高价沥青下水泥砼与沥青路面的比较

高沥青价格下水泥砼与沥青砼路面的比较摘要作为公路工程重要组成部分的沥青路面工程，近年来受市场沥青供需矛盾的影响较大。

本文从公路水泥路面和沥青路面的经济性能、路用性能、对环境的影响程度以及社会效益等方面进行了分析比较，提出了在时下沥青价格居高不下的情况下，应大力推荐修筑水泥混凝土路面的观点。

关键词水泥路面沥青路面经济性能路用性能社会效益我国经济的繁荣昌盛促进了公路建设的快速发展。

“十一五”期间，我国公路总量继续增长，截止2005年底，全国公路通车总里程达193.0543万公里，等级公路159.1791万公里，其中高速公路占4.1005万公里，居世界第二位；青海省公路通车总里程达到29719公里，其中高速公路171公里，一级公路144公里，二级公路4003公里；高级、次高级路面达到11787公里。

按《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)规定，各级公路均可铺筑沥青混凝土或水泥混凝土路面，只有四级公路才允许铺砂石路面。

路面质量的好坏直接影响车辆的行驶速度、运输成本、安全和舒适，路面质量对发挥整个公路运输的经济、社会效益具有十分重要的意义。

作为高级路面，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面有着不同的优点和缺点，本文从以下几个方面做比较。

1 经济性能比较1.1建设造价费用比较沥青是路面工程各类沥青砼的主要组成材料，目前还没有其它可替代产品。

由于近年来国际油价涨幅变化过快，沥青由2003年的2400元/吨，一路攀升到目前的4000元/吨，而且涨价的步伐还没有停止。

针对这一现状，我们引用某工程项目资料中在路面基层、底基层、垫层结构及厚度相同条件下对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面做造价分析：沥青混凝土路面面层结构为：4cm细粒式沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+8cm粗粒式沥青混凝土，粘层油2层，透层油1层；水泥混凝土路面面层结构为：26cm水泥混凝土面层，板块尺寸为500×400cm；两种路面每平方米的单价分析对比如下：沥青未涨价前(价格为2400元/t)，沥青混凝土为113.42元/m2；沥青涨价后(价格为4000元/t)，沥青混凝土148.71元/m2；C30水泥混凝土面板(水泥价格为265元/t)，水泥混凝土为83.98元/m2；对普通沥青混凝土路面和普通水泥混凝土路面，当沥青价格为4000元/t、水泥价格为265元/t 时，每平方米26cm厚水泥混凝土路面造价与0.57平方米18cm厚沥青混凝土路面造价持平。

由此可见，水泥混凝土路面对节约公路造价方面有着巨大的优势，每千平方米水泥混凝土路面比沥青混凝土路面能节约建设资金约9万元。

1.2行车运营费用比较行车经验告诉大家，在相同平整度水平下，沥青路面上行驶比水泥路面更舒适。

但是，这种舒适是以高油耗为代价的。

沥青路面属柔性结构，车轮在这种柔性结构上行驶时，车轮下部在重力作用下出现“弯沉盆”现象，类似于每个车轮在行驶过程中都在爬“弯沉盆”形成的纵坡而多耗油；水泥路面属刚性路面，车辆在水泥路面处行驶时刚性路面板中只有微小的应变级微量变沉，仅在每个横向接缝处有弯沉台。

因此，国内外研究、检测表明：水泥路面运营的经济性优于沥青路面。

这种运营的经济性与车辆运行速度有关，一般在高速公路上当行车速度为60km/h时，水泥路面的油耗比沥青路面节省8%；当行车速度为120km/h时，水泥路面的油耗比沥青路面节省15%。

如果我国已建成的4万多公里高速公路为水泥路面，那么所有行驶在高速公路上的车辆将节省不少于10%的运营油耗。

在目前能源供应紧缺的形势下，全国车辆节省10%的运营油耗，将会是巨大的能源节约。

1.3后期养护费用比较虽然水泥混凝土路面相对于沥青混凝土路面来说养护期长，断板后修复难度大等缺点，但由于其使用年限长，便于取材等特点，其养护费用远低于沥青混凝土路面。

在我国目前沥青价格上涨、碱性集料缺乏、养护单位机构设备少而老、养护施工水平低等形势下，沥青路面养护费用大致是水泥路面的3倍左右。

路面养护费用与建造费成正比，国内已建成的许多高等级公路沥青路面出现了建得起、养不起的尴尬局面。

沥青路面局部修复或加铺时，需要的机构多而全，需要动用沥青拌和楼、摊铺机、压路机等设备，其局部修复、养护费用是新建费用的4倍～5倍；水泥混凝土路面局部修复换板可使用三辊轴机、小型机具或商品水泥混凝土施工，需要动用的机设备少而轻巧，其局部修复、养护费用是新建费用的2倍～3倍。

2 路用性能比较2.1 普通沥青混凝土路面普遍存在的技术和质量难题主要有两点：(1) 耐久性差。

目前国内沥青混凝土路面较长的使用寿命为6～10年，普遍短于设计使用寿命12～15年，而且因自然环境和运行状况不良，有的路面甚至3～5年即需要整体翻修改造。

(2) 路面的早期破坏严重。

有的新路开通后短的2～3年、长的6～8年就出现坑槽、开裂、车辙、抗滑性能不足等病害而需要维修。

自20世纪80年代以来，我国虽然在公路设计、施工、原材料等方面，水平上有了很大的提高，但公路路面仍然经常发生不少早期破坏现象。

除设计和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增长过快，重载、超载严重，使道路长期处于超负荷运转状态；主要内因是材料(沥青、骨料等)性能差，导致路面抵抗拉应力(如冷热、干湿的胀缩应力、荷载弯拉与疲劳应力、反射裂缝的扩张应力等)、剪应力、渗水和粘结老化等能力相对不足。

由于上述原因产生的不良后果是令人震惊的，即使采用重交通道路沥青和规范规定的混合骨料及级配下，路面也难以承受目前道路运输的现状。

2.2 改性沥青和SMA技术的不足。

公路部门为了解决这些严重又紧迫的问题，在学习国外先进经验的基础上采取了一些措施和办法，摸索出一些成功的经验，其中使用最多的是改性沥青与SMA路面两项新技术。

虽然取得了良好使用效果和经济效益，但两项新技术用于公路工程时仍存在缺陷：(1) 它需要的专用设备和材料(优质骨科、改性剂、填料)一般地区难以具备，而且一次性投资较大，其要求的施工技术也比目前常规做法难度大。

(2) 随着近期国内外石油价格的上涨，两项新技术原已较高的成本又将增加。

费用增加多少与是否采用国外原料、加工设备和不同改性剂有关。

（3) 从增加路面抗裂、防渗、隔离、扩散的机理来说，过分依赖于增加沥青结合料的弹性和粘结力，以及增大骨料强度与减少混合料孔隙率的办法并不是最优的。

因为沥青结合料的改性能使其抗拉、抗剪的力学性能增加，但幅度终究不会太高；高强骨料也不是各地区均有；混合料孔隙率的降低已近极限，而且在骨科和结合料之间的界面总会因材料的物理和力学性质的差异而不可避免地出现渗水通道，另外其对路基承载能力的改善也无能为力，反而要求更高。

(4) 改性沥青和SMA技术的不稳定性和沥青材料本身的日晒老化、高温软化、低温脆化、冲击疲劳等问题还有待解决。

2.3 水泥混凝土路面普遍存在的技术和质量难题主要有两点：(1) 噪声大。

随着交通运输事业的发展，道路交通噪声已成为环境噪声污染的最重要来源。

由于传统水泥混凝土路面的噪声比普通沥青路面略高，所以很多国家对新建道路已经明确规定，禁止使用普通水泥混凝土路面，但道路的表面特征是影响路面噪声的主要因素，所以通过改善水泥混凝土路面结构的方法来降低路面噪声是一种行之有效的方法。

如露石混凝土路面和无细集料混凝土。

露石混凝土路面是一种将面层混凝土中的粗集料外露，形成非光滑表面的路面。

它采用暴露混凝土粗集料取代了传统水泥混凝土采用刷毛和划槽的表面处理方式。

露石混凝土路面比一般刷毛混凝土路面降低约3dB的噪声，甚至比热压沥青混凝土更安静。

据调查，露石混凝土路面的降噪效果大致相当于不改变道路表面特征的情况下，车流量降低一半的降噪效果。

无细集料混凝土是用水泥和水作结合料，将单一粒径的粗集料粘结而形成混凝土。

如同多孔性沥青路面一样，无细集料混凝土由开级配的粗集料组成，它的结构不同于通常的密级配或半密级配水泥混凝土，而属于骨架空隙结构的开级配，具有噪声低、排水快等特点。

(2) 路面接缝多。

水泥混凝土路面面板上设有纵向和横向接缝两种。

纵向接缝是与路线中心线平行的接缝，一般有纵向缩缝和纵向施工缝。

横向接缝是与行车方向垂直的接缝，一般有横向缩缝、横向胀缝和横向施工缝三种。

接缝的存在，使混凝土板变得不连续，荷载的传递在接缝处产生相当大的变化，尤其是当行车荷载刚好作用于接缝处时，其轮载的作用主要集中于板的两侧边缘及传力杆上，对板的破坏性极大，当轮载反复作用时，缝两侧的板边缘及传力杆易遭受破坏。

如果接缝处理不好或遭到破坏，就会发生接缝处渗水及漏水等，进而造成基层部分强度变弱，导致板底应力发生变化，使混凝土板产生错台、唧泥，甚至断板等破坏。

3 对环境的影响众所周知，沥青是一种不易自然分解和降解的物质，其自然分解和降解的需几十年，沥青路面使用过程中对周围的土地、地下水等会造成污染，国际绿色环保组织反对大量修建沥青路面。

如沥青加热及搅拌铺设过程中产生的沥青烟气含有大量的有毒有害物质，对操作人员、对区域环境空气将产生一定的影响，对周围居民的身体健康将造成一定的损害；降雨冲刷路面产生的大量路面径流污水；沥青及基烟气对皮肤粘膜具有刺激性，有光毒和致肿瘤作用，接触沥青的主要皮肤易得光毒性皮炎、黑变病、职业性痤疮、疣状赘生物及事故引起的热烧伤等。

水泥作为一种无机结合料，对环境的影响，主要是水泥混凝土路面对公路沿线居民的噪声污染，这可以通过设置声屏障或其他措施来减少对公路沿线居民的干扰。

4.公路水泥路面社会效益分析水泥工业作为基础性原材料行业，与国民经济整体发展水平关联度较高，特别是与固定资产投资规模密切相关。

“十五”期间，我国水泥工业取得了长足发展，突出表现为：价格低廉平衡、产量高速增长。

2005年底，全国规模以上水泥企业共有5100多家，资产总规模4000多亿元，从业人员约135万人。

水泥工业在我国大多数地区属支柱产业，高等级公路修建水泥混凝土路面能促进地方经济的发展。

且国内水泥价格多年来一直低于300元/吨，而普通沥青、改性沥青的平均价格为4000元/吨，是水泥单价的13倍。

据测算，沥青与水泥单价比为6时是沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的投资平衡点，由此可知，在相同路面基层、底基层、垫层结构及厚度下，沥青路面面层造价每平方米投资比水泥混凝土面层高50%。

水泥混凝土路面强度高，经久耐用，养护费用少，能适应现代化高速、重载而繁密的汽车运输的要求，所以在高速公路的收费站、厂矿道路、停车站场和机场路道上采用较多。

混凝土路面特别适用于修筑隧道内的路面和过水路面。

综上所述，由于受资源和能源的限制和制约，公路行业，寻求不以沥青材料为胶结构的替代材料及施工技术，打破沥青路面一统高速公路的不利局面，加快水泥混凝土路面的发展与技术进步，大力修建成本较低的以水泥作胶凝材料的水泥混凝土路面，是我国公路建设的客观要求，也是缓解能源危机的重要手段。