的国家, 目前有50%的高速公路是水泥混凝土路面。法国最近每年建成的高速公路约有30%为水泥混凝土路面, 连续配筋水泥混凝土路面已被广泛用于高速公路。德国是大量使用水泥混凝土路面最早的国家, 1960年以前建成的高速公路几乎都是混凝土路面。上世纪60年代和70年代虽然对混凝土高速公路的兴趣减少, 现在则又关注混凝土路面, 近年来修建的高速公路几乎都采用混凝土路面, 使用状况良好。
英国自1970年以来修建的主要干道中约有22%为水泥混凝土路面。此外, 20世纪90年代以来, 美国和欧洲一些国家提出, 对于交通特别繁忙的公路按照长寿命道路的概念设计路面, 有的提出按50~60年的寿命设计路面结构, 不少国家构思修建钢筋混凝土 (包括连续配筋路面在内) 特强基层, 50年不维修, 必要时5~8年更换上面沥青混合料功能层, 这样水泥混凝土路面在可持续发展战略地位中表现出独到的优势。
中国水泥混凝土路面起步较晚。至1980年, 混凝土路面的里程为1600km, 约占高级和次高级路面里程的1.0%。近年来混凝土路面里程大幅度增加, 但是混凝土路面在高等级公路路面中的比例却很小。
在探讨美国和中国在道路铺设材料上的差异之前,我们首先要了解沥青和水泥这两种材料各自的特性及其优缺点。
沥青路面以其良好的弹性和柔韧性,能有效吸收车辆的震动,提升行车的舒适度。此外,沥青路面还能有效减少行车噪音,为驾驶者提供一个更为安静的交通环境。自20世纪80年代中国开始修建第一批高速公路起,沥青路面就因其施工周期短、修复简单且成本低廉等优势被广泛采用。然而,沥青路面的耐久性相对较低,使用寿命一般为10至15年,因此需要更频繁的维护。
相对于沥青路面,水泥路面由水泥、砂石和水组成,具有更高的耐久性和承载能力,使用寿命可达20至30年,适合重载交通。水泥路面的维护频率较低,长期经济效益较高。但施工周期较长,一旦损坏,修复过程费时且费力。此外,水泥路面的硬度较高,行车噪音也相对较大。
美国作为世界上最大的水泥生产国之一,其水泥工业发展成熟,生产成本较低,加之早期的法律推动,水泥路面在美国得到了广泛应用。而在中国,尽管水泥产量已连续38年位居全球第一,但由于现代公路建设起步较晚,加之沥青路技术成熟、施工方便,沥青路面成为了主要选择。此外,中国作为世界上最大的石油进口国之一,沥青作为石油副产品,其获取成本也相对较低,进一步促进了沥青路面的普及。

美国气候多样,水泥路在极端气候条件下的稳定性使其成为更好的选择。例如,在寒冷的明尼苏达州,水泥路的抗冻性尤为重要;而在高温的德克萨斯州,水泥路的稳定性也得到了体现。而在中国,南北气候差异显著,沥青路在应对不同气候条件下表现出色,尤其在北方极寒地区,沥青路的抗裂性能以及在南方多雨地区的排水能力,都显示了其适应性。

其实大家也发现了,我们以前走的道路大部分是水泥道路,而现在比较常见的是沥青道路。不是以前我们不知道沥青的好,而是沥青的造价成本高,我们以前实在用不起。水泥路的造价平均下来,每平方的成本大概是90块钱左右,而沥青路面的造价平均下来,每平方的价格则普遍在180元甚至更多。

如果是新型的混凝土路面,会使用20公分厚的粗粒式沥青混凝土,和六公分厚的细粒式沥青混凝土混合搭配,这样下来的造价成本会低一些,但平均下来每平方的造价成本也要140块钱左右。修一公里的沥青路,可以修两公里的水泥路了,在腰包不宽裕的情况下,当然还是选择水泥路。

水泥路的用料成本低,但其实大面积铺设的时候,人工成本可不低。想要铺设一段水泥路,首先要通过人工把水泥材料混合、搅拌均匀,机器能辅助的部分有限,大部分工作还是要人力来完成。如果有机器的帮助,其实我们人类做工作会变得非常简单,因为一些简单的机械化动作,就可以全部交给机械来完成,工作效率高,完成标准还统一。

水泥路在铺设的过程中,需要多人合力完成,这就导致一个结果,施工的时间跨度被拉长。而且水泥虽然结实,但凝固的时间实在太长了,没干之前,需要一直盯着维护,不然后期就会出现很多印子。造成美观影响就算了,主要是在高速公路上,这些坑坑洼洼还可能导致驾驶安全存在隐患。如果用沥青铺设路面,虽然材料成本比较高,但大部分都可以交给机器来完成,只需要少量人工在旁边辅助就可以。

铺设沥青路面的效率很高,施工后很快就能正常通车,从整体的效率上来说,如果能选择沥青路面的话,当然会更好。

水泥路面是一种刚性结构的材料,这也是为什么水泥路面在极端低温的情况下也不容易被冻上,遇到高温天气也不会发生变形的原因。可正是由于水泥路面的刚性结构,导致一旦出现问题以后,想要修复就会变得很难,而且整个修复成本会很高。

沥青路面是一种柔性结构的材料,如果路基出现了沉降或者变形的问题,师傅能够在短期内快速施工修复,而且价格成本会比较低。换句话说,水泥路在铺设时的用料成本肯定是最低的,但如果从长远角度出发,沥青路面属于买着贵,用着省的那一种类型,因此从经济角度考虑的话,更多的人更愿意选择沥青路面。

两者的受力结构存在着很大的关系,由于水泥路面是刚性结构,所以司机走在水泥路上,遇到一点小小的坑坑洼洼,都会感觉到非常大的波动,而且整个噪音会比较明显。尤其是开在高速路上,这些看起来不起眼的道路小缺陷,其实都会给驾驶安全带来很大的隐患。

如果你在这样的道路上开过车,肯定会联想到一句话,耳朵都要被震聋了。所以在水泥道路上开车,司机师傅要格外注意车速,不然的话很容易发生事故。而沥青路面是柔性结构,就算路面存在一些小缺陷,整个路面的舒适感并不会产生特别大的影响。

噪音方面的烦恼也会小很多,整个世界都安静了下来。所以司机师傅更愿意在沥青路面上开车,而不是在水泥路上开车。一条道路究竟安全还是不安全,最应该考察的就是雨雪天气。因为到了恶劣天气的时候,路面的情况会变得比较差,很容易发生打滑甚至是侧翻。

水泥路面所形成的摩擦力主要是通过拉毛刻纹形成了摩擦面,但这也存在着一个非常大的弊端,一旦这条道路上通过的车辆比较多,达到某个峰值以后,路面的这些浅槽刻纹会在不断的摩擦中渐渐磨损,甚至变得有些开始光滑。

体育运动的时候都会使用专门的跑道,不会有谁专门在地板砖上跑步,就是因为两者的摩擦力不同。我们在家里的时候也有明显的感觉,平常在地板砖上走路或许还好,可如果是在浴室洗澡的时候,浴室地面有很多积水,稍微不小心就容易摔倒。

这种情况如果发生在高速公路上,下雨天的时候,车辆高速行驶在湿漉漉的水泥路上, 轮胎对地面的抓力本来就弱,结果水泥路上的浅槽刻纹还磨损掉了,就算一个急刹车,可能都会发生打滑侧翻。而沥青路面就没有这方面的烦恼,因为沥青道路的摩擦面是通过石子挤和外露形成,膜材面较为均匀,摩擦系数也大,自然比水泥路要安全很多。

不过,沥青路也有个特别大的缺点,那就是反射光比较小。如果是在晚上开车,前方的视线会很差,这一点就远不如水泥路面。因此在收费站前,使用的都是水泥路面。

不管是水泥路还是沥青路,其实都各有各的优缺点,不存在哪个更好,只是在不同的场景下,哪个更合适的问题。

中美两国在道路铺设材料上的选择,不仅反映了各自的经济和技术发展水平,也体现了对环境适应性和长期经济效益的考量。随着技术的进步和环保意识的提高,未来的道路建设可能会有更多的创新材料和技术出现,以适应不断变化的交通需求和环境挑战。
沥青路面和水泥路面各有千秋,谁好谁坏不能一概而论。在实际应用中,需要根据具体的地理、气候条件以及经济和技术条件综合考虑。无论是美国的水泥路还是中国的沥青路,它们都是各自国家交通基础设施建设的成果,
为人们的出行提供了便利。

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