为什么高速公路不用水泥,而用沥青?

一位60岁的包工头表示,80%的人不知道,一吨水泥的价格是沥青的十分之一,选择用沥青铺路不是因为贵的好,而是因为这些。

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回顾中国高速公路的建设历程,我们可以清晰地看到材料选择的演进轨迹。1988年,中国第一条高速公路——沪嘉高速公路建成通车,当时的路面主要采用水泥混凝土材料。

这一选择具有鲜明的时代特征:改革开放初期,水泥作为基础建材供应充足,生产工艺成熟,且初期建设成本相对较低。

在交通量不大、重载车辆较少的年代,水泥路面以其高强度、耐久性好的特点赢得了工程界的青睐。人们普遍认为,水泥路面能够使用数十年而不需要大规模维修。

随着中国经济在九十年代进入快速发展期,交通运输需求呈现爆发式增长。重载卡车数量急剧增加,轴载普遍超过20吨,这对水泥路面构成了严峻考验。

水泥混凝土作为刚性材料,在持续重压下容易出现接缝损坏、板体开裂等问题。夏季高温时的热胀效应会使接缝处挤爆,冬季低温时的冷缩又会导致裂缝扩大。

雨水渗入基层后,经过反复冻融循环,更会造成板体碎裂和翘曲。行驶在这样的路面上,车辆不仅会产生令人不适的"砰砰"声响,还增加了爆胎风险。

更棘手的是,水泥路面一旦损坏,维修极为不便,需要将整块板体砸碎重新浇筑,至少需要七天养护期才能开放交通。在车流量日益增大的情况下,这种长时间的封路维修会给区域物流带来巨大损失。

就在水泥路面面临严峻挑战的时期,中国的石油炼化产业迎来了快速发展阶段。进入二十一世纪后,国内沥青产量从几百万吨迅速提升到上亿吨规模,质量和供应稳定性都得到了显著改善。

虽然沥青的单价仍然是水泥的十倍左右,但其卓越的路用性能开始受到工程界的重视。国家适时推动"白改黑"工程,将原有的水泥路面改造为沥青路面。

以京沪高速公路为例,2005年之后,其早期建设的水泥路段基本都改为沥青路面,成功应对了从日均几万到二十万辆的车流量增长。

沥青材料之所以能够在这场材料竞争中胜出,关键在于其独特的性能优势。作为一种柔性材料,沥青路面能够在车辆荷载作用下产生微变形,有效分散应力,并在荷载移除后迅速恢复原状。

这种特性使其特别适合承受重载交通的反复作用。同时,沥青路面具有良好的吸震性能,能够将行车噪音降低10-15分贝,大大提升了驾乘舒适性。

在雨天条件下,沥青路面提供的抓地力明显优于水泥路面,能够将刹车距离缩短约20%,显著提升了行车安全性。

从施工效率来看,沥青路面更是展现出明显优势。现代沥青摊铺作业可以实现快速施工,铺设完成后仅需数小时冷却即可开放交通,一个晚上就能完成数公里的路面铺设。

相比之下,水泥路面需要经过支模、浇筑、养护等多道工序,整个施工周期长达一周以上。在中国高速公路网快速扩张的时期,特别是2008年实施四万亿投资计划期间,沥青路面的快速施工特性为高速公路网络的迅速成型提供了重要保障。

如果当时继续沿用水泥路面方案,中国高速公路的建设进度至少要延缓数年,尽管沥青路面的初始造价要比水泥路面高出30%-50%,但从全寿命周期成本分析,沥青路面反而更具经济性。

这是因为沥青路面日常维护简便,可以进行快速局部修补,采用铣刨加铺技术几小时内就能恢复交通,避免了长时间封路造成的巨额间接经济损失。

此外,旧沥青材料可以实现100%回收利用,通过热再生技术重新投入生产,既节约了资源,也减少了对环境的影响。

值得注意的是,水泥路面并没有完全退出历史舞台。在收费站区域、隧道出入口等需要承受频繁刹车和启动的路段,水泥路面因其更高的抗剪切和抗推移能力仍然发挥着重要作用。

这种根据不同路段特点择优选用材料的做法,体现了中国道路工程技术的成熟与智慧,在工程实践中,任何技术选择都不能孤立地看待,必须将其置于更大的系统背景中考量。

初期选择水泥路面是基于当时的材料供应、施工水平和交通需求的合理决策;而后期转向沥青路面,则是顺应交通量增长、车辆载荷变化和技术进步的必然选择。

这种与时俱进的调整能力,反映出中国基础设施建设管理的成熟与智慧。它提醒我们,在复杂系统中,不存在一成不变的最优解,只有根据条件变化不断调整的动态平衡。