1、露石混凝土路面
露石混凝土路面(Exposed-Aggregate Cement Concrete Pavement，簡稱EACCP)，也稱“悄聲混凝土路面”（Whisper Concrete Pavement）技術(shù)，是一種將面層混凝土中的粗集料外露,形成粗糙表面路面的方法。通過這種技術(shù)所形成的露石水泥混凝土路面，具有隨機凸起集料的表面,使聲波和壓力波在輪胎花紋下的空隙中自行消散,從而降低了噪聲。與傳統(tǒng)混凝土路面相比，該路面還具有抗滑性好、表面排水性強、反光系數(shù)小等優(yōu)良特性。它的出現(xiàn)拓寬了水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍，為我們提供了一種新型優(yōu)質(zhì)道路路面的修筑方法，被歐美國家譽為頗具應(yīng)用前景的混凝土路面。
露石混凝土路面技術(shù)的原理是在面層水泥混凝土混合料鋪筑完成后，噴灑露石劑并覆蓋塑料膜養(yǎng)生，通過露石劑作用對水泥混凝土表面層進行化學(xué)處理，延緩表面一定厚度水泥砂漿的凝結(jié)，當(dāng)主體混凝土達到一定強度后，刷洗其表面進行表面除漿，露出均勻分布的粗集料。國內(nèi)外試驗研究表明,集料、配合比、露石劑的選擇以及適宜的施工工藝都是成功運用該項技術(shù)的重要因素，其中集料的粒徑越小,噪聲就越低。路面的最佳紋理深度,即集料的外露高度大約為1.5mm。從降噪角度考慮,表面層的骨料一般應(yīng)小于10 mm ,粒徑4～6 mm 為最好。但另一方面, 集料粒徑過小容易脫落,因此粒徑又不能太小。石料要求有棱角、質(zhì)地堅硬、潔凈等,石料磨光值為65,以長時間維持良好的抗滑性能。
2、露石混凝土路面技術(shù)研究與應(yīng)用
在歐洲，環(huán)保一直是一個重要議題。早在上世紀(jì)70年代，許多歐洲國家就已經(jīng)開始研究減小道路噪音的方法。1980年，比利時的道路承包商ROBUCO申請了露石混凝土路面處理技術(shù)的專利，并開始運用于道路的建設(shè)，取得明顯的降噪、抗滑效果。隨后該項技術(shù)的研究應(yīng)用在歐洲、美國、澳大利亞等國家鋪開，目前該項技術(shù)已經(jīng)在比利時、奧地利、德國、荷蘭等歐洲國家得到廣泛的應(yīng)用。
3、露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備
目前修筑的露石混凝土路面，有單層結(jié)構(gòu)，也有雙層結(jié)構(gòu)，其中以雙層路面為多，是露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)。在奧地利，其露石混凝土路面的底層為質(zhì)量較差的原集料或再生料，厚21cm，頂層為4cm厚的高質(zhì)量耐磨集料，表面形成露石紋理。這種結(jié)構(gòu)具有良好的摩擦性，噪音小，節(jié)省集料，歐洲其他國家的雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面基本上與奧地利的類似。
根據(jù)雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面工藝，其主要施工步驟是：鋪筑下層混凝土→上層混凝土鋪筑→噴灑露石劑→覆蓋塑料膜養(yǎng)生→刷洗形成露石表面→第二次養(yǎng)生。
下層和上層混凝土的攤鋪采用“濕接濕”鋪筑，即在攤鋪的下層混凝土還未凝結(jié)硬化時，即鋪筑表層混凝土。以保證兩層間完全粘接。相應(yīng)的主要施工設(shè)備為混凝土攪拌設(shè)備、攤鋪設(shè)備、露石劑噴灑設(shè)備以及露石表面刷洗設(shè)備。在奧地利、德國等歐洲國家，上述路面的施工已經(jīng)全部實現(xiàn)了機械化。其施工配套設(shè)備簡述如下。
混凝土攪拌設(shè)備：
在奧地利，產(chǎn)量200m3/h的連續(xù)式攪拌站常在露石混凝土路面的工程中使用，而在德國，現(xiàn)有高速公路的混凝土翻修的工期通常很短，超過工期，對承包商的懲罰非常嚴(yán)厲。對于這樣一個工程，混凝土需求量為3000m3/d，因此產(chǎn)量100-300m3/h的間歇式攪拌站和產(chǎn)量高達300m3/h的連續(xù)式攪拌站都是常用設(shè)備。
路面攤鋪機設(shè)備：
雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的攤鋪既可同時采用兩臺滑模攤鋪機，也可使用一臺雙層攤鋪機完成。使用雙層攤鋪機在經(jīng)濟上的優(yōu)點如下：
?。?）可以方便地從攤鋪機前面提供第一層和第二層所需的混凝土。同時不會妨礙相鄰車道的交通；
?。?）與使用兩臺機器相比，采用雙層攤鋪所需的運行費用明顯要低；也可以減少設(shè)備投資經(jīng)費及所需操作人員。同時，操作一臺機器比協(xié)調(diào)兩臺機器更容易。
（3）避免了使用兩臺機器時兩種集料可能出現(xiàn)的混淆以及分層問題。
目前德國Wirtgen公司和美國Gomaco公司都開發(fā)了大型雙層水泥混凝土攤鋪機，并在露石混凝土路面施工中得到運用。
Wirtgen的SP1600和SP1500L可以分上下兩層“濕對濕”同步攤鋪兩種不同配合比、不同厚度的水泥混凝土路面。前半部分鋪底層的常規(guī)水泥混凝土，這部分材料由卡車卸在正前方；后半部分在其表面再加鋪單一粒徑“露石面層”，這部分材料由水泥混凝土攪拌罐車從攤鋪機側(cè)前方料斗經(jīng)傳送帶供應(yīng)。Gomaco的GP-4000在原理上與前述設(shè)備基本類似，這兩種設(shè)備都可配置整平、抹平裝置或振動梁，形成所需的面層紋理。
露石劑噴灑養(yǎng)生設(shè)備：
露石劑噴灑設(shè)備緊跟在攤鋪機后面，以便在攤鋪后立即進行噴灑，對混凝土路面進行養(yǎng)生。Wirtgen的TCM系列，Gomaco的T/C系列均可進行養(yǎng)生施工。
露石表面刷洗設(shè)備：
當(dāng)混凝土路面達到一定強度后，使用表面刷洗設(shè)備除掉表面砂漿，形成露石路面。這種設(shè)備具有足夠的動力保證刷頭的旋轉(zhuǎn)速度，從而去掉路面砂漿，同時還具有除塵和灰塵收集功能。其輪胎花紋淺，氣壓低，有一定的寬度以避免破壞路面。
二次養(yǎng)生設(shè)備：
在形成露石混凝土表面后一小時內(nèi)，必須對整個路表面和側(cè)面均勻噴灑養(yǎng)生劑進行二次養(yǎng)生。
4、露石混凝土路面在我國的應(yīng)用前景及面臨的問題
經(jīng)過多年的研究和運用，露石混凝土路面的降噪性、抗滑性、耐久性不斷改善，施工工藝日臻成熟并形成了整套機械化施工設(shè)備，露石混凝土路面技術(shù)在國外眾多國家獲得廣泛應(yīng)用。國內(nèi)目前有關(guān)研究同樣證明了這種路面技術(shù)的先進性。對于雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面，由于底層結(jié)構(gòu)可以使用質(zhì)量較差的集料或路面再生料，優(yōu)質(zhì)的集料只需供應(yīng)上面層，因而與單層結(jié)構(gòu)相比更具有經(jīng)濟性和環(huán)保性。從長遠的觀點分析，隨著我國對節(jié)約型經(jīng)濟建設(shè)要求的進一步落實，這種路面將越來越凸顯其潛在的應(yīng)用前景。
首先，我國擁有得天獨厚的水泥資源，因此在現(xiàn)有的公路和城市道路路面中，水泥混凝土路面占有相當(dāng)大的比例，隨著近年來我國大型滑模攤鋪機的運用、《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》的編制以及對水泥路面養(yǎng)護新技術(shù)研究的深入，我國的水泥混凝土路面修筑技術(shù)不斷提高，水泥混凝土路面的占比呈上升趨勢。來自國家交通部《2007年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》的統(tǒng)計顯示：截止2007年底，我國有鋪裝路面125.03萬公里，其中水泥混凝土路面84.88萬公里，占有鋪裝路面的67.89%，而從2006年到2004年，其比例分別為64.87%、57.56%、58.22%。在今后的路面修建中，水泥混凝土路面將扮演越來越重要的角色。
其次，當(dāng)前國際原油價格長期高位運行，瀝青價格同比快速上升。2007年普通重交通瀝青價格由2005年的2000元/噸上升至4200元/噸，改性瀝青為5200元/噸，快速上升的成本使瀝青路面的公路建設(shè)受到極大的沖擊，而水泥混凝土路面的成本優(yōu)勢得到進一步顯現(xiàn)。
第三，噪聲大是水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題之一。目前道路交通噪聲，特別是人口密集區(qū)、臨近城市的快速干線、隧道內(nèi)的交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的重要來源。經(jīng)各國的研究證明，道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素，所以通過改善水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的方法來降低路面噪聲是一種行之有效的方法。而露石混凝土路面為我國提供了一種低噪聲優(yōu)質(zhì)路面，將徹底改變水泥混凝土路面高噪聲現(xiàn)象。
第四，從露石混凝土路面的發(fā)展歷史分析，在奧地利等歐洲國家，水泥混凝土路面同樣經(jīng)歷了被視為費用高、噪聲大、維修難的路面而陷于低速發(fā)展的過程，而露石混凝土路面的高性能以及相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展成為推動水泥混凝土路面技術(shù)發(fā)展的動力之一。這一發(fā)展歷程對我國處于起步階段的露石混凝土路面技術(shù)研究具有明顯的借鑒作用。
不過，目前我國露石混凝土路面的推廣仍然存在一些問題，從而制約了它的發(fā)展。其一，國內(nèi)只做了少量嘗試性鋪筑，缺乏系統(tǒng)深入的研究，無法為道路建設(shè)承包商提供成熟的設(shè)計、工藝以及施工設(shè)備；其二，施工費用較高。與傳統(tǒng)混凝土路面施工相比，費用增加主要體現(xiàn)在兩方面：增加一套混凝土攪拌站的購置、運行、占地、運輸、油耗以及人工費用；增加一臺攤鋪機或雙層攤鋪機的購置、維護、油耗、運行以及人工費用。1993年，美國密歇根州在底特律市區(qū)的主要超速干道I75上進行了雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面試驗，根據(jù)美國的報告，雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的造價幾乎是同一工程傳統(tǒng)混凝土路面的兩倍。盡管該項技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，同時若承包商在底層使用低廉的混凝土，其節(jié)省的費用可以彌補添加設(shè)備、人工等造成的多余費用，但總的建造成本仍有可能增加。在國內(nèi)，機械化施工技術(shù)及配套機具仍不完善，主要的施工設(shè)備滑模攤鋪機絕大部分仍從國外進口，造成了購置和使用成本偏高，加之國內(nèi)對舊有路面的再生沒有實施強制性的要求，因而在現(xiàn)階段還無法完全體現(xiàn)露石混凝土路面的優(yōu)勢。
露石混凝土路面(Exposed-Aggregate Cement Concrete Pavement，簡稱EACCP)，也稱“悄聲混凝土路面”（Whisper Concrete Pavement）技術(shù)，是一種將面層混凝土中的粗集料外露,形成粗糙表面路面的方法。通過這種技術(shù)所形成的露石水泥混凝土路面，具有隨機凸起集料的表面,使聲波和壓力波在輪胎花紋下的空隙中自行消散,從而降低了噪聲。與傳統(tǒng)混凝土路面相比，該路面還具有抗滑性好、表面排水性強、反光系數(shù)小等優(yōu)良特性。它的出現(xiàn)拓寬了水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍，為我們提供了一種新型優(yōu)質(zhì)道路路面的修筑方法，被歐美國家譽為頗具應(yīng)用前景的混凝土路面。
露石混凝土路面技術(shù)的原理是在面層水泥混凝土混合料鋪筑完成后，噴灑露石劑并覆蓋塑料膜養(yǎng)生，通過露石劑作用對水泥混凝土表面層進行化學(xué)處理，延緩表面一定厚度水泥砂漿的凝結(jié)，當(dāng)主體混凝土達到一定強度后，刷洗其表面進行表面除漿，露出均勻分布的粗集料。國內(nèi)外試驗研究表明,集料、配合比、露石劑的選擇以及適宜的施工工藝都是成功運用該項技術(shù)的重要因素，其中集料的粒徑越小,噪聲就越低。路面的最佳紋理深度,即集料的外露高度大約為1.5mm。從降噪角度考慮,表面層的骨料一般應(yīng)小于10 mm ,粒徑4～6 mm 為最好。但另一方面, 集料粒徑過小容易脫落,因此粒徑又不能太小。石料要求有棱角、質(zhì)地堅硬、潔凈等,石料磨光值為65,以長時間維持良好的抗滑性能。
2、露石混凝土路面技術(shù)研究與應(yīng)用
在歐洲，環(huán)保一直是一個重要議題。早在上世紀(jì)70年代，許多歐洲國家就已經(jīng)開始研究減小道路噪音的方法。1980年，比利時的道路承包商ROBUCO申請了露石混凝土路面處理技術(shù)的專利，并開始運用于道路的建設(shè)，取得明顯的降噪、抗滑效果。隨后該項技術(shù)的研究應(yīng)用在歐洲、美國、澳大利亞等國家鋪開，目前該項技術(shù)已經(jīng)在比利時、奧地利、德國、荷蘭等歐洲國家得到廣泛的應(yīng)用。
3、露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備
目前修筑的露石混凝土路面，有單層結(jié)構(gòu)，也有雙層結(jié)構(gòu)，其中以雙層路面為多，是露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)。在奧地利，其露石混凝土路面的底層為質(zhì)量較差的原集料或再生料，厚21cm，頂層為4cm厚的高質(zhì)量耐磨集料，表面形成露石紋理。這種結(jié)構(gòu)具有良好的摩擦性，噪音小，節(jié)省集料，歐洲其他國家的雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面基本上與奧地利的類似。
根據(jù)雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面工藝，其主要施工步驟是：鋪筑下層混凝土→上層混凝土鋪筑→噴灑露石劑→覆蓋塑料膜養(yǎng)生→刷洗形成露石表面→第二次養(yǎng)生。
下層和上層混凝土的攤鋪采用“濕接濕”鋪筑，即在攤鋪的下層混凝土還未凝結(jié)硬化時，即鋪筑表層混凝土。以保證兩層間完全粘接。相應(yīng)的主要施工設(shè)備為混凝土攪拌設(shè)備、攤鋪設(shè)備、露石劑噴灑設(shè)備以及露石表面刷洗設(shè)備。在奧地利、德國等歐洲國家，上述路面的施工已經(jīng)全部實現(xiàn)了機械化。其施工配套設(shè)備簡述如下。
混凝土攪拌設(shè)備：
在奧地利，產(chǎn)量200m3/h的連續(xù)式攪拌站常在露石混凝土路面的工程中使用，而在德國，現(xiàn)有高速公路的混凝土翻修的工期通常很短，超過工期，對承包商的懲罰非常嚴(yán)厲。對于這樣一個工程，混凝土需求量為3000m3/d，因此產(chǎn)量100-300m3/h的間歇式攪拌站和產(chǎn)量高達300m3/h的連續(xù)式攪拌站都是常用設(shè)備。
路面攤鋪機設(shè)備：
雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的攤鋪既可同時采用兩臺滑模攤鋪機，也可使用一臺雙層攤鋪機完成。使用雙層攤鋪機在經(jīng)濟上的優(yōu)點如下：
?。?）可以方便地從攤鋪機前面提供第一層和第二層所需的混凝土。同時不會妨礙相鄰車道的交通；
?。?）與使用兩臺機器相比，采用雙層攤鋪所需的運行費用明顯要低；也可以減少設(shè)備投資經(jīng)費及所需操作人員。同時，操作一臺機器比協(xié)調(diào)兩臺機器更容易。
（3）避免了使用兩臺機器時兩種集料可能出現(xiàn)的混淆以及分層問題。
目前德國Wirtgen公司和美國Gomaco公司都開發(fā)了大型雙層水泥混凝土攤鋪機，并在露石混凝土路面施工中得到運用。
Wirtgen的SP1600和SP1500L可以分上下兩層“濕對濕”同步攤鋪兩種不同配合比、不同厚度的水泥混凝土路面。前半部分鋪底層的常規(guī)水泥混凝土，這部分材料由卡車卸在正前方；后半部分在其表面再加鋪單一粒徑“露石面層”，這部分材料由水泥混凝土攪拌罐車從攤鋪機側(cè)前方料斗經(jīng)傳送帶供應(yīng)。Gomaco的GP-4000在原理上與前述設(shè)備基本類似，這兩種設(shè)備都可配置整平、抹平裝置或振動梁，形成所需的面層紋理。
露石劑噴灑養(yǎng)生設(shè)備：
露石劑噴灑設(shè)備緊跟在攤鋪機后面，以便在攤鋪后立即進行噴灑，對混凝土路面進行養(yǎng)生。Wirtgen的TCM系列，Gomaco的T/C系列均可進行養(yǎng)生施工。
露石表面刷洗設(shè)備：
當(dāng)混凝土路面達到一定強度后，使用表面刷洗設(shè)備除掉表面砂漿，形成露石路面。這種設(shè)備具有足夠的動力保證刷頭的旋轉(zhuǎn)速度，從而去掉路面砂漿，同時還具有除塵和灰塵收集功能。其輪胎花紋淺，氣壓低，有一定的寬度以避免破壞路面。
二次養(yǎng)生設(shè)備：
在形成露石混凝土表面后一小時內(nèi)，必須對整個路表面和側(cè)面均勻噴灑養(yǎng)生劑進行二次養(yǎng)生。
4、露石混凝土路面在我國的應(yīng)用前景及面臨的問題
經(jīng)過多年的研究和運用，露石混凝土路面的降噪性、抗滑性、耐久性不斷改善，施工工藝日臻成熟并形成了整套機械化施工設(shè)備，露石混凝土路面技術(shù)在國外眾多國家獲得廣泛應(yīng)用。國內(nèi)目前有關(guān)研究同樣證明了這種路面技術(shù)的先進性。對于雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面，由于底層結(jié)構(gòu)可以使用質(zhì)量較差的集料或路面再生料，優(yōu)質(zhì)的集料只需供應(yīng)上面層，因而與單層結(jié)構(gòu)相比更具有經(jīng)濟性和環(huán)保性。從長遠的觀點分析，隨著我國對節(jié)約型經(jīng)濟建設(shè)要求的進一步落實，這種路面將越來越凸顯其潛在的應(yīng)用前景。
首先，我國擁有得天獨厚的水泥資源，因此在現(xiàn)有的公路和城市道路路面中，水泥混凝土路面占有相當(dāng)大的比例，隨著近年來我國大型滑模攤鋪機的運用、《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》的編制以及對水泥路面養(yǎng)護新技術(shù)研究的深入，我國的水泥混凝土路面修筑技術(shù)不斷提高，水泥混凝土路面的占比呈上升趨勢。來自國家交通部《2007年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》的統(tǒng)計顯示：截止2007年底，我國有鋪裝路面125.03萬公里，其中水泥混凝土路面84.88萬公里，占有鋪裝路面的67.89%，而從2006年到2004年，其比例分別為64.87%、57.56%、58.22%。在今后的路面修建中，水泥混凝土路面將扮演越來越重要的角色。
其次，當(dāng)前國際原油價格長期高位運行，瀝青價格同比快速上升。2007年普通重交通瀝青價格由2005年的2000元/噸上升至4200元/噸，改性瀝青為5200元/噸，快速上升的成本使瀝青路面的公路建設(shè)受到極大的沖擊，而水泥混凝土路面的成本優(yōu)勢得到進一步顯現(xiàn)。
第三，噪聲大是水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題之一。目前道路交通噪聲，特別是人口密集區(qū)、臨近城市的快速干線、隧道內(nèi)的交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的重要來源。經(jīng)各國的研究證明，道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素，所以通過改善水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的方法來降低路面噪聲是一種行之有效的方法。而露石混凝土路面為我國提供了一種低噪聲優(yōu)質(zhì)路面，將徹底改變水泥混凝土路面高噪聲現(xiàn)象。
第四，從露石混凝土路面的發(fā)展歷史分析，在奧地利等歐洲國家，水泥混凝土路面同樣經(jīng)歷了被視為費用高、噪聲大、維修難的路面而陷于低速發(fā)展的過程，而露石混凝土路面的高性能以及相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展成為推動水泥混凝土路面技術(shù)發(fā)展的動力之一。這一發(fā)展歷程對我國處于起步階段的露石混凝土路面技術(shù)研究具有明顯的借鑒作用。
不過，目前我國露石混凝土路面的推廣仍然存在一些問題，從而制約了它的發(fā)展。其一，國內(nèi)只做了少量嘗試性鋪筑，缺乏系統(tǒng)深入的研究，無法為道路建設(shè)承包商提供成熟的設(shè)計、工藝以及施工設(shè)備；其二，施工費用較高。與傳統(tǒng)混凝土路面施工相比，費用增加主要體現(xiàn)在兩方面：增加一套混凝土攪拌站的購置、運行、占地、運輸、油耗以及人工費用；增加一臺攤鋪機或雙層攤鋪機的購置、維護、油耗、運行以及人工費用。1993年，美國密歇根州在底特律市區(qū)的主要超速干道I75上進行了雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面試驗，根據(jù)美國的報告，雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的造價幾乎是同一工程傳統(tǒng)混凝土路面的兩倍。盡管該項技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，同時若承包商在底層使用低廉的混凝土，其節(jié)省的費用可以彌補添加設(shè)備、人工等造成的多余費用，但總的建造成本仍有可能增加。在國內(nèi)，機械化施工技術(shù)及配套機具仍不完善，主要的施工設(shè)備滑模攤鋪機絕大部分仍從國外進口，造成了購置和使用成本偏高，加之國內(nèi)對舊有路面的再生沒有實施強制性的要求，因而在現(xiàn)階段還無法完全體現(xiàn)露石混凝土路面的優(yōu)勢。
