山岭重丘区农村公路水泥混凝土路面与沥青混凝土路面对比

我国自改革开放以来，公路事业发展迅猛，对国家经济的发展具有举足轻重的作用。目前，我国大部分的二级及以上道路均以沥青混凝土为主。尽管该道路可以很好地满足车辆行驶的需要，提高车辆的速度，减少燃油消耗，但是由于各种原因，沥青路面的构造层容易产生波浪、拥包等变形。此外，由于国内道路用沥青的资源有限，在数量和质量上都不能满足公路用沥青的高品质要求；而水泥产量大、分布广，可以在附近地区提供，在山区的乡村公路建设中也逐步得到推广。因此，对沥青砼与水泥砼路面性能进行全面的分析，对于山区乡村公路建设具有十分重要的现实意义。

1 沥青砼道路的优点与不足

1.1 优势

(1) 沥青混凝土是一种弹性较好的弹塑性材料，无需设置施工缝、伸缩缝，从而实现了对汽车自身和道路的双重减振，在行车过程中起到了很好的减震、降噪和舒适度。(2) 沥青砼路面具有高的平整度和一定的粗糙度，在雨天和雪天也具有良好的抗滑性；漆黑的地面没有强烈的反光，保证了行驶的安全。(3) 由于沥青混凝土是一种柔性路面，对路基、地基变形或非均匀沉降有很好的适应能力，即使出现路基、地基变形或非均匀沉降，也不会出现脱空，尤其是在山区乡间公路，由于施工面狭窄，不能采用大型机械，导致路基的压实度普遍偏低，而且在交工后，经常会有重型车辆通过，容易引起地基变形。(4) 沥青砼的施工快捷，竣工后可及时开通运输。(5) 修复后的沥青砼路面恢复速度较快，碾压后即可投入使用；在发生大面积损坏时，可采取“冷再生”方式进行修补，并对路面材料进行回收，充分体现了可持续发展的经济、节能和环境保护思想[1]。

1.2 缺陷

(1) 山岭重丘区乡村公路的沥青砼路面普遍存在 5 -6 c m 厚，不利于粗细集料的合理铺筑，导致沥青混凝土压实时的空隙率高、耐水性差，易发生水损坏，在一个雨季就会导致路面大面积破坏。在冬天，冰雪渗透到孔洞中，在冻融的条件下，容易发生破坏。(2) 沥青质量的温稳性较差，其脆点至软化点的温度区间较短，不易保持自然高温和低温，冬季容易开裂，夏天容易发生软化。(3) 沥青是一种耐老性较低的有机聚合物，经过几年的使用，会出现老化开裂的现象，一旦出现裂纹，加快了水的腐蚀速度，从而导致道路的大面积损坏。(4) 平坦度保持不好，不但会造成平坦度下降，还会造成材料的软化，特别是在十字路口。(5) 由于目前农户晒粮主要是在道路上进行，而沥青混凝土是一种石化产品，在阳光照射下与谷物直接接触，必然会造成粮食的污染。

2 水泥砼道路的利弊

2.1 优势

(1) 水泥混凝土通常具有 15-20 厘米的厚度，具有很高的致密和良好的水稳定性，在大雨和短时间的浸泡情况下，可以正常使用。(2) 水泥混凝土具有较高的温控性能，不存在高温软化问题，不产生车辙。(3) 水泥混凝土是一种无机胶凝物质，它的主要水化产物是水化硅酸钙，它具有抗老化、无污染的特点，即使在阳光照射下与谷物直接接触，也不会对谷物造成任何污染。但是，随着时间的推移，它也会像其他的石头一样，发生了风化，而水泥石的风化比沥青的老化要长10 倍，这并不是一个工程问题。(4) 水泥混凝土具有较高的强度和较好的整合性，不存在软化现象，因此，其平整度维持期较长[2]。

2.2 缺陷

(1) 由于施工方式的差异，水泥砼路面的平整程度要比沥青混凝土低。在同样的平面下，水泥砼路面因其刚度较高而不能降低振动，应在水泥砼路面上设置伸缩缝，并预留施工缝。综合以上几个方面，其行驶舒适度远远低于沥青混凝土路面，而且噪声也比较大。(2) 在路基、地基变形或不均匀沉降的情况下，水泥砼路面容易出现脱空现象，且在局部应力集中，容易发生断裂破坏，对路基的稳定性和不均匀沉降的适应性较差。(3) 在水泥砼路面浇筑或修补完毕后，在 28 天的养护期间内不能通车，工期较长。(4) 水泥砼路面强度高，硬度大，即使在断裂后也难以清理，维修困难，修补后还会产生大量的混凝土废料。

3. 后期养护对比

在国外，选择沥青混凝土或水泥砼路面，关键在于其大修周期。维修周期的长短，首先要看沥青混凝土和水泥混凝土路面的维护需求（如：修补裂缝的费用）。确定大修周期时，应考虑表面已产生的不明显的改变，例如车辙，从而提高事故的机率。水泥砼路面的维护成本相对较低，平均降低了3/5。在交通流量增长（每天的交通流量超过40,000 辆）的情况下，这个差距会更加明显。此外，道路型式对汽车燃油消耗影响较小。在道路养护中，沥青混凝土路面局部修补涉及到大量的机械设备，而局部维修维护成本也很高。可采用小型机具进行水泥地面局部更换，使用的机械设备数量较少，重量较轻，施工方便。尽管沥青路面的施工速度很快，但在国内，其养护成本是普通混凝土路面的 3 倍以上。沥青路面在进行局部修补或加铺时，需要大量的设备，包括沥青搅拌楼、摊铺机、压路机等。振动碾压路面需要振动压路机和胶轮压路机进行碾压，其耗能要高出水泥混凝土路面5\~8 倍。其局部维修保养成本约为新建工程造价的4\~5 倍，而局部更换混凝土路面可采用三辊轮式或小型机具，所需的机械设备数量少、重量轻，局部维修保养成本为建设成本的2\~3 倍。

4. 经济上的比较

(1) 进口沥青的单价比国内高出 15 倍，平均售价 4500 元 / 吨，比 300元 / 吨高 15 倍，远远超出了我们估算的 6 倍。(2) 沥青混合料的投入比普通混凝土混合料高 2\~3 倍。粗骨料：作为一种粗集料，对集料的抗磨性、抗滑性、粘附性都有较高的要求，需要采用玄武岩、辉绿岩等碱性集料，其运输距离视距离为3\~6 倍。细骨料：沥青路面的级配是由粗骨料、细骨料和矿粉三种不同的原料组成的，除了普通的矿粉以外，还不能用天然砂，只能用机制碎石。从成本上看，铺装的碎石沙要比普通的水泥铺装高出2\~3 倍，另外还得增加一些原料。(3) 水泥路面在能耗上的优越性也很明显，与采用热拌和的沥青混合料相比，采用冷拌和法可以节省大量的能源。在高速公路上铺设沥青路面，通常要经过 7\~9 个工序，而通常的水泥路面只有3 个工序[3]。水泥地面的建造速度更快，工序更简单，使用的机器也更少，建造成本也更低。综合以上各项因素，可使混凝土铺面造价降低一倍。按照 1 立方米的混合料计算，一块沥青的价格在 1000-1200 元左右，而在水泥路面上只有 500-600 元。18 厘米厚的沥青路面，以其厚度来算，每平方米的成本为180-240 元，而28 厘米厚的水泥路面则仅为90-120 元。

5. 结束语

综合以上技术和经济分析结果表明，水泥砼路面的一次性投入要少，并且使用周期长，稳定性好，养护工作量少。但是，水泥砼路面的施工技术比较复杂，施工进度缓慢，且完成后的养护周期比较长。沥青砼路面的施工方法相对来说比较容易，施工速度也比较快，建成后可以快速投入运营。因此，山岭重丘区农村公路一般应选用水泥路面，并应当加快水泥路面施工技术优化，以扬长避短。

参考文献：

[1] 赵民忠. 浅谈山区农村公路的发展与水泥混凝土路面的应用优势[J].中国建材科技 ,2020,29(03):57-58.

[2] 郭博 , 王永维 . 沥青路面与水泥路面常见病害对比分析 [J]. 科技创新与应用 ,2020(14):69-70+72.

[3] 张超凡 . 水泥路面与沥青路面优缺点比较 [J]. 交通世界 ,2018(27):20-21.