厂拌再生技术经济效益分析
2022-10-21钟献科
钟献科
(广东省南粤交通清云高速公路管理处,广东肇庆 526253)
0 引言
沥青路面厂拌再生技术是将铣刨的旧沥青混凝土(简称RAP 料),添加新集料与沥青,重新拌和成为再生沥青混合料。再生技术可使用RAP 料,可节约大量的原材料,减少工程造价。厂拌再生技术由于良好的经济效益和社会效益,在养护工程与改扩建工程中的应用越来越广泛。对不同再生技术的经济效益与环境效益并没有统一的计算与分析,决策过程中面对不同的再生技术无法进行选择,本文针对厂拌热再生与厂拌冷再生技术进行经济分析,为再生技术的决策选择提供数据支撑。
RAP 成本因省份不同而不同,结合广东省再生技术情况,考虑广东用地资源紧张情况以及废弃物费用情况,本文将热再生的RAP 成本定为40 元/t。本文通过计算厂拌热再生与厂拌冷再生的原材料、机械与人工的费用情况,分析比较不同再生技术的经济效益。
1 原材料费用
厂拌热再生是将RAP 料筛分成档,根据不同路面结构性能要求,分别进行配比设计,确定RAP 料、再生剂、沥青与集料的比例,然后使用特殊拌和设备拌和形成新的沥青混合料,用常规方法铺筑形成沥青路面的再生技术。由于技术限制,目前RAP 料掺量仅可达到20%~30%,过高的掺量需要专项设计与施工。
厂拌冷再生技术是将RAP 料筛分成档,以一定的比例与新集料、乳化沥青、水常温拌和,常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。厂拌冷再生技术可实现100%RAP 料利用,但其路用性能相对于厂拌热再生技术有一定程度的下降,一般仅用于道路结构基层,并且其强度形成需要3~7d 的时间。虽然厂拌冷再生技术可实现RAP 料的完全利用,在工程项目中得到广泛的使用,但RAP 料的利用属于低价值利用,无法对优质资源充分利用。
对普通沥青混合料、厂拌热再生沥青混合料与厂拌冷再生沥青混合料进行比对分析,配合比设计以及原材料单价见表1,其中厂拌热再生沥青混合料RAP料掺量为25%,厂拌冷再生沥青混合料RAP 料掺量为78.5%。
表1 沥青混合料掺配比例
根据公路工程预算定额的规定,分别计算生产1t普通沥青混合料、厂拌热再生沥青混合料与厂拌冷再生沥青混合料原材料费用,计算结果见图1 与表2。
表2 原材料费用计算结果
图1 原材料费用计算结果
由图1 可知,普通沥青混合料由于碎石、沥青费用较高,导致原材料费用较高。热再生沥青混合料原材料费用较普通沥青混合料节省99.2 元,成本节约率达33%。冷再生沥青混合料使用了较高的RAP 料,原材料费用最少,原材料较普通沥青混合料节省159.1 元,成本节约率达53%。
2 机械费用
不同施工阶段的机械费用由不变费用(设备维修、折旧费)和可变费用(燃油)组成。厂拌沥青混合生产机械费用计算结果见表3。其中,RAP 料成本已经包含旧路铣刨、运输、筛分等成本,因此机械费用不作重复计算。
表3 每吨热再生沥青混合料的机械费用
计算不同生产阶段的不变费用、可变费用之和,得到不同生产阶段的机械费用,见表4。由表4 可知,拌和阶段机械费用占比最高。
表4 每吨热再生建设阶段的机械费用比
厂拌热再生技术设备成本相对较高,并且占地面积大,考虑设备问题,结合已有研究成果,普通沥青混合料生产机械费用减少10 元/t,即普通沥青混合料生产机械费用为88.02 元/t。厂拌冷再生沥青混合料机械费用计算结果见表5。
表5 每吨冷再生沥青混合料的机械费用比
由图2 可知,厂拌热再生与冷再生机械费用运输与铺筑工序费用相同。由于厂拌热再生使用沥青拌和楼,而厂拌冷再生技术使用水稳拌和楼,拌和费用差距较大,最终导致厂拌热再生与厂拌冷再生存在机械费用明显差异。
图2 机械费用计算结果
3 人工管理费用
按照《公路工程预算定额》(JTG/T 3832—2018)计算厂拌热再生沥青混合料人工费用,计算结果见表6。冷再生沥青混合料与热再生沥青混合料人工管理费用一致,而普通沥青混合料不需要旧路处理,因此普通沥青混合料较再生沥青混合料少投入2.1 元/t 的人工管理费。
表6 每吨再生沥青混合料人工管理费
4 经济性分析
对两种再生技术进行详细的成本计算,结果见表7。
表7 每吨总成本对比分析
从表7 可以看出,厂拌冷再生的综合单价最低,与同级配的普通热拌沥青混合料相比,降幅达到60%。厂拌热再生综合单价较普通热拌沥青混合料相比,降幅仅为22%。两者差异来源于RAP 掺量以及拌和工艺两方面,一方面热再生掺量仅为25%,冷再生掺量可达78.5%;另一方面热再生使用沥青拌和楼拌和,而冷再生混合料使用水泥稳定碎石拌和楼即可。从经济效益分析,厂拌冷再生技术具有较大的优势,可以有效降低建设成本。
厂拌热再生技术几乎适用于所有路面结构,但旧料利用率不高,目前仅为20%~30%,并且对拌和设备要求较高,投资较高,相对普通沥青混合料成本节约率较低。虽然旧料使用率不高,但厂拌热再生混合料性能较好,基本与普通沥青混合料性能一致,体现RAP 料高值利用的优势。因此,厂拌热再生技术得到了养护与改扩建项目广泛应用。厂拌冷再生旧料使用率可达70%~100%,对拌和设备要求较低,投资相对较少,相对普通沥青混合料成本节约率较高,因而该种再生方式最大的优点是价格便宜、节能环保,所以厂拌冷再生具有良好的经济效益和环境效益。但冷再生混合料质量无法达到普通沥青混合料的质量标准,并且需要养生3~7d,养护工程使用局限性较大,对改扩建工程将造成一定程度的施工组织困难。同时,对于高速公路而言,优质旧沥青混合料如果仅仅作为基层的骨料,其利用效率是比较低的。
5 结论
本文通过比较分析厂拌热再生技术、厂拌冷再生技术与普通沥青混合料的经济效益,得到以下结论:
第一,厂拌热再生技术可有效降低沥青路面成本,但由于其RAP 掺量较少,仅可小幅度减少路面成本。
第二,由于RAP 掺量高,厂拌冷再生技术可大幅度减少沥青路面成本。