瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生“節(jié)能減排”環(huán)保效益突出
摘 要：瀝青路面進(jìn)入大修期后，為節(jié)約維修資金，同時(shí)減少大量廢料對(duì)環(huán)境的污染，熱再生技術(shù)在養(yǎng)護(hù)工程中越來越受到青睞，本文著重分析熱再生的節(jié)能環(huán)保效益。
關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面熱再生 節(jié)能減排 經(jīng)濟(jì)效益
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國公路建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。大發(fā)展早期投入使用的道路，近年已相繼進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)期，養(yǎng)護(hù)維修量成直線上升趨勢(shì)。
為響應(yīng)交通部提出的“建設(shè)是發(fā)展，養(yǎng)護(hù)也是發(fā)展”的建養(yǎng)觀念，積極參與資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通運(yùn)輸行業(yè)建設(shè)，內(nèi)蒙古高等級(jí)公路建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司與山東高速路橋集團(tuán)合力進(jìn)行了高速公路路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生維修工程，并于2008年初次在G6京藏高速呼和浩特到包頭段使用了熱再生技術(shù)。通過對(duì)原路面的適用性調(diào)查與研究、再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)到施工工藝控制、質(zhì)量管理及路面跟蹤檢測(cè)后評(píng)估等工作逐漸形成一套完善的再生應(yīng)用體系，再生應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成熟。
針對(duì)瀝青路面材料無論是從材料性狀角度視其為不可調(diào)和的多相平衡體系的膠結(jié)結(jié)構(gòu)，還是具有溶解、沉淀等熱力學(xué)可逆過程的高分子聚合物，瀝青老化并未改變其結(jié)構(gòu)特征本質(zhì)，因此，舊瀝青材料是一種可以進(jìn)行再生設(shè)計(jì)與利用的材料資源，完全可以再生利用。基本做法是對(duì)原路面進(jìn)行可行性調(diào)查分析，進(jìn)行目標(biāo)、生產(chǎn)配比設(shè)計(jì)，確定添加混合料級(jí)配和再生劑、瀝青添加量等，然后對(duì)路面進(jìn)行分層加熱、分層銑刨、再生攤鋪。路面熱再生應(yīng)用技術(shù)節(jié)能效果明顯，主要表現(xiàn)為社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益兩方面。
1 社會(huì)效益分析
1.1 從節(jié)約資源方面分析
瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)能更大限度地利用廢舊混合料，直接完成就地路面修復(fù)，節(jié)省了大量的砂石料和瀝青資源，同時(shí)有效制止了開采礦山和挖除廢棄舊料而占用大量土地資源。
1.2 從環(huán)境保護(hù)方面分析
瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)通過重復(fù)利用瀝青混合料，免去了瀝青混凝土廢料對(duì)棄置場(chǎng)所及其周邊環(huán)境的污染，同時(shí)通過減少石料的開采，能有效保護(hù)林地，維護(hù)自然景觀和生態(tài)環(huán)境。由于瀝青的化學(xué)惰性使其難于分解，長期影響堆填區(qū)及其周邊的生態(tài)和居民食物和飲水健康，因此不妥善解決瀝青混凝土廢料的處置問題，就無法滿足環(huán)保要求。
1.3 從技術(shù)方面分析
對(duì)于瀝青路面再生技術(shù)的可靠性問題，澳洲AUSTROADS在其1997年的《瀝青混凝土路面再生指南》中指出，利用60% RAP(瀝青路面回收料)的瀝青路面使用壽命與傳統(tǒng)瀝青路面相同，而抗車轍能力卻得到增強(qiáng);美國在20世紀(jì)80年代中后期到90年代發(fā)表的系列研究報(bào)告表明，再生瀝青路面與全新料瀝青路面比較，路用性能和使用壽命并沒有明顯的區(qū)別，NCAT的《國家和地方政府路面再生指南》也闡明了同樣的觀點(diǎn);日本道路協(xié)會(huì)的《廠拌再生瀝青鋪裝技術(shù)指南》也認(rèn)為，將熱拌再生瀝青混合料應(yīng)用于條件苛刻的重交通道路路面的調(diào)查結(jié)果表明，只要對(duì)熱拌再生瀝青混合料進(jìn)行恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制管理，鋪裝后的性能與只用新料鋪裝的路面性能沒有區(qū)別。
歐、美、日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)目前在再生瀝青混合料的生產(chǎn)工藝以及與之配套的各種挖掘、銑刨、破碎、拌和等機(jī)具的研制與開發(fā)方面均取得了顯著的成就，經(jīng)過近30年的大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐，已證明了瀝青路面再生利用在技術(shù)上的可行性，并形成了系統(tǒng)的瀝青路面再生技術(shù)，且達(dá)到了規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化的成熟程度。
1.4 從交通堵塞分析
在公路施工過程中，不可避免地會(huì)影響到車輛的正常通行，在交通高度發(fā)達(dá)的當(dāng)代，交通堵塞會(huì)帶來幾倍于維修成本的經(jīng)濟(jì)損失。如果加上潛在的經(jīng)濟(jì)效益，損失是無法估計(jì)的。故而，縮短道路維修時(shí)間，盡可能的減少公路養(yǎng)護(hù)對(duì)交通的影響，是對(duì)公路養(yǎng)護(hù)部門提出的新要求。相對(duì)于傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式而言，就地?zé)嵩偕B(yǎng)護(hù)方式具有施工時(shí)間短，對(duì)交通影響少的特征。能創(chuàng)造很高的社會(huì)效益。
2 經(jīng)濟(jì)效益分析
瀝青路面再生技術(shù)的直接經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：節(jié)約砂、石、瀝青材料費(fèi)和廢料的運(yùn)輸費(fèi)、堆棄費(fèi)，節(jié)約人力資源。但是，該技術(shù)需要較大的固定資產(chǎn)投資，主要包括再生混合料加熱、銑刨和再生設(shè)備，所需投資額較高。再生1噸廢料將直接節(jié)約150元左右。雖然再生設(shè)備投資較高，但是隨著再生工程量的增加，設(shè)備的折舊費(fèi)、托運(yùn)費(fèi)分?jǐn)偟谋壤絹碓叫?，再生單價(jià)會(huì)大幅下降，此時(shí)大量的廢舊瀝青混合料得到再生利用的經(jīng)濟(jì)效益則極其可觀。
因此，無論從節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益等各個(gè)角度來看，瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的研究都具有很好的可行性。
現(xiàn)分別對(duì)面層重鋪X和就地?zé)嵩偕鶼兩種工藝綜合效益P進(jìn)行計(jì)算分析，養(yǎng)護(hù)維修工程價(jià)值構(gòu)成分析模型將各種影響因素產(chǎn)生的社會(huì)效益、時(shí)間效益及生態(tài)效益分解量化，其中主要是對(duì)各種成本的分解、量化。養(yǎng)護(hù)維修工程價(jià)值主要構(gòu)成有：
2.1 維修成本
包括燃油、人工費(fèi)用、設(shè)備租賃費(fèi)用、設(shè)備折舊、材料費(fèi)、管理費(fèi)用、合理利潤等，可以合計(jì)計(jì)算得出。本文主要從管理單位方向考慮，不再分別計(jì)算，以維修合同價(jià)格作為成本來計(jì)算。
2.2 維修時(shí)間
維修速度對(duì)管理單位通行費(fèi)收入影響很大，維修期間車輛分流明顯。維修工程應(yīng)盡量縮短維修時(shí)間，盡快恢復(fù)正常通行，減少對(duì)通行車輛的影響時(shí)間，提高社會(huì)效益。
2.3 廢料污染成本
大量瀝青路面廢料的堆放將使資源的有效利用、廢料存放的場(chǎng)地及環(huán)保等問題越來越突出，瀝青路面廢料堆放成本越來越高，廢料處理在未來幾年將不單單是技術(shù)問題，而是一個(gè)社會(huì)問題。
2.4 效益分析
根據(jù)各種因素對(duì)效益的影響程度，對(duì)它們分配不同的權(quán)重系數(shù)，其中費(fèi)用D1影響更大，維修時(shí)間D2影響次之，廢料污染成本D3影響更小。假設(shè)面層重鋪綜合效益指數(shù)P=1，考慮不同路段的維修成本，維修時(shí)間，廢料污染成本均有所變化，應(yīng)分別計(jì)算。計(jì)算熱再生綜合效益指數(shù)為P1：
變量如表6.1所示。就地?zé)嵩偕C合效益計(jì)算公式為：
3 效益分析實(shí)例
以今年內(nèi)蒙古某高速公路維修施工為例，選取1km施工段落計(jì)算熱再生工藝的綜合效益，比較評(píng)價(jià)兩種維修方式的效益差異。面層重鋪的工藝為：銑刨舊瀝青面層，鋪設(shè)封層，攤鋪瀝青混凝土面層。
3.1 維修成本
市場(chǎng)銑刨舊瀝青面層單價(jià)約為96元/m3，攤鋪瀝青面層單價(jià)約為1600元/m3，封層單價(jià)為12元/m2，綜合考慮燃料等其他費(fèi)用，熱再生單價(jià)為43.62元/m2。
面層重鋪：銑刨舊瀝青面層96元/m3×4m×1000m×0.04m=15360元，攤鋪瀝青面層1600元/m3×4m×1000m×0.04m=256000元，封層12元/m2×4m×1000m=48000元，合計(jì)
3.2 維修時(shí)間
面層重鋪：銑刨時(shí)間1000m÷3.5m/分鐘=286分鐘，攤鋪時(shí)間1000m÷2.5m/分鐘=400分鐘，準(zhǔn)備時(shí)間60分鐘，道路封閉時(shí)間60分鐘，另有銑刨后晾干時(shí)間1小時(shí)，封層撒布時(shí)間以及間隔時(shí)間4小時(shí)。合計(jì)
就地?zé)嵩偕涸偕鷷r(shí)間：1000m/3.0m/分鐘=333.3分鐘，準(zhǔn)備時(shí)間60分鐘，道路封閉時(shí)間60分鐘。合計(jì)
3.3 廢料污染成本
面層重鋪：廢料4m×1000m×0.04m=160m3，堆高4m，占地40m2，占地費(fèi)用約500元/年×5年(一個(gè)中修年限)=2500元
3.4 綜合效益分析
根據(jù)各種情況對(duì)效益的影響程度，對(duì)各種影響因素分配不同的權(quán)重系數(shù)，其中費(fèi)用影響更大D1=0.7，維修時(shí)間影響次之D2=0.2，廢料污染成本影響更小D3=0.1。假設(shè)面層重鋪綜合效益指數(shù)P=1，計(jì)算熱再生綜合效益指數(shù)為：
3.5 單項(xiàng)指標(biāo)增加效益
3.6 綜合效益提高
通過一段熱再生施工工藝的效益計(jì)算來看，采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)比面層重鋪工藝，可以降低維修成本45.37%，節(jié)約維修時(shí)間58.69%，減少廢料污染成本100%。
可以通過上述公式對(duì)長距離的熱再生工藝維修和面層重鋪工藝維修進(jìn)行綜合效益比較，得出路面熱再生工藝提益的具體數(shù)據(jù)。
實(shí)踐證明，路面熱再生施工能處理很多路面常見病害，與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)相比，路面熱再生能大幅節(jié)約資金投入，每公里單車道累計(jì)節(jié)約材料超過14萬元，節(jié)約二分之一以上的維修時(shí)間，同時(shí)路面廢料得到充分利用，消除了路面廢料對(duì)環(huán)境的污染，總體提益53.5%。
總之，瀝青路面熱再生技術(shù)可以帶來相當(dāng)大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能效果明顯，有效減少了污染，對(duì)我國的公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)具有重大意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 《瀝青路面熱再生施工技術(shù)規(guī)范》.
[2] 《瀝青混凝土路面再生指南》.
[3] NCAT的《國家和地方政府路面再生指南》.
[4] 《G6高速公路呼包段竣工資料》.2008年.( 來源: 中國公路網(wǎng) 作者：沈志鵬 李志國 李艷芳 )
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