一、鄭州水泥與瀝青路面路用性能比較
1、普通瀝青混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題主要有兩點(diǎn):(1)耐久性差。目前國內瀝青混凝土路面較長(cháng)的使用壽命為8~12年,普遍短于設計使用壽命15~20年,而且因自然環(huán)境和運行狀況不良,有的路面甚至3~5年即需要整體翻修改造。
(2)路面的早期破壞嚴重。有的新路開(kāi)通后短的2~3年、長(cháng)的6~8年就出現坑槽、開(kāi)裂、車(chē)轍、抗滑性能不足等病害而需要維修。除設計和施工方面的原因以外,主要外因是交通量增長(cháng)過(guò)快,重載、超載嚴重,使道路長(cháng)期處于超負荷運轉狀態(tài);主要內因是材料(瀝青、骨料等)性能差,導致路面抵抗拉應力(如冷熱、干濕的脹縮應力、荷載彎拉與疲勞應力、反射裂縫的擴張應力等)、剪應力、滲水和粘結老化等能力相對不足。
2、改性瀝青和SMA技術(shù)的不足
公路部門(mén)為了解決這些嚴重又緊迫的問(wèn)題,在學(xué)習國外先進(jìn)經(jīng)驗的基礎上采取了一些措施和辦法,摸索出一些成功的經(jīng)驗,其中使用最多的是改性瀝青與SMA路面兩項新技術(shù)。但改性瀝青和SMA路面兩項新技術(shù)用于公路工程時(shí)仍存在缺陷:
(1)它需要的專(zhuān)用設備和材料(優(yōu)質(zhì)骨科、改性劑、填料)一般地區難以具備,而且一次性投資較大,其要求的施工技術(shù)也比目前常規做法難度大。
(2)隨著(zhù)近期國內外石油價(jià)格的上漲,兩項新技術(shù)原已較高的成本又將增加。
(3)從增加路面抗裂、防滲、隔離、擴散的機理來(lái)說(shuō),過(guò)分依賴(lài)于增加瀝青結合料的彈性和粘結力,以及增大骨料強度與減少混合料孔隙率的辦法并不是最優(yōu)的。因為瀝青結合料的改性能使其抗拉、抗剪的力學(xué)性能增加,但幅度終究不會(huì )太高;高強骨料也不是各地區均有;混合料孔隙率的降低已近極限,而且在骨科和結合料之間的界面總會(huì )因材料的物理和力學(xué)性質(zhì)的差異而不可避免地出現滲水通道。
(4)瀝青材料本身的日曬老化、高溫軟化、低溫脆化、沖擊疲勞等問(wèn)題還有待解決。
3、水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題主要有兩點(diǎn):
(1)噪聲大。隨著(zhù)交通運輸事業(yè)的發(fā)展,道路交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的最重要來(lái)源。由于傳統水泥混凝土路面的噪聲比普通瀝青路面略高,所以很多國家對新建道路已經(jīng)明確規定,禁止使用普通水泥混凝土路面,但道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素,所以通過(guò)改善水泥混凝土路面結構的方法來(lái)降低路面噪聲是一種行之有效的方法。如露石混凝土路面和無(wú)細集料混凝土。露石混凝土路面是一種將面層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傳統水泥混凝土采用刷毛和劃槽的表面處理方式。露石混凝土路面比一般刷毛混凝土路面降低約3dB的噪聲,甚至比熱壓瀝青混凝土更安靜。
無(wú)細集料混凝土是用水泥和水作結合料,將單一粒徑的粗集料粘結而形成混凝土。如同多孔性瀝青路面一樣,無(wú)細集料混凝土由開(kāi)級配的粗集料組成,它的結構不同于通常的密級配或半密級配水泥混凝土,而屬于骨架空隙結構的開(kāi)級配,具有噪聲低、排水快等特點(diǎn)。
(2)路面接縫多。水泥混凝土路面面板上設有縱向和橫向接縫兩種??v向接縫是與路線(xiàn)中心線(xiàn)平行的接縫,一般有縱向縮縫和縱向施工縫。橫向接縫是與行車(chē)方向垂直的接縫,一般有橫向縮縫、橫向脹縫和橫向施工縫三種。接縫的存在,使混凝土板變得不連續,荷載的傳遞在接縫處產(chǎn)生相當大的變化,尤其是當行車(chē)荷載剛好作用于接縫處時(shí),其輪載的作用主要集中于板的兩側邊緣及傳力桿上,對板的破壞性極大,當輪載反復作用時(shí),縫兩側的板邊緣及傳力桿易遭受破壞。
鄭州瀝青路面施工