环氧沥青混凝土桥面铺装的效益分析

2013-11-07杜红艳

河南科技 2013年12期

杜红艳文宜

(1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710068;2.长安大学公路学院，710064)

环氧沥青混凝土具有十分优越的路用性能，是一种理想的桥面铺筑材料。考虑到国家现有的经济状况，使得我们不仅在技术上要有所突破还要考虑到经济效益，在设计中务必要做到高实用、低造价、耐久性好。选择一种技术上可行、经济上合理以及施工方便的方案往往是设计人员和工程技术人员所追求的共同目标，但技术性与经济性往往是一对矛盾的统一体。因此本研究就环氧沥青路面的经济性进行分析，为以后的广泛推广应用提供依据。

一经济效益分析

公路的建设成本除了包含道路在初期的投资外，还应该包括养护费用以及改建费用等其它后续费用，所以我们在进行工程经济分析时，还应该分析路面寿命周期内全部过程所发生成本的经济效益。

1.初期建设中增加的费用

与普通改性沥青混合料所铺设的路面相比，采用环氧沥青混合料铺设路面所增加的初期费用主要发生在以下几个方面:材料费用的增加(主要为环氧树脂费用);人工费用的增加;延长拌和时间增加的拌和费用;拌和机生产率降低增加的费用。

环氧沥青混合料试验路全长1.5km，路面宽大约为18.8m，厚度为4cm，普通沥青混合料相对密度大约为2.5 吨每立方米，那么铺设1km 沥青路面所需要的普通沥青混合料约为:

则环氧沥青混合料同普通改性沥青混合料相比，其增加费用如下:

(1)材料费用的增加

材料费用的增加主要是添加环氧树脂的费用。以普通的SMA 沥青混合料为参考，油石比按5.5%计算。本次环氧沥青混合料试验段采用的最佳油石比为5.5%，SBS 改性沥青:环氧树脂(主剂＋固化剂)=78:22，其中主剂:固化剂=61:39。环氧树脂(主剂＋硬化剂)单价按6 万元/t 计算，SBS 改性沥青单位价格按照8000 元/t 计算，则每吨混合料将增加费用约为(60000 元/t-8000 万元/t)×0.055 ×0.22 =630 元/t。

(2)人工费用的增加

环氧沥青混合料的施工工艺较普通沥青混合料没有较大区别，只是增加了环氧树脂添加这个施工环节，因此人工费用的增加主要体现在这方面。本次试验段施工，环氧树脂的添加采用人力和机械相结合的方式，环氧树脂的搬运和添加都需要人工进行，考虑到轮岗制，每天需要大约12 名工作人员负责此项工作。工作人员的工资按100/天计算，每天生产1500t 混合料，则毎吨混合料将增加费用约为(12 ×100/天)/1500t=0.8 元/t，与材料费用相比，这部分引起的成本不会太大，故在计算这部分成本时，可视情况不予考虑。

(3)拌和机生产率下降费用

对于普通改性沥青混合料，每一盘混合料从上料开始干拌到拌和完毕卸料时长为40 秒到50 秒，现添加环氧树脂后，为保持拌合的均匀性，一般要延长为75s ～80s。5000 型间歇式拌和机生产本次试验段混合料，普通沥青混合料正常生产效率为300 吨/小时，拌和成本为35 元/吨～40 元/吨，那么加入环氧树脂后使间歇式拌和机产量下降了23% ～33%，产量下降为200 吨/小时～230 吨/小时，这样的话，每吨混合料的拌和成本将增加9 ～13 元，每吨环氧沥青混合料的拌和成本将提高10 元。在保证拌合均匀性的基础上，如果适当缩短环氧沥青混合料拌和的时间，那么环氧沥青混合料拌和成本将会减小。

(4)摊铺与碾压的成本比较

摊铺机摊铺速率一定程度上决定了摊铺碾压成本，而拌和机的生产能力决定了摊铺速度，由于拌和机在拌合环氧沥青混合料时能力有所下降，继而导致摊铺碾压速度下降。若摊铺的路宽为18.8 米，使用一台拌和机，每小时可拌合普通混合料300 吨，可摊铺159m 长4cm 厚的面层;若为环氧沥青混合料，则产量平均约为220t/h，则每小时可摊铺117m。这表明，在摊铺机摊铺速度降低的情况下，摊铺碾压成本会增加。因为摊铺的速度越慢，摊铺机对摊铺层振捣次数也越多，摊铺层的密实度以及平整度会越好，这种情况是有利于铺装效果的，同时摊铺速度降低导致成本的增加不会太显著，所以在计算这部分成本的时候，可根据情况决定不予考虑。

通过对以上三种增加费用的分析来看，环氧沥青混合料与普通沥青混合料相比，每吨环氧沥青混合料增加的费用主要为材料费用的增加和拌和机生产率下降费用，总计约为630元/t ＋10 元/t =640 元/t，则此试验路增加建设费用约为640元/t×1880t/km=120 万元/km。

2.养护费用

环氧沥青混合料强度高、韧性好，具有超强的的高温稳定性、良好的低温抗裂性，良好的抗疲劳性能和水稳定性能，另外还具有很强的抗化学物质侵蚀的能力，能有效延长道面使用寿命。按照10 年为寿命周期计算，则普通沥青路面在寿命周期内至少需要大中修一次(有沥青罩面层情况下)，方可达到寿命周期的使用寿命，因此同环氧沥青路面相比，在寿命周期内普通沥青路面会增加养护费用。若沥青罩面按50 元/m2计，则18.8m 宽的路面每公里将增加罩面费用约为94 万元/km。另外，采用本项目研究成果也可以节省日常养护费用，养护费用按15.0 元/m2计，则每年节约日常养护费用为15 万元/km。因而在10 年分析期内，使用本项目研究成果后，每年节约养护维修费用= 24. 4 万元/km。

经过全寿命周期成本分析，得出使用环氧沥青混合料作为桥面铺装材料，采用 10 年分析期，每年共节约万元/km，随着使用年限的延长，可节省费用逐年增加，经济效益显著。

因此尽管从初期建设成本来看，环氧沥青路面的成本较高，但是从项目生命周期的全过程去看，环氧沥青路面较普通沥青路面占有一定优势。

二社会效益分析

社会效益包括了道路使用者的车辆营运费用、延误费用、行程时间费用和事故费用等。同环氧沥青混合料桥面铺装相比，普通沥青路面用户费用在路面使用后期将因路面使用性能的下降而大大增加，如路况变差，车辆行驶中的燃油、轮胎消耗增加，车辆的保修、折旧以及误工等费用增加，因养护维修及大中修影响车辆正常行驶，使车辆减速或绕道行驶等，都会导致用户费用的增加。

同时，国内外大量调查研究发现，由于道路养护维修对交通进行分流管制，一方面会导致交通通行能力显著下降，影响正常的通行服务;另一方面，由于施工的干扰，极易在分流区诱发交通事故。上述情况的出现，都会极大的影响公路的服务水平，造成恶劣的社会影响。而采用环氧沥青混合料作为桥面铺装后，由于减少了养护维修的次数，避免了施工对正常行车的干扰，降低了交通事故的发生率，具有良好的社会效益。