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,修復難度大。關于水泥路面行車舒適性的提高和改善,首要問題是提高動態平整度以及延長優良平整度的使用年限。關于高平整度問題,通過大型機械化滑模施工技術1 0年的研究和推廣,水泥路面的動態平整度已經有了質的改進。目前在我國使用滑模攤鋪技術鋪筑的高速公路水泥混凝土路面,已經將高速公路和一級公路動態平整度的檢驗標準由δ≤1.50提高到了δ≤1.20。關于高平整度的長期保持性問題,近年來,我國在高速公路上使用了2項消除錯臺的技術: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的自動傳力桿插入裝置(D B I)。這種路面結構預計可以消除現有普通水泥混凝土路面上接縫跳車現象。

水泥路面的建造費用比瀝青路面節省一倍。按每立方米混合料測算,瀝青混合料需要1000元～1200元,而水泥路面僅需要500元～600元。按厚度計算,18cm厚瀝青路面高速公路每平方米造價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護費用比較雖然瀝青路面比水泥路面有養護更方便、通車更快的特點,但其養護費用與建造費用是成正比的,雖然瀝青路面養護有通車快,比水泥路面便于做薄層加鋪,不用考慮接縫防裂等特點,但在我國目前瀝青、集料、機械、養護施工等嚴峻形勢下,其養護費用大致為水泥路面的3倍左右。目前國內許多高速公路瀝青路面出現了建得起、養不起的尷尬局面。

瀝青路面局部修復或加鋪時,需要的機械多而全,必須動用瀝青攪拌樓、攤鋪機和壓路機,其局部修復養護費用比新建費用大致高4～5倍,而水泥路面局部換板可使用三輥軸機組或小型機具施工,動用的機械設備少而輕巧,其局部修復的養護費用是建造費用的2～3倍。

相同設計水平是指高速公路瀝青、水泥路面的路面結構設計應適應相應的交通量與超載要求,相同的施工技術水平指兩種路面的施工都應該采取大型攤鋪機進行。水泥路面使用大型攪拌樓和滑模攤鋪機,瀝青路面使用瀝青拌合樓、瀝青攤鋪機及其配套的壓路機等。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一倍。與路面設計使用的基準期相當:水泥路面30年,瀝青路面15年。

高速公路車輛運輸經濟學眾所周知,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的。車輪在瀝青路面這種柔性結構上,每個車輪的下部在重力作用下出現“彎沉盆”現象,這就相當于每個車輪在運動中都在爬“彎沉盆”形成的縱坡,而水泥路面僅在每個橫向接縫處有彎沉臺,剛性路面板中僅有非常微小的應變級微量彎沉。因此,國外研究檢測表明,水泥路面運營的經濟性要優于瀝青路面。這種經濟性與車速有關,在一般高速公路上,60km/h行車速度時,水泥路面的油耗比瀝青路面節省8%;120km/h行車速度時,水泥路面的油耗比瀝青路面可節省15%。如果我國將大多數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省不少于10%的運營油耗。在能源緊缺的形勢下,全國車量節省10%的油耗,將是非常巨大的能源節約。

綜上所述,兩種路面各有優缺點。瀝青路面又稱柔性路面,其優點為:瀝青路面由于車輪與路面2級減振,行車舒適性好、噪音小;柔性路面對路基、地基變形或不均勻沉降的適應性強;瀝青路面修復速度快,碾壓后即可通車。

缺點是:壓實的混合料空隙率大,耐水性差,宜產生水損壞,一個雨季就可能造成路面大量破損;瀝青材料的溫度穩定性差,脆點到軟化點之間的溫度區間偏小,難以涵蓋天然氣候的溫差,冬季易脆裂,夏季易軟化;瀝青是有機高分子材料,耐老化性差,使用數年后,將產生老化龜裂破壞;平整度的保持性差,不僅沉降會帶來平整度劣化,而且材料軟化會形成車轍。水泥混凝土路面又稱剛性路面,其優點是:水穩定性較高,在暴雨及短期浸水條件下,路面可照常通行;溫度穩定性高,無車轍現象;水泥混凝土是無機膠凝材料,既耐老化,又無污染。但在更長時期,會與所有巖石一樣產生風化現象,水泥石風化與瀝青老化相比,時間長10倍以上,不構成工程問題;平整度的保持期長;在相同技術和工藝水平下,水泥路面大修前的使用年限長。高速公路水泥路面的設計基準期30年,瀝青路面的設計基準期15年。我國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,我國對低噪音水泥路面尚未開展研究和應用;在路基、地基變形或不均勻沉降條件下,易形成脫空,附加應力很大,極易產生斷裂破壞,對路基穩定性要求高,對不均勻沉降的適應性差;水泥路面強度高、硬度大,即使斷板后也難于清除,修復難度大,新澆筑面板的養護期較長。

我國地域廣大,資源分布很不均衡。對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,我國目前基本依賴進口。首先我國是原油進口國,原油與瀝青總量缺口很大,瀝青路面造價高昂的第二個原因是我國相當多的省區缺乏制作表面抗滑磨耗層的玄武巖或輝綠巖碎石,運費很高。

對于水泥路面資源來說,我國的情況可謂得天獨厚。我國已連續多年成為全球最大的水泥生產與出口國。另一方面,瀝青本身是一種稀缺能源,將受到世界政治局勢以及戰爭的影響,來源并不穩定,而水泥生產使用的是我國富足的煤炭資源,因此在能源危機的年代,既便美國也建造了相當數量的水泥路面。

由于我國客觀的資源狀況,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。我國的資源狀況要求我們必須大力發展水泥路面技術,建造更多更優質的水泥路面。水泥路面與瀝青路面都存在固有的優缺點,誰也不可能“獨占”高速公路路面,必須揚長避短、趨利避害地正確選擇和使用“黑白”兩種路面,實現共同進步和發展。

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