高瀝青價格下的水泥路面與瀝青路面路用經(jīng)濟性能比較

1、瀝青價格下的水泥路面與瀝青路面路用經(jīng)濟性能比擬2007-7-14 14:09:18 來源：?陜西公路造價?2006年第4期總第56期 摘要：作為公路工程重要組成局部的瀝青路面工程，近兩年受市場瀝青供需矛盾的影響較大。本文從分析瀝青價格上漲原因入手，對公路水泥路面和瀝青路面的路用性能、建設(shè)造價、養(yǎng)護費用、車輛運營費用以及社會效益進行了分析，提出了在時下瀝青價格居高不下的情況下，應(yīng)大力推薦修筑水泥混凝土路面的觀點。關(guān)鍵詞：水泥路面；瀝青路面；經(jīng)濟性能；比擬分析我國經(jīng)濟的繁榮興盛促進了公路特別是高速公路建設(shè)的快速開展?！笆晃迤陂g，我國公路總量繼續(xù)增長，截止2005年底，全國公路通車總里程達193.

2、0543萬公里，等級公路159.1791萬公里，高速公路占4.1005萬公里，居世界第二位；甘肅省現(xiàn)有公路通車里程為4.133萬公里，其中等級公路3.2792萬公里，而高速公路占1006公里，突破1000公里大關(guān)。按?公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JTGB01-2003)規(guī)定，各級公路均可鋪筑瀝青混凝土或水泥混凝土路面，只有四級公路才允許鋪砂石路面。路面質(zhì)量的好壞直接影響車輛的行駛速度、運輸本錢、平安和舒適，路面質(zhì)量對發(fā)揮整個公路運輸?shù)慕?jīng)濟、社會效益具有十分重要的意義。在高速公路路面結(jié)構(gòu)選擇的討論中，一般認為從行車舒適和便于維修角度考慮應(yīng)選擇瀝青混凝土路面，但從能源和工程造價考慮應(yīng)選擇水泥混凝土路面。高

3、等級公路路面工程費用占總投資的2035，路面工程中材料費占路面工程費用的7075，其中瀝青費用占材料費的3540，即瀝青費用占工程總投資額的510，因而瀝青價格對瀝青路面工程造價影響很大。隨著我國經(jīng)濟的迅速開展，公路交通量增大，重型運輸車輛的比重越來越大，這對公路路面結(jié)構(gòu)強度和使用性能提出了更高的要求。水泥混凝土路面適應(yīng)了這種需求，具有抗壓強度與抗彎拉強度高，使用壽命長，溫度穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生塑性變形，養(yǎng)護費用低等優(yōu)點，但車輛行駛噪音大、平穩(wěn)性較差、路面破損后修補困難。1瀝青價格不斷上漲的原因分析及瀝青路面對環(huán)境的影響1.1受國際原油價格上漲影響。我國作為世界第二大石油消費大國，受全球需求增加

4、、主要產(chǎn)油國局勢不穩(wěn)定、美元貶值、自然災(zāi)害、突發(fā)事件、基金操作等因素的影響，2003年以來隨著國際石油價格的持續(xù)攀高，高等級公路瀝青路面建設(shè)所用的道路瀝青價格也越來越高。國際上原油價格曾一度突破70美元桶，上漲幅度近3倍，作為原油的直接產(chǎn)品，瀝青價格上漲幅度也與原油接近。2004年至2005年底，普通重交瀝青價格由2000元噸上漲至4000元噸，2006年7月上漲到4500元噸，且仍有上漲的可能，上漲幅度超過了2倍。如此高昂的瀝青價格，對我國近14量依靠進口瀝青鋪筑的的高等級公路建設(shè)帶來了極為不利的影響，據(jù)有關(guān)部門的不完全統(tǒng)計，2005年底完工的高速公路瀝青路面工程，由于瀝青價格上漲，其花費大

5、大超過預(yù)算。即使如此，許多方案完工的路段，也因無法保證瀝青供給而未能按時完成通車。1.2瀝青屬稀缺不可再生資源，市場需求量大。瀝青作為稀缺不可再生資源，不僅表現(xiàn)在當(dāng)前國際油價的飆升和劇烈波動上，它作為土木、水利、礦山和建筑等工程的主要材料，社會需求量也相當(dāng)大。我國瀝青總產(chǎn)量的一半用于其它土木建筑工程，不可能因為修建瀝青路面而讓其他行業(yè)削減防水瀝青的用量。我國道路瀝青主要用于公路、市政道路、和機場等工程的建設(shè)上，其中公路建設(shè)是道路瀝青的最主要消耗領(lǐng)域。公路建設(shè)的快速開展帶動了道路瀝青市場消費的迅速增長，2004年全國道路瀝青市場消費量突破1000萬噸，2005年消費量黃?100萬噸，預(yù)計“十一五

6、期間我國道路瀝青需求量為12001300萬噸。更為嚴重的是按有關(guān)專家預(yù)測，未來510年中，世界原油產(chǎn)量將會到達顛峰值。而原油的需求量會隨著中國、印度等開展中國家經(jīng)濟迅速增長依然相當(dāng)旺盛，在供不應(yīng)求的條件下保持高價位是必然趨勢。不僅如此，在未來30年里，世界原油資源也將消耗怡盡，到時將無瀝青供我們建造瀝青路面。從目前經(jīng)濟運行的態(tài)勢和全球原油布局看，“十一五期間國際原油價格仍持續(xù)走高。高油價下我國道路瀝青市場形勢嚴峻，原油價格持續(xù)走高必將導(dǎo)致瀝青價格的上漲，需求量大而供給缺乏，供需矛盾將日益突出。1.3瀝青路面對環(huán)境的影響。眾所周知，瀝青是一種不易自然分解和降解的物質(zhì)，其自然分解和降解的需幾十年，

7、瀝青路面使用過程中對周圍的土地、地下水等會造成污染，國際綠色環(huán)保組織反對大量修建瀝青路面。如瀝青加熱及攪拌鋪設(shè)過程中產(chǎn)生的瀝青煙氣含有大量的有毒有害物質(zhì)，對操作人員、對區(qū)域環(huán)境空氣將產(chǎn)生一定的影響，對周圍居民的身體健康將造成一定的損害；降雨沖刷路面產(chǎn)生的大量路面徑流污水；瀝青及基煙氣對皮膚粘膜具有刺激性，有光毒和致腫瘤作用，接觸瀝青的主要皮膚易得光毒性皮炎、黑變病、職業(yè)性痤瘡、疣狀贅生物及事故引起的熱燒傷等。2水泥與瀝青路面路用性能比擬 普通瀝青混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題主要有兩點：(1耐久性差。目前國內(nèi)瀝青混凝土路面較長的使用壽命為812年，普遍短于設(shè)計使用壽命1520年，而且因自然

8、環(huán)境和運行狀況不良，有的路面甚至35年即需要整體翻修改造。(2)路面的早期破壞嚴重。有的新路開通后短的23年、長的68年就出現(xiàn)坑槽、開裂、車轍、抗滑性能缺乏等病害而需要維修。自20世紀80年代以來，我國雖然在公路設(shè)計、施工、原材料等方面，水平上有了很大的提高，但公路路面仍然經(jīng)常發(fā)生不少早期破壞現(xiàn)象。除設(shè)計和施工方面的原因以外，主要外因是交通量增長過快，重載、超載嚴重，使道路長期處于超負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)；主要內(nèi)因是材料(瀝青、骨料等)性能差，導(dǎo)致路面抵抗拉應(yīng)力(如冷熱、干濕的脹縮應(yīng)力、荷載彎拉與疲勞應(yīng)力、反射裂縫的擴張應(yīng)力等)、剪應(yīng)力、滲水和粘結(jié)老化等能力相對缺乏。由于上述原因產(chǎn)生的不良后果是令人震驚

9、的，即使采用重交通道路瀝青和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混合骨料及級配下，路面也難以承受目前道路運輸?shù)默F(xiàn)狀。 2.2改性瀝青和SMA技術(shù)的缺乏。公路部門為了解決這些嚴重又緊迫的問題，在學(xué)習(xí)國外先進經(jīng)驗的根底上采取了一些措施和方法，摸索出一些成功的經(jīng)驗，其中使用最多的是改性瀝青與SMA路面兩項新技術(shù)。例如北京市公路局將其用在“國門第一路(首都機場路)、“國航第一道(首都機場跑道)、“中華第一街(長安街)的建設(shè)和改造中，取得了良好使用效果和經(jīng)濟效益，兩項技術(shù)同時采用那么效果好。但改性瀝青和SMA路面兩項新技術(shù)用于公路工程時仍存在缺陷：(1)它需要的專用設(shè)備和材料(優(yōu)質(zhì)骨科、改性劑、填料)一般地區(qū)難以具備，而且一次性

10、投資較大，其要求的施工技術(shù)也比目前常規(guī)做法難度大。(2)隨著近期國內(nèi)外石油價格的上漲，兩項新技術(shù)原已較高的本錢又將增加。按1998年物價計算，SMA路面每公里本錢需增加9?7萬元，假設(shè)與改性瀝青同時應(yīng)用那么每公里約增加38.8萬元，費用增加多少與是否采用國外原料、加工設(shè)備和不同改性劑有關(guān)。長期以來，進口道路瀝青以高于國際市場近2倍價格輸入我國而牟取了暴利。例如在美國、新加坡等國家的瀝青價格約90美元噸，而在我國的銷售價格為135美元噸。我國近年來道路瀝青年產(chǎn)量在220萬噸以上，在數(shù)量和質(zhì)量上與實際需求都有很大差距，導(dǎo)致進口瀝青仍然有增無減。因此這兩項新技術(shù)在我國也只是在高速公路、高等級公路重要

11、路段、交叉口、停車場、立交橋、機場等使用，還不能像興旺國家那樣普遍使用。(3)從增加路面抗裂、防滲、隔離、擴散的機理來說，過分依賴于增加瀝青結(jié)合料的彈性和粘結(jié)力，以及增大骨料強度與減少混合料孔隙率的方法并不是最優(yōu)的。因為瀝青結(jié)合料的改性能使其抗拉、抗剪的力學(xué)性能增加，但幅度終究不會太高；高強骨料也不是各地區(qū)均有；混合料孔隙率的降低已近極限，而且在骨科和結(jié)合料之間的界面總會因材料的物理和力學(xué)性質(zhì)的差異而不可防止地出現(xiàn)滲水通道?另外其對路基承載能力的改善也無能為力，反而要求更高。(4)瀝青材料本身的日曬老化、高溫軟化、低溫脆化、沖擊疲勞等問題還有待解決。水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題主要有

12、兩點：噪聲大。隨著交通運輸事業(yè)的開展，道路交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的最重要來源。由于傳統(tǒng)水泥混凝土路面的噪聲比普通瀝青路面略高，所以很多國家對新建道路已經(jīng)明確規(guī)定，禁止使用普通水泥混凝土路面，但道路的外表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。如露石混凝土路面和無細集料混凝土。露石混凝土路面是一種將面層混凝土中的粗集料外露，形成非光滑外表的路面。它采用暴露混凝土粗集料取代了傳統(tǒng)水泥混凝土采用刷毛和劃槽的外表處理方式。露石混凝土路面比一般刷毛混凝土路面降低約3dB的噪聲，甚至比熱壓瀝青混凝土更安靜。據(jù)調(diào)查，露石混凝土路面的降噪效果大

13、致相當(dāng)于不改變道路外表特征的情況下，車流量降低一半的降噪效果。無細集料混凝土是用水泥和水作結(jié)合料，將單一粒徑的粗集料粘結(jié)而形成混凝土。如同多孔性瀝青路面一樣，無細集料混凝土由開級配的粗集料組成，它的結(jié)構(gòu)不同于通常的密級配或半密級配水泥混凝土，而屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)的開級配，具有噪聲低、排水快等特點。(2) 路面接縫多。水泥混凝土路面面板上設(shè)有縱向和橫向接縫兩種?？v向接縫是與路線中心線平行的接縫，一般有縱向縮縫和縱向施工縫。橫向接縫是與行車方向垂直的接縫，一般有橫向縮縫、橫向脹縫和橫向施工縫三種。接縫的存在，使混凝土板變得不連續(xù)，荷載的傳遞在接縫處產(chǎn)生相當(dāng)大的變化，尤其是當(dāng)行車荷載剛好作用于接縫處時

14、，其輪載的作用主要集中于板的兩側(cè)邊緣及傳力桿上，對板的破壞性極大，當(dāng)輪載反復(fù)作用時，縫兩側(cè)的板邊緣及傳力桿易遭受破壞。如果接縫處理不好或遭到破壞，就會發(fā)生接縫處滲水及漏水等，進而造成基層局部強度變?nèi)酰瑢?dǎo)致板底應(yīng)力發(fā)生變化，使混凝土板產(chǎn)生錯臺、唧泥，甚至斷板等破壞。高速公路瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面路用性能比擬見下表1-1。 3新建高等級公路水泥與瀝青路面造價比擬根據(jù)甘肅近幾年已完工和在建的高等級公路造價資料統(tǒng)計，瀝青混凝土路面造價占公路總造價的1/41/3，且養(yǎng)護過程的維修經(jīng)費也大局部用于路面。3.1相同路面基層、底基層、墊層結(jié)構(gòu)及厚度下，水泥與瀝青路面面層造價。引用某工程工程資料中在路面

15、基層、底基層、墊層結(jié)構(gòu)及厚度相同條件下；瀝青混凝土路面面層結(jié)構(gòu)為：中粒式瀝青混凝土4cm+中粒式改性瀝青混凝土6cm+粗粒式瀝青混凝土8cm，粘層油2層，透層油層；水泥混凝土路面面層結(jié)構(gòu)為：C30水泥混凝土26cm，板塊尺寸為500400cm；兩種路面每平方米、每厘米厚度的單價分析比照方下：瀝青未漲價前(價格為2400元/t)，瀝青混凝土為6.30元/m2cm；瀝青漲價后(價格為4000元/t)，瀝青混凝土8.26元/m2cm；瀝青漲價后(價格為4500元/t)，瀝青混凝土為8.54元/m2cm；瀝青漲價后(SBS改性瀝青價格為5300元/t)，瀝青混凝土為9.20元/m2cm；瀝青漲價后(S

16、BS改性瀝青價格為5300元/t且采用防滑料)，瀝青混凝土為10.56元/m2cm；C30水泥混凝土面板(水泥價格為300元/t)，水泥混凝土為3.60元/m2cm；對普通瀝青混凝土路面和普通水泥混凝土路面，當(dāng)瀝青價格為4000元/t、水泥價格為300元/t時，26cm厚水泥混凝土路面造價與11?3cm瀝青混凝土路面造價持平。3.2 甘肅省三條高等級公路瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面比擬見以下表21、22、31、32、41、42。表中路面結(jié)構(gòu)由“甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院提供并驗算。造價比照計算過程中，依據(jù)交通部交工發(fā)1996612號?公路根本建設(shè)工程概算、預(yù)算編制方法?、交工發(fā)199265號?

17、公路工程預(yù)算定額?、交公路發(fā)1996610號?公路工程機械臺班費定額?和省廳甘交建20041號文?甘肅省執(zhí)行交通部一九九六年公路根本建設(shè)工程投資估算、概算、預(yù)算編制方法補充規(guī)定?、甘交建20042號?甘肅省公路工程預(yù)算補充定額?(2004修訂版)以及我站2005年12月公布的?甘肅公路工程造價信息?(2005-2)，地材只計自采加工的費用(未含運輸費用)、瀝青采用克拉瑪依出廠價3150元/t，水泥供給價為222289元/t，改性瀝青在出廠價根底上增加1000元/t的改性加工費用，并在瀝青與水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)等同設(shè)計指標(biāo)及使用功能下進行造價比擬。3.2.1 寶(雞)天(水)高速公路牛背至天水公路

18、工程位于隴東秦嶺北麓半陰濕地區(qū)(本工程路面寬度按22米計)。 3.2.2 嘉峪關(guān)至安西一級公路工程位于河西地區(qū)，該工程屬甘肅西部干旱戈壁荒漠地區(qū)(本工程路面寬度按22米計) 3.2.3 華亭至莊浪二級公路工程地處隴東黃土高原半陰濕季風(fēng)地區(qū)(本工程路面寬度按11.4米計)。 根據(jù)以上造價比照，可以看出寶(雞)天(水)高速公路牛背至天水段、嘉峪關(guān)安西一級公路路面選用水泥混凝土路面時，其建設(shè)工程造價明顯低于瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。華亭至莊浪二級公路瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，當(dāng)路基處于枯燥狀態(tài)時瀝青混凝土路面工程造價低于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，當(dāng)路基處于中濕狀態(tài)時水泥混凝土路面工程造價低于瀝青混凝土

19、路結(jié)構(gòu)。4 高等級公路水泥與瀝青路面養(yǎng)護費用比瀝青混凝土路面有比水泥混凝土路面便于薄層加鋪、不考慮接縫防裂、養(yǎng)護方便、通車快的特點，但其養(yǎng)護費用與建造費成正比，國內(nèi)已建成的高等級公路瀝青路面出現(xiàn)了建得起、養(yǎng)不起的為難局面。瀝青路面局部修復(fù)或加鋪時，需要的機構(gòu)多而全，需要動用瀝青拌和樓、攤鋪機、壓路機等設(shè)備，其局部修復(fù)、養(yǎng)護費用是新建費用的4倍5倍；水泥混凝土路面局部修復(fù)換板可使用三輥軸機、小型機具或商品水泥混凝土施工，需要動用的機設(shè)備少而輕巧，其局部修復(fù)、養(yǎng)護費用是新建費用的2倍3倍。在我國目前瀝青價格上漲、堿性集料缺乏、養(yǎng)護單位機構(gòu)設(shè)備少而老、養(yǎng)護施工水平低等形勢下，瀝青路面養(yǎng)護費用大致是水

20、泥路面的3倍左右。5 高等級公路水泥與瀝青路面車輛運營費用比擬行車經(jīng)驗告訴大家，在相同平整度水平下，瀝青路面上行駛比水泥路面更舒適。但是，這種舒適是以高油耗為代價的。瀝青路面屬柔性結(jié)構(gòu)，車輪在這種柔性結(jié)構(gòu)上行駛時，車輪下部在重力作用下出現(xiàn)“彎沉盆現(xiàn)象，類似于每個車輪在行駛過程中都在爬“彎沉盆形成的縱坡而多耗油；水泥路面屬剛性路面，車輛在水泥路面處行駛時剛性路面板中只有微小的應(yīng)變級微量變沉，僅在每個橫向接終于縫處有彎沉臺。因此，國內(nèi)外研究、檢測說明，水泥路面運營的經(jīng)濟性優(yōu)于瀝青路面。這種運營的經(jīng)濟性與車輛運行速度有關(guān)，一般在高速公路上當(dāng)行車速度為60km/h時，水泥路面的油耗比瀝青路面節(jié)省8%；

21、當(dāng)行車速度為120km/h時，水泥路面的油耗比瀝青路面節(jié)省15%。如果我國已建成的4.1005萬公里高速公路大多為水泥路面，所有行駛在高速公路上的車輛節(jié)省不少于10%的運營油耗。在目前能源供給緊缺的形勢下，全國車輛節(jié)省10%的運營油耗，將會是巨大的能源節(jié)約。6公路水泥路面社會效益分析水泥工業(yè)作為根底性原材料行業(yè)，與國民經(jīng)濟整體開展水平關(guān)聯(lián)度較高，特別是與固定資產(chǎn)投資規(guī)模密切相關(guān)?！笆迤陂g，我國水泥工業(yè)取得了長足開展，突出表現(xiàn)為：價格低廉平衡、產(chǎn)量高速增長。去年全國水泥產(chǎn)量10.6億噸，較2000年凈增4?6億多噸，五年平均年增長12%。2005年底，全國規(guī)模以上水泥企業(yè)共有5100多家，資產(chǎn)總規(guī)模4000多億元，從業(yè)人員約135萬人。生產(chǎn)水泥需要的是相關(guān)化學(xué)成分，不是特定的原料，例如位于南京湯山的南京建通官塘水泥廠，用工業(yè)廢料代替生產(chǎn)原料，每產(chǎn)1噸水泥就消化1.2噸廢料。生產(chǎn)水泥可利用各種高爐礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢渣，采礦場廢棄的碎石等用來代替水泥廠大量需要的石灰石；煉鋼廠廢棄的鋼渣，和來自銅礦、銀礦的銅尾礦、銀尾礦一起代替鐵粉；