问题

整条高速都是沥青路,为什么一到收费站就「水泥路」?

回答
您好!您提到的这个问题,其实是因为高速公路在设计和建设时,会考虑到不同路段的功能和承载需求,在收费站区域采用与主线不同的路面材料。这背后有很多工程上的考量,绝不是随意的。咱们就来好好说道说道,为什么收费站那一块儿,画风就变了。

首先,咱们得明白,高速公路的主线之所以大部分采用沥青路面,是因为它有几个特别突出的优点:

1. 舒适性好,噪音低: 沥青路面颗粒细密,行驶起来颠簸感小,胎噪也相对低,能给长途驾驶的司机朋友提供一个更舒适的环境。毕竟,在上面一跑就是几个小时,舒不舒服很重要。
2. 施工速度快,养护方便: 沥青材料在现场混合加热后摊铺,冷却凝固速度快,可以较快地开放交通。而且日常的修补也相对容易,比如出现坑槽,挖掉一块,重新铺上沥青就行。
3. 弹性好,适应温度变化: 沥青混凝土有一定的弹性,能够适应一定的温度变化引起的胀缩,不太容易出现大的裂缝。

说了沥青的好处,那为什么到了收费站,就得换成水泥路(也就是我们常说的水泥混凝土路面)呢?这主要有以下几个方面的原因,每一个都挺关键:

一、超高的承载能力和耐久性:

收费站区域,是车辆集中、频繁启停、低速行驶的区域。大家可以想象一下,车流在进入收费站时,会从高速行驶突然减速,然后排队等待,再加速通过。这个过程,尤其是在下雨或者结冰等恶劣天气下,车辆的驱动、制动作用力会非常集中地作用在路面上。

静止和缓慢移动的重载: 车辆在收费站排队等待时,是静止或缓慢移动的,但它们依然占据着车道,并且在上面的是满载的货车,重量是非常惊人的。
频繁的启停与转向: 车辆在通过收费站时,需要频繁地进行启动、刹车、加速,甚至可能有一些小幅度的转向动作。这些操作对路面的磨损是很大的,尤其是在低速状态下,轮胎对路面的附着力更强,造成的剪切力也更大。
水泥混凝土路面的优势: 相较于沥青,水泥混凝土路面具有更高的强度和刚度。它是一种“刚性路面”,能够更好地承受和分散车辆的垂直荷载,并且对车辆的水平剪切力(也就是启停、制动产生的力)抵抗能力更强。这意味着在频繁启停、重载的收费站区域,水泥路面更不容易出现车辙(就是轮胎压出来的一道道凹槽)或者早期损坏。

二、耐磨损和抗冲刷性能:

收费站区域由于车辆会频繁地碾压,加上刹车片磨损下来的粉尘、轮胎的橡胶颗粒,以及可能的雨水冲刷、机械清扫等,路面会承受较大的磨损。水泥混凝土路面本身的硬度更高,耐磨损的性能也更好。

三、抗油污和化学物质侵蚀:

车辆在行驶过程中,难免会有燃油、机油等滴漏。沥青路面对石油基的化学物质有一定的溶解性和软化作用,长期接触可能会导致路面损坏。而水泥混凝土路面相对来说对这些油污的抵抗能力更强,不易被腐蚀。

四、特殊的功能需求:

清晰的交通导向: 尽管主线是沥青,但收费站区域通常会有更清晰的交通标志、标线和车道分隔。水泥混凝土路面本身颜色较为浅淡,与深色的沥青形成对比,在视觉上就有一个区分,有助于驾驶员更早地识别收费区域。有时,为了进一步强化导向,也会在水泥路面上绘制醒目的标线。
雨水排放和防滑: 在一些设计中,收费站区域的混凝土路面可能会有特殊的纹理,以提高车辆在雨天或湿滑路面上的防滑性能。同时,路面设计也会考虑到排水的需求。

五、成本效益与设计寿命:

虽然水泥混凝土路面的初期建造成本可能略高于沥青路面,但考虑到收费站区域的高强度使用和频繁维护的难度,从长远来看,水泥路面的耐久性和低维护需求,使其在这一特定区域具有更高的全生命周期成本效益。高速公路的设计寿命通常在20年以上,收费站区域需要保证其在设计年限内都能稳定运行。

施工上的区别和工艺:

大家注意到,在收费站区域,你会看到“水泥路”。这里面也有讲究:

水泥混凝土拌合: 现场需要专门的水泥混凝土拌合站,按照精确的比例将水泥、砂、石子、水和外加剂混合。
摊铺与振捣: 混合好的混凝土会通过大型摊铺机均匀地摊铺在经过基层处理的路床上,然后通过振捣设备进行振捣密实,排出气泡,确保混凝土的密实度和强度。
表面处理: 摊铺完成后,还会进行拉毛等表面处理,以增加粗糙度和防滑性。
养生: 混凝土需要经过一段时间的养生,使其充分水化,达到设计强度。这个过程可能需要洒水、覆盖等措施。

总结一下:

所以,高速公路在收费站区域采用水泥路面,并不是因为“没钱了”或者“换错了材料”,而是出于对路面承受能力、耐磨性、耐久性以及车辆频繁启停等特殊工况的考虑。简单来说,就是为了让收费站这个“必经之路”能够承受住更大的压力和更频繁的考验,保证交通的顺畅和安全。沥青路面适合大流量、长距离、相对平稳的行驶,而水泥路面则更适合承担高强度、高冲击的局部区域。这是工程上根据不同需求做出的优化选择,也是对我们出行安全的一种保障。

下次您再经过收费站,看到那一块儿“画风突变”的水泥路,就可以明白这是它在用自己的“硬实力”为大家服务呢!

网友意见

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首先需要知道沥青路面和水泥路面的区别,沥青路面属于柔性路面,水泥路面属于刚性路面。通俗来说就是水泥路面比较硬,沥青路面比较软。不知道你有没有在大夏天下午的时候在沥青道路上走过,特别是那种连续高温天气之后的下午,你走在路上应该能感觉到有点软。

而这种材料性质造成的差别造成高速收费站要用水泥路面的原因。

因为车辆在收费站区域需要由正常行驶速度减速至停止,然后再由停止状态启动加速到正常行驶速度。而在减速——停止——加速的过程中,特别是车辆停下后重新启动的那一下,因为需要由静止变成运动状态,自然需要加大发动机的力量给车轮从而改变状态,自然而然车轮对路面施加的力量也就比较大。

车轮对路面施加的力量加大,如果是比较柔软(如果是大夏天暴晒之后会更软)的沥青路面的话,那么车轮就容易在路面“扒”出一道轮迹印,时间久了就会形成一道明显的凹下去的轮迹印,造成路面损坏。而水泥路面因为比较硬,不容易被车轮“扒”出印子。

另外还有一个说法就是,水泥路面相对沥青路面来说基本不散发有害气体,对于收费站的工作人员是 比较友好的。

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莫名其妙的这个回答被这么多人关注到了,然后评论里就有了很多的问题和质疑,发现越回复问题越多,所以懒得一个个去回复了。在此说明一下吧。

本人只是一个公路行业普通从业者,不是什么专家也不是啥技术大拿啥的。回答问题也是就自己工作经验和所学到的浅薄知识来回答,难免会存在不严谨的地方,如有不妥之处欢迎相关专业人士或者同行指正(此处重点:相关专业人士或同行)。至于其他人如果你觉得不对或者你的想法更科学更正确,那就以你为准,谢谢。

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提前科普一个小知识点,沥青混凝土路面由于独特的性能,更严格的施工质量要求,其实很多时候导致沥青路面破坏的原因,并不是沥青路面本身材料性质导致的,而是施工阶段配合比设计,集料含泥量,棱角性,油石比,集料针片状,纵横向冷缝处理与处理的温度时机,现场摊铺温度,碾压工艺,路基压实度等等综合因素导致的,而不是沥青路面结构本身的动载承载能力不足导致的,这是两个问题,一个是施工问题,一个是结构问题,很多给我留言的,都把施工问题误解为设计问题了,这是完全不同的两个问题,如果沥青路面结构的承载力小于混凝土路面,难道混凝土道面就不存在断板和裂缝这些道路病害了?

相较而言,混凝土路面的施工工艺要求要比沥青路面施工工艺简单不少,混凝土浇筑一般常温下即可完成,沥青路面施工则必须在沥青料高温下摊铺且环境温度不能低于15度,否则混合料失温太快容易出现花白料,造成表面松散不凝结。

而往往大家看到的车辙,有时候是沥青路面结构被破坏,但是一般如果路面表面沥青是完好的,没有出现剥落,那么车辙其实是路基部分透水造成的路基沉降翻浆,并不是沥青路面结构被动载破坏了。如果是路面被动载破坏,沥青路面会出现明显的表面剥落,出砂石裸漏并局部开始脱落扩大。一般常见于桥梁路段下坡转弯处的路面上,这是动载最集中的部位。

而常见的车辙,百分之九十都是路基顶部进水或内部进水后出现的沉降导致的局部翻浆。城市道路这一点更明显,管线漏水导致的翻浆很常见。

很多人认为沥青混凝土左右一个柔性结构的路面,相比混凝土路面肯定是刚度不足的,其实这是一个认识误区,公路路基路面的主要承力结构其实是路基,而不是路面,路面结构其实是传导了车辆的动载,并不作为主要承力结构受力的。而沥青路面自身的柔性多层结构,刚好可以在承载动载的情况下,产生一定的微变形,能够更好的抵抗车辙产生,增加路面的使用寿命。同等设计等级的混凝土路面与沥青路面,使用寿命来讲,肯定是沥青路面的寿命更长。

收费站使用混凝土路面而不使用沥青路面的主要原因,其实是受限于施工技术的,每个车辆收费通道之间的防撞墩都是独立的,由于防撞墩的存在,导致机械无法碾压防撞墩附近的50公分条状范围,钢轮和胶轮都无法碾压这一部分沥青混凝土的话,直接导致这部分沥青砼是松散的,动载更容易破坏这一部分区域。

而在以前一些地区使用的混凝土道面上铺筑沥青道面,由于混凝土与沥青两层粘结性极差,所以直接导致使用较短年限后沥青道面直接剥落,更加减少使用寿命。

公路是看起来简单但是作用原理其实很复杂的一门学科,有时候很多问题追根刨底其实不亚于一些高精尖的应用学科,举一个例子就是,到目前为止,用量最大的混凝土和沥青混凝土所用的粗集料和细集料,还无法针对每一车的原材料进行质量指标的快速检测,只能按照规范的批次进行检验,如果能每车检测,现有施工质量就可以更上一层楼,很多由于原材质量出现的成本上升和时间损耗就可以得到更好的控制。

以下原回答

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看了一圈高赞和别的答案,真是说什么都有,一会论证沥青路面是柔性多层结构,所以不耐车辙,一会又扯到动载的作用分析去了。

高速路的车辙轮迹和雍包,首先不是动载刹车引起的,车辙是动载反复碾压后,路面结构最上的沥青由于雨水从集料表面剥落,进而导致雨水侵入路面结构层内导致的沉降病害,雍包也是同理,都是雨水进入结构层或结构层下部的路基导致的路面变形沉降。

至于为什么高速整条路都是沥青路,而到收费站就成了水泥地面,原因很简单。

一、高速整条路在铺筑路面的时候都是使用摊铺机纵向摊铺的,一般是视路面宽度用两到三台摊铺机纵向交错施工作业。所以最后高速主线和匝道全是沥青路面。

二、高速路由于收费站的路面下,不同车道下要安装不同的各类称重和ETC地下感应线圈等设备,所以一般采用水泥混凝土路面,方便预埋施工,现在一些新的收费站采用地下通道与地面岗亭相连的双层设计,地面也是用水泥路面结构。

三、收费站的车道宽度,过于紧凑,无法用摊铺机进行摊铺与后续钢轮压路机和胶轮压路机施工,索性设计成水泥混凝土路面。

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