環氧瀝青混凝土橋面鋪裝的效益分析

杜紅艷 文 宜

(1.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710068;2.長安大學 公路學院，710064)

環氧瀝青混凝土具有十分優越的路用性能，是一種理想的橋面鋪筑材料。考慮到國家現有的經濟狀況，使得我們不僅在技術上要有所突破還要考慮到經濟效益，在設計中務必要做到高實用、低造價、耐久性好。選擇一種技術上可行、經濟上合理以及施工方便的方案往往是設計人員和工程技術人員所追求的共同目標，但技術性與經濟性往往是一對矛盾的統一體。因此本研究就環氧瀝青路面的經濟性進行分析，為以后的廣泛推廣應用提供依據。

一 經濟效益分析

公路的建設成本除了包含道路在初期的投資外，還應該包括養護費用以及改建費用等其它后續費用，所以我們在進行工程經濟分析時，還應該分析路面壽命周期內全部過程所發生成本的經濟效益。

1.初期建設中增加的費用

與普通改性瀝青混合料所鋪設的路面相比，采用環氧瀝青混合料鋪設路面所增加的初期費用主要發生在以下幾個方面:材料費用的增加(主要為環氧樹脂費用);人工費用的增加;延長拌和時間增加的拌和費用;拌和機生產率降低增加的費用。

環氧瀝青混合料試驗路全長1.5km，路面寬大約為18.8m，厚度為4cm，普通瀝青混合料相對密度大約為2.5 噸每立方米，那么鋪設1km 瀝青路面所需要的普通瀝青混合料約為:

則環氧瀝青混合料同普通改性瀝青混合料相比，其增加費用如下:

(1)材料費用的增加

材料費用的增加主要是添加環氧樹脂的費用。以普通的SMA 瀝青混合料為參考，油石比按5.5%計算。本次環氧瀝青混合料試驗段采用的最佳油石比為5.5%，SBS 改性瀝青:環氧樹脂(主劑＋固化劑)=78:22，其中主劑:固化劑=61:39。環氧樹脂(主劑＋硬化劑)單價按6 萬元/t 計算，SBS 改性瀝青單位價格按照8000 元/t 計算，則每噸混合料將增加費用約為(60000 元/t-8000 萬元/t)×0.055 ×0.22 =630 元/t。

(2)人工費用的增加

環氧瀝青混合料的施工工藝較普通瀝青混合料沒有較大區別，只是增加了環氧樹脂添加這個施工環節，因此人工費用的增加主要體現在這方面。本次試驗段施工，環氧樹脂的添加采用人力和機械相結合的方式，環氧樹脂的搬運和添加都需要人工進行，考慮到輪崗制，每天需要大約12 名工作人員負責此項工作。工作人員的工資按100/天計算，每天生產1500t 混合料，則毎噸混合料將增加費用約為(12 ×100/天)/1500t=0.8 元/t，與材料費用相比，這部分引起的成本不會太大，故在計算這部分成本時，可視情況不予考慮。

(3)拌和機生產率下降費用

對于普通改性瀝青混合料，每一盤混合料從上料開始干拌到拌和完畢卸料時長為40 秒到50 秒，現添加環氧樹脂后，為保持拌合的均勻性，一般要延長為75s ～80s。5000 型間歇式拌和機生產本次試驗段混合料，普通瀝青混合料正常生產效率為300 噸/小時，拌和成本為35 元/噸～40 元/噸，那么加入環氧樹脂后使間歇式拌和機產量下降了23% ～33%，產量下降為200 噸/小時～230 噸/小時，這樣的話，每噸混合料的拌和成本將增加9 ～13 元，每噸環氧瀝青混合料的拌和成本將提高10 元。在保證拌合均勻性的基礎上，如果適當縮短環氧瀝青混合料拌和的時間，那么環氧瀝青混合料拌和成本將會減小。

(4)攤鋪與碾壓的成本比較

攤鋪機攤鋪速率一定程度上決定了攤鋪碾壓成本，而拌和機的生產能力決定了攤鋪速度，由于拌和機在拌合環氧瀝青混合料時能力有所下降，繼而導致攤鋪碾壓速度下降。若攤鋪的路寬為18.8 米，使用一臺拌和機，每小時可拌合普通混合料300 噸，可攤鋪159m 長4cm 厚的面層;若為環氧瀝青混合料，則產量平均約為220t/h，則每小時可攤鋪117m。這表明，在攤鋪機攤鋪速度降低的情況下，攤鋪碾壓成本會增加。因為攤鋪的速度越慢，攤鋪機對攤鋪層振搗次數也越多，攤鋪層的密實度以及平整度會越好，這種情況是有利于鋪裝效果的，同時攤鋪速度降低導致成本的增加不會太顯著，所以在計算這部分成本的時候，可根據情況決定不予考慮。

通過對以上三種增加費用的分析來看，環氧瀝青混合料與普通瀝青混合料相比，每噸環氧瀝青混合料增加的費用主要為材料費用的增加和拌和機生產率下降費用，總計約為630元/t ＋10 元/t =640 元/t，則此試驗路增加建設費用約為640元/t×1880t/km=120 萬元/km。

2.養護費用

環氧瀝青混合料強度高、韌性好，具有超強的的高溫穩定性、良好的低溫抗裂性，良好的抗疲勞性能和水穩定性能，另外還具有很強的抗化學物質侵蝕的能力，能有效延長道面使用壽命。按照10 年為壽命周期計算，則普通瀝青路面在壽命周期內至少需要大中修一次(有瀝青罩面層情況下)，方可達到壽命周期的使用壽命，因此同環氧瀝青路面相比，在壽命周期內普通瀝青路面會增加養護費用。若瀝青罩面按50 元/m2計，則18.8m 寬的路面每公里將增加罩面費用約為94 萬元/km。另外，采用本項目研究成果也可以節省日常養護費用，養護費用按15.0 元/m2計，則每年節約日常養護費用為15 萬元/km。因而在10 年分析期內，使用本項目研究成果后，每年節約養護維修費用= 24. 4 萬元/km。

經過全壽命周期成本分析，得出使用環氧瀝青混合料作為橋面鋪裝材料，采用 10 年分析期，每年共節約萬元/km，隨著使用年限的延長，可節省費用逐年增加，經濟效益顯著。

因此盡管從初期建設成本來看，環氧瀝青路面的成本較高，但是從項目生命周期的全過程去看，環氧瀝青路面較普通瀝青路面占有一定優勢。

二 社會效益分析

社會效益包括了道路使用者的車輛營運費用、延誤費用、行程時間費用和事故費用等。同環氧瀝青混合料橋面鋪裝相比，普通瀝青路面用戶費用在路面使用后期將因路面使用性能的下降而大大增加，如路況變差，車輛行駛中的燃油、輪胎消耗增加，車輛的保修、折舊以及誤工等費用增加，因養護維修及大中修影響車輛正常行駛，使車輛減速或繞道行駛等，都會導致用戶費用的增加。

同時，國內外大量調查研究發現，由于道路養護維修對交通進行分流管制，一方面會導致交通通行能力顯著下降，影響正常的通行服務;另一方面，由于施工的干擾，極易在分流區誘發交通事故。上述情況的出現，都會極大的影響公路的服務水平，造成惡劣的社會影響。而采用環氧瀝青混合料作為橋面鋪裝后，由于減少了養護維修的次數，避免了施工對正常行車的干擾，降低了交通事故的發生率，具有良好的社會效益。

三 結論

綜上所述，采用本項目研究成果對橋面鋪裝結構和材料進行優化設計，具有經濟環保的社會意義，同時具有良好的經濟和社會效益以及廣闊的推廣應用前景。

［1］呂偉民.國內外環氧瀝青混凝土材料的研究與運用［J］.石油瀝青，1994(3):11 -15.

［2］李喆.國產環氧瀝青防水粘結材料在水泥混凝土橋面應用研究［D］.南京:東南大學，2005.

［3］JTJ001 -97 公路工程技術標準.北京:人民交通出版社，1998.

［4］周偉，王選倉.道路經濟與管理［M］.北京:人民交通出版社，1998.