高模量瀝青混合料改性劑經(jīng)濟(jì)效益分析

李軍代

（上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司，上海市 201210）

0 前言

近些年來廢舊輪胎、脫硫石膏制硫酸鈣晶須已經(jīng)被研究和應(yīng)用于道路工程[1-2]，尤其瀝青混合料路面，取得了極大的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益。課題組前期做了硫酸鈣晶須改性瀝青混合料性能、瀝青硫酸鈣晶須中的熱力學(xué)行為等大量研究工作[3]，并研制出由硫酸鈣晶須、廢舊輪胎膠粉及地溝油等材料組成的高模量瀝青混合料改性劑，不僅較大幅度改善了瀝青混合料，還取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。為此，本文專門計(jì)算與分析了該高模量改性劑在AC-13、SMA-13等瀝青混合料中的經(jīng)濟(jì)成本，并且與PP、PE制高模量瀝青混合料改性的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行了比較。

1 材料價(jià)格與計(jì)算

高模量瀝青混合料改性劑的直接經(jīng)濟(jì)效益分析主要體現(xiàn)在應(yīng)用過程中取代瀝青的節(jié)約成本。表1詳細(xì)列舉了目前膠粉、地溝油、硫酸鈣晶須、70#基質(zhì)瀝青以及SBS等材料型號(hào)及市場(chǎng)均價(jià)。根據(jù)改性瀝青的加工成本，1 t基質(zhì)瀝青加工成SBS改性或復(fù)合改性瀝青的成本在1 000元左右，因此，由表1可知，SBS改性瀝青的市場(chǎng)價(jià)格在5 500元/t左右。

表1 材料、型號(hào)與市場(chǎng)價(jià)格一覽表

根據(jù)膠粉、地溝油、硫酸鈣晶須以及基質(zhì)瀝青比例及市場(chǎng)價(jià)格，也可以計(jì)算出高模量改性基質(zhì)瀝青及改性SBS改性瀝青的價(jià)格如下：

（1）改性基質(zhì)瀝青為：5 266元/t；

（2）改性SBS瀝青為：5 691.55元/t。

顯然，高模量改性基質(zhì)瀝青的價(jià)格要比SBS改性瀝青價(jià)格低，根據(jù)前面的研究成果可知，高模量改性劑改性基質(zhì)瀝青就能夠完全滿足道路性能技術(shù)指標(biāo)要求。

為此，下面將以高模量改性基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青為比較對(duì)象，進(jìn)行AC-13和SMA-13兩種級(jí)配類型的經(jīng)濟(jì)成本作分析。

2 高模量改性劑經(jīng)濟(jì)成本節(jié)省量分析

該課題以1 000 m長(zhǎng)、14 m寬、0.04 m厚試驗(yàn)路段為模型，如圖1所示，進(jìn)行AC及SMA經(jīng)濟(jì)成本節(jié)省量分析。石灰石型AC-13級(jí)配混合料密度一般在2 400 kg/m3左右，輝綠巖型SMA-13級(jí)配的混合料密度一般分別為2 360 kg/m3，因此計(jì)算出長(zhǎng)1 000 m、寬14 m、厚0.04 m試驗(yàn)路段模型AC-13以及SMA-13瀝青混合料用量分別為1 344 t和 1 321.6 t。

圖1 瀝青混合料試驗(yàn)路段模型

2.1 AC-13經(jīng)濟(jì)成本分析

主要考察、計(jì)算并比較分析AC-13級(jí)配類型的膠粉改性基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青，以及高模量改性劑改性基質(zhì)瀝青混合料的經(jīng)濟(jì)成本。參照有關(guān)規(guī)范中有關(guān)高模量改性基質(zhì)瀝青混合料、膠粉改性瀝青混合料，以及SBS改性瀝青混合料的用油量，分別為5.3%，5.3%，4.8%；采用石灰?guī)r集料。瀝青、改性劑的比例及單價(jià)見表2所列，此外石灰石的價(jià)格為70元/t。

表2 瀝青、改性劑的比例與單價(jià)一覽表

結(jié)合表2，按照公式：Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×(價(jià)格+加工費(fèi)）]，可以分別計(jì)算出各種類型膠結(jié)料AC-13級(jí)配的成本。

2.1.1 膠粉改性

Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×(瀝青比例×單價(jià)+膠粉比例×單價(jià)+加工費(fèi)）]=1344×[94.7%×70+5.3%（82%×4500+18%×3100+1000）]=462 919（元）

2.1.2 SBS改性

Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×（瀝青比例×單價(jià)+SBS比例×單價(jià)+加工費(fèi)）]=1344×（95.2%×70+4.8%×（96.3%×4500+3.7%×16000+1000）]=471 830（元）

2.1.3 高模量改性

Y=混合料總量×{集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×[瀝青比例×單價(jià)+改性劑比例×（膠粉比例×單價(jià)+地溝油×單價(jià)+硫酸鈣晶須×單價(jià)）+加工費(fèi)]}=1344×{94.7%×70+5.3%×[82%×4500+0.18%×（75%×3100+12.5%×4000+12.5%×3000）+1000]}=464 201（元）

由上面的計(jì)算可知，1 km長(zhǎng)AC-13級(jí)配路面，高模量改性與膠粉改性瀝青混合料的成本相當(dāng)，而較SBS改性要少近8 000元，且性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料。

2.2 SMA-13經(jīng)濟(jì)成本分析

高模量改性SMA-13瀝青混合料用油量為6.5%，SBS改性瀝青為5.8%，且SBS改性瀝青混合料需用0.3%木質(zhì)素纖維，路用木質(zhì)素纖維價(jià)格在3 500～10 000元/t之間。采用的集料為輝綠巖，市場(chǎng)價(jià)在110元/t左右。

2.2.1 SBS改性

Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×（瀝青比例×單價(jià)+SBS比例×單價(jià)+加工費(fèi)）+木質(zhì)素纖維比例×單價(jià)]=1321.6×[93.9%×110+5.8%×（96.3%×4500+3.7%×16000+1000）+0.3%×3500]=729 351（元）

2.2.2 高模量改性

Y=混合料總量×{集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×[瀝青比例×單價(jià)+改性劑比例×（膠粉比例×單價(jià)+地溝油×單價(jià)+硫酸鈣晶須×單價(jià)+加工費(fèi)）]}=1321.6×{93.5%×110+6.5%×[82%×4500+0.18%×（75%×3100+12.5%×4 000+12.5%×3000+1000）]}=517 856（元）

顯然，較SBS改性瀝青，高模量改性劑改性瀝青在SMA級(jí)配中的優(yōu)勢(shì)更加明顯，1km路面能節(jié)省逾20萬元。

3 PP與PE型高模量外摻劑的經(jīng)濟(jì)成本分析

選擇與SBS改性相同的級(jí)配、用油量及模型，分別計(jì)算PE和PP型高模量外摻劑改性瀝青混合料的經(jīng)濟(jì)成本。外摻劑摻量為混合料的0.3%[4]。

3.1 AC-13

Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×（瀝青比例×單價(jià)+SBS比例×單價(jià)+加工費(fèi)）+外摻劑×單價(jià)]=1344×[94.9%×70+4.8%×（96.3%×4500+3.7%×16000+1000）+0.3%×12000（或11300）]=519 932（或517 109）（元）

3.2 SMA-13

Y=混合料總量×[集料比例×單價(jià)+膠結(jié)料比例×（瀝青比例×單價(jià)+SBS比例×單價(jià)+加工費(fèi)）+木質(zhì)素纖維比例×單價(jià)+外摻劑×單價(jià)]=1321.6×[93.6%×110+5.8%（96.3%×4500+3.7%×16000+1000）+0.3%×3500+0.3%×12000(或 11300)]=651 732（或648 429元）

顯然，無論AC級(jí)配還是SMA級(jí)配，PP或PE型高模量外摻劑的經(jīng)濟(jì)成本均高于高模量瀝青混合料改性劑。

4 總結(jié)

通過計(jì)算與分析本文介紹的高模量瀝青混合料改性劑在不同級(jí)配類型瀝青混合料中的經(jīng)濟(jì)效益成本，以及國(guó)內(nèi)常用型PP或PE高模量外摻劑的經(jīng)濟(jì)成本，發(fā)現(xiàn)該高模量瀝青混合料改性劑對(duì)SBS改性、膠粉改性、PP或PE類改性瀝青混合料保持著較為明顯的經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)。尤其對(duì)于常規(guī)應(yīng)用的熱拌SBS改性瀝青混合料，可以總結(jié)為以下兩點(diǎn)：

（1）在AC級(jí)配中，高模量改性量混合料經(jīng)濟(jì)成本與膠粉改性相當(dāng)，略優(yōu)于SBS改性瀝青混合料；

（2）在SMA級(jí)配中，高模量改性瀝青混合料無需使用木質(zhì)素纖維，對(duì)需使用木質(zhì)素纖維的SBS改性瀝青混合料保持著較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

[1]白木，周潔.生產(chǎn)膠粉：廢舊輪胎回收利用的方向[J].原材料，2003，3（4）：12-16.

[2]賴增成，劉克，楊錫武，楊大田.廢舊塑料改性瀝青性能研究[J].Journal of Shandong University of Science and Technology-Natural Science，2010，29（5）：73-77.

[3]李軍代.硫酸鈣晶須在瀝青路面應(yīng)用的系統(tǒng)性研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，30（6）：72-77.

[4]劉云全.高模量瀝青混凝土應(yīng)用技術(shù)研究[R].沈陽：遼寧省交通科學(xué)研究院，2007.