全再生混凝土快速修補(bǔ)道路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

鄒毅松，燕春陽(yáng)，，徐亦冬，吳萍，徐立鋒，

（1.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074，2.浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院，浙江 寧波 315100）

全再生混凝土快速修補(bǔ)道路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

鄒毅松1，燕春陽(yáng)1，2，徐亦冬2，吳萍2，徐立鋒1，2

（1.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074，2.浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院，浙江 寧波 315100）

本文分析了全再生混凝土快速修補(bǔ)道路在經(jīng)濟(jì)上的可行性，結(jié)果表明采用全再生混凝

全再生混凝土；快速修補(bǔ)道路；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

一、概述

我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，人民解放軍和武裝警察部隊(duì)是搶險(xiǎn)救災(zāi)的主要力量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)極端地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，需快速對(duì)破損部位進(jìn)行修補(bǔ)，因此工程快速搶修搶建材料的應(yīng)用成為部隊(duì)科研院所研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

以混凝土道路修補(bǔ)為例，傳統(tǒng)修復(fù)方法不僅周期長(zhǎng)，無(wú)法滿足快速開(kāi)放的要求[1]，且會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。再生混凝土[2]技術(shù)是將廢棄的混凝土重新利用，制成再生骨料，部分或全部替代混凝土中的天然骨料的技術(shù)。廢棄混凝土加工過(guò)程中會(huì)得到再生粗骨料、再生細(xì)骨料、再生粉料三種產(chǎn)品。傳統(tǒng)的再生混凝土僅利用再生粗骨料，而作者則提出全再生快速修補(bǔ)混凝土的概念，即將上述三種產(chǎn)品均用于快速修補(bǔ)混凝土的制備[3]。本文基于全壽命周期的概念，對(duì)三種修補(bǔ)方法，即全再生混凝土快速修補(bǔ)道路、再生粗骨料混凝土快速修補(bǔ)道路、普通混凝土快速修補(bǔ)道路，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以期為全再生混凝土的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

二、路面修補(bǔ)混凝土全壽命成本分析

在道路的整個(gè)壽命周期內(nèi)，成本主要體現(xiàn)為棄置成本、建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)成本、維修成本4個(gè)部分[4-6]?，F(xiàn)有某三級(jí)公路路面損壞，該公路為水泥混凝土路面，設(shè)計(jì)使用年限為20年，現(xiàn)使用5年，損壞程度如下：一整塊板損壞需修補(bǔ)，板體積為4m3，密度采用2500kg/m3。即廢棄混凝土的量為10t。本文擬采用以下三種修補(bǔ)方式:普通混凝土快速修補(bǔ)道路技術(shù)，編號(hào)為NC，再生粗骨料混凝土快速修補(bǔ)道路技術(shù)，編號(hào)為RGC，全再生混凝土快速修補(bǔ)道路技術(shù)，編號(hào)為RWC，其中三種方式的配合比見(jiàn)表1。

基本假設(shè)如下：①折現(xiàn)率取8%；②損壞公路至廢棄填埋現(xiàn)場(chǎng)距離為20km；③損壞公路至混凝土制備現(xiàn)場(chǎng)距離1km；④混凝土制備現(xiàn)場(chǎng)至廢棄填埋現(xiàn)場(chǎng)距離為20km；⑤原材料采購(gòu)地點(diǎn)至混凝土制備現(xiàn)場(chǎng)距離20km；⑥假設(shè)國(guó)內(nèi)貨物運(yùn)輸費(fèi)率為0.5元/（km·t)，三種混凝土的表觀密度均為2500kg/m3；⑦本文中填埋費(fèi)（排污費(fèi)）參照我國(guó)《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法》，廢棄混凝土收取25元/t；⑧假設(shè)路面的養(yǎng)護(hù)成本和維修成本均為建設(shè)成本的4%；⑨關(guān)于修補(bǔ)劑，普通快速修補(bǔ)混凝土與再生粗骨料快速修補(bǔ)混凝土采用SBTJK-24修補(bǔ)劑，其中全再生混凝土中的修補(bǔ)劑中摻入5%廢棄混凝土粉體。

表1NC、RGC、RWC配合比（單位：kg/m3）

（一）NC，RGC，RWC三者棄置成本對(duì)比

本文的棄置成本中，主要涉及的是廢棄混凝土的再利用及運(yùn)輸、填埋，對(duì)于普通快速修補(bǔ)混凝土而言，沒(méi)有廢棄混凝土的再利用部分，因此，棄置成本為搬運(yùn)費(fèi)用與填埋費(fèi)用（排污費(fèi)）的總和。

對(duì)于NC，棄置成本主要是指棄置的成本，不涉及回收利用產(chǎn)生的成本。我國(guó)對(duì)廢棄混凝土主要采用填埋的處理方法，需收取一定排污費(fèi)，即填埋費(fèi)。本文中，先將所有的成本折算為現(xiàn)值（路面損壞后及進(jìn)行修補(bǔ)前），最后統(tǒng)一進(jìn)行全壽命周期成本比較。棄置成本，即路面損壞后及進(jìn)行修補(bǔ)前的值，故現(xiàn)值與計(jì)算所得值相等，無(wú)需折算。

對(duì)于RGC，棄置成本包括回收利用的成本，及回收利用剩余部分的棄置成本（棄置時(shí)人、材、機(jī)成本，廢棄物處理成本），廢棄混凝土中的粗骨料被利用（約為廢棄混凝土的60%），因此運(yùn)輸費(fèi)包含有廢棄混凝土至制備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸費(fèi)，以及剩余廢棄混凝土至填埋場(chǎng)運(yùn)輸費(fèi)兩部分組成。

對(duì)于RWC而言，棄置成本包括回收利用的成本，及回收利用剩余部分的棄置成本（棄置時(shí)人力、材料、機(jī)械成本，廢棄物處理成本）。廢棄混凝土中的粗骨料被利用（約為廢棄混凝土的100%）因此不需要運(yùn)至填埋場(chǎng)的運(yùn)輸費(fèi)，通過(guò)計(jì)算得到表2數(shù)據(jù)。計(jì)算公式為：

①運(yùn)輸費(fèi)=運(yùn)輸距離×運(yùn)輸費(fèi)率

②填埋費(fèi)=填埋量×填埋單價(jià)

③棄置成本=填埋費(fèi)+運(yùn)輸費(fèi)

表2NC、RGC、RWC棄置成本對(duì)比（元）

從表格中看出，三者的棄置成本現(xiàn)值差值較大，差值較大的原因是因?yàn)閷?duì)廢棄混凝土的利用，減少了運(yùn)輸費(fèi)和填埋費(fèi)。

（二）NC，RGC，RWC建設(shè)成本對(duì)比

本文中修補(bǔ)成本是指快速修補(bǔ)混凝土制備，及混凝土路面修補(bǔ)過(guò)程中所涉及的所有成本，主要混凝土制備及路面修補(bǔ)所需的人、材、機(jī)成本。建設(shè)成本，路面修補(bǔ)完成的費(fèi)用，包含有材料費(fèi)以及路面單方造價(jià)。材料費(fèi)包含有水泥、SBTJK-24修補(bǔ)劑、天然粗骨料、天然細(xì)骨料、再生粗骨料、再生細(xì)骨料、再生粉料、水以及運(yùn)費(fèi)；路面單方面造價(jià)包含有材料費(fèi)。本文中路面修補(bǔ)時(shí)間要求確保24h通車(chē)，故現(xiàn)值與計(jì)算所得值相等，無(wú)需折算。通過(guò)計(jì)算得到表3數(shù)據(jù)。計(jì)算公式為：

①建設(shè)成本=材料費(fèi)+路面造價(jià)

②材料費(fèi)用=水泥費(fèi)用+修補(bǔ)劑費(fèi)用+天然集料費(fèi)用+再生集料費(fèi)用+水費(fèi)用

③路面造價(jià)=a+b+c+d+e+f；其中，a包含有直接工程費(fèi)和施工技術(shù)措施費(fèi)；b包含有人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、施工組織管理費(fèi)、安全文明施工費(fèi)、夜間施工增加費(fèi)、已完工程及設(shè)備保護(hù)費(fèi)；c包含有企業(yè)管理費(fèi)；d包含有利潤(rùn)；e包含有規(guī)費(fèi)、排污費(fèi)、社保費(fèi)、公積金、危險(xiǎn)作業(yè)意外傷害保護(hù)費(fèi)；f包含有稅金。

表3NC、RGC、RWC建設(shè)成本對(duì)比（元）

從表格中可以看出，三者建設(shè)成本現(xiàn)值有較大的差值，主要是因?yàn)闇p少了部分材料費(fèi)，也使得路面造價(jià)降低。

（三）NC，RGC，RWC三者養(yǎng)護(hù)成本對(duì)比

養(yǎng)護(hù)成本包括修補(bǔ)完成后，該區(qū)域路面的日常養(yǎng)護(hù)成本、小修保養(yǎng)成本、一般檢測(cè)成本。通過(guò)計(jì)算得到表4數(shù)據(jù)。其中計(jì)算公式為：

①養(yǎng)護(hù)成本=建設(shè)成本×4%

②15年使用壽命養(yǎng)護(hù)成本現(xiàn)值計(jì)算公式為：

其中，CY，表示養(yǎng)護(hù)成本現(xiàn)值C1，表示養(yǎng)護(hù)成本

表4NC、RGC、RWC養(yǎng)護(hù)成本對(duì)比（元）

從表格中可以看出，三者的差異性不大。

（四）NC，RGC，RWC三者維修成本對(duì)比

通過(guò)計(jì)算得出維修成本以及維修成本現(xiàn)值，得到表5，計(jì)算公式為：

①維修成本=建設(shè)成本×4%

②15年使用壽命周期內(nèi)維修成本

其中，CW，表示養(yǎng)護(hù)成本現(xiàn)值C2，表示維修成本

表5NC，RGC，RWC維修成本對(duì)比（元）

從表格中可以看出，三者的差異性不大。

三、結(jié)論

全壽命周期成本（LCC）=棄置成本+建設(shè)成本+養(yǎng)護(hù)成本+維修成本，代入數(shù)值得到：

LCCNC=260+8096+2773+2773=13902元

LCCRGC=145+7802+2671+2671=13289元

LCCRWC=5+7686+2628+2628=12947元

比較分析上述三種修補(bǔ)技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，其全壽命成本的差異主要在于棄置成本和建設(shè)成本的不同。棄置成本的差異主要取決于填埋量的大??；而建設(shè)成本的差異則主要體現(xiàn)在不同材料的價(jià)格上。

鑒于大量運(yùn)用于路面修補(bǔ)的情況下，全再生混凝土修補(bǔ)技術(shù)在成本、環(huán)境方面都占很大的優(yōu)勢(shì)。全再生混凝土快速修補(bǔ)技術(shù)在遇到地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，部隊(duì)可以采用這種技術(shù)快速的組織搶險(xiǎn)救災(zāi)，不僅實(shí)現(xiàn)了快速開(kāi)放交通，而且解決了廢棄混凝土的處置，具有顯著的社會(huì)效益。

[1]黃亮姿，周士瓊.粗骨料對(duì)高性能快速修補(bǔ)混凝土力學(xué)性能的影響 [J].湖南輕工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002（4）:3-7.

[2]徐亦冬，姜珂，周士瓊.再生骨料與再生混凝土技術(shù)新動(dòng)向與評(píng)述[J].新型建筑材料，2005（9）:34-37.

[3]徐亦冬，高必新.全再生快速修補(bǔ)混凝土的制備及性能[J].新型建筑材料，2013（10）:32-34.

[4]陳進(jìn)杰，陳峰，梁青槐，高桂鳳.城市軌道交通全壽命周期成本分析[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2010（1）:82-87.

[5]徐亦冬，吳萍，周士瓊.粉煤灰再生混凝土生命周期初探[J].混凝土，2004（6）:29-32.

[6]吳萍，徐亦冬.粉煤灰再生混凝土用于道路修補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)分析[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2006（1）:128-130.

Technical and Economic Analysis of Recycled Concrete for Rapid Repair of Roads

ZOU Yisong1,YAN Chunyang2,XU Yidong3,WU Ping4,XU Lifeng5
（1.College of Civil Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China; 2.School of Civil and Architecture Engineering,Ningbo Institute of Technology,Zhejiang University, Ningbo 315100,China）

This paper analyzes the feasibility of rapid repair of roads with full recycled concrete.It is considered that the rapid repair of road technology with fully recycled concrete can not only save cost and reduce pollution to the environment,but can also save energy.It is a good way to repair the road.

whole recycled concrete;rapid repair of roads;technical and economic analysis

U414.18

：A

：2095-2384（2016）03-0068-03

（責(zé)任編輯 儲(chǔ) 歡）

2016-06-20

寧波市自然科學(xué)基金（2015A610297），國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAL02B03）

鄒毅松（1957-），男，重慶人，重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授，主要從事道路與橋梁工程等方面的研究。

土快速修補(bǔ)道路技術(shù)不僅可以節(jié)省大量的后期成本，減少對(duì)環(huán)境的污染，還可以節(jié)約能源，是一種很好的道路修補(bǔ)技術(shù)。