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公路選擇混凝土還是瀝青，大有講究!涉及經(jīng)濟學(xué)
進口瀝青的采購和供應(yīng)也存在很大問題，一是在目前原油價格居高不下的情況下，國際市場上瀝青價格太高;二是即使能接受高昂的瀝青價格，短時間內(nèi)也很難采購齊所需要的瀝青數(shù)量。與此形成鮮明對比的是，國內(nèi)水泥價格多年來一直持續(xù)穩(wěn)定在300多元/噸左右。普通瀝青、改性瀝青的平均價格為4500元/噸，是水泥單價的15倍。據(jù)我們測算，瀝青與水泥單價比為6時是瀝青路面和水泥路面等投資平衡點，由此可以知道，2005年我國建造的高速公路瀝青路面，每平方米投資比水泥混凝土路面高50%。
瀝青資源稀缺
瀝青資源的稀缺不僅表現(xiàn)在當(dāng)前國際油價的飆升和劇烈波動上，它作為大量土木、水利、礦山和建筑工程等的最主要防水材料，社會需求量亦相當(dāng)大。我國瀝青總產(chǎn)量的一半是用于其他土木建筑行業(yè)的，我們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。更為嚴(yán)重的是，按美國能源專家Paul?Roberts的著作《The End of Oil》中的觀點：在未來5年～10年中，世界原油產(chǎn)量將會到達巔峰值。然而，原油的需求會隨著中國、印度等發(fā)展中大國經(jīng)濟迅速增長依然相當(dāng)旺盛，瀝青作為一種稀缺資源，在供不應(yīng)求的條件下保持高價位是一種必然趨勢。不僅如此，我們必須預(yù)見到在未來30年里，全世界原油資源將消耗殆盡，屆時，將沒有一滴瀝青可供我們建造路面。眾所周知，瀝青路面對公路周圍的土地、地下水等會造成污染，瀝青的自然分解與降解需要幾十年，這也是國際上綠色環(huán)保組織反對大量建造瀝青路面的重要原因之一。有鑒與此，我們必須未雨綢繆，尋求替代瀝青路面的面層材料與技術(shù)，在這種尋求中，打破瀝青路面一統(tǒng)高速公路的不利局面，大力修建水泥混凝土路面高等級公路是一個非常明智的選擇。水泥工業(yè)在我國不少地方是支柱產(chǎn)業(yè)，修建水泥路面高等級公路還能促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，如在廣東省梅州市，梅州市委、市政府向廣東省交通廳提出了用水泥路面修建梅(州)河(源)高速公路的建議。此舉既實現(xiàn)了梅州水泥銷售的良好業(yè)績，帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和GBT的持續(xù)增長，也提升當(dāng)?shù)厮嗟馁|(zhì)量和知名度。
新建高速公路兩種路面造價比較
與水泥路面相比，瀝青路面的造價有5項貴于水泥路面。1.進口瀝青單價是國產(chǎn)水泥單價的15倍瀝青平均價格為4500元/噸，是水泥價單價300元/噸的15倍，大大超過了我們所計算的6倍這個等投資平衡點。2.瀝青路面集料的投資是水泥路面集料的2倍～3倍粗集料：瀝青路面是裸露粗集料路面，對集料的抗磨光、抗滑性、粘附性要求很高，要求使用玄武巖、輝綠巖等堿性集料，這些粗集料的價格視運距遠近是水泥路面粗集料的3倍～6倍。細(xì)集料：瀝青路面級配由粗集料、碎石砂、石粉等三級原材料構(gòu)成，比水泥路面不僅多石粉這種一級原材料，而且還不可使用天然石英砂，必須用玄武巖或輝綠巖碎石砂。在造價上，瀝青路面使用的碎石砂價格是水泥路面的2倍～3倍，而且石粉是額外需要投入的原材料。瀝青路面的油石比一般為5%左右，而水泥路面中水泥石的份量約占20%。因此，瀝青路面中的集料總量比水泥路面多15%左右，這15%一般為石粉占有。3.瀝青混合料拌和能耗遠高于水泥混凝土瀝青混合料一般為熱拌和，而水泥路面混凝土為冷拌和。瀝青路面加熱拌和的能耗在水泥路面拌和中是沒有的，加熱消耗每立方米瀝青混合料的能耗大約需要增加100元～150元。4.瀝青路面振動壓實能耗高施工中，瀝青路面需要振動、碾壓、密實成形，而水泥路面只需要振搗棒振搗密實成形。瀝青路面的振動、碾壓需要振動壓路機壓實、膠輪壓路機精平，比水泥路面振搗成形需要的振動壓實施工能耗高5倍～8倍。5.瀝青路面的建造速度慢于水泥路面高速公路瀝青路面有三個面層、三層粘層油和一層透層油，全表面層共需7遍工序方可完成，而水泥混凝土路面僅一個面層。以前一個水泥混凝土路面層代替瀝青路面7個面層，如今，為提高半剛性基層表面的抗沖刷性，水泥路面增加了透層油和封層油，一個面層工序代替瀝青路面的5個工序。瀝青路面和水泥路面均可采用攤鋪機施工，水泥混凝土路面的施工速度更快、工序更簡潔，施工動用的機械更少，施工費用也更節(jié)省。綜合上述各種因素，水泥路面的建造費用比瀝青路面節(jié)省一倍。按每立方米混合料測算，瀝青混合料需要1000元～1200元，而水泥路面僅需要500元～600元。按厚度計算，18cm厚瀝青路面高速公路每平方米造價180元～240元，而28cm厚的水泥路面每平方米只需要90元～120元。高速公路兩種路面的養(yǎng)護費用比較
雖然瀝青路面比水泥路面有養(yǎng)護更方便、通車更快的特點，但其養(yǎng)護費用與建造費用是成正比的，目前國內(nèi)許多高速公路瀝青路面出現(xiàn)了建得起、養(yǎng)不起的尷尬局面。瀝青路面局部修復(fù)或加鋪時，需要的機械多而全，必須動用瀝青攪拌樓、攤鋪機和壓路機，其局部修復(fù)養(yǎng)護費用比新建費用大致高4倍～5倍，而水泥路面局部換板可使用三輥軸機組或小型機具施工，動用的機械設(shè)備少而輕巧，其局部修復(fù)的養(yǎng)護費用是建造費用的2倍～3倍。雖然瀝青路面養(yǎng)護有通車快，比水泥路面便于做薄層加鋪，不用考慮接縫防裂等特點，但在我國目前瀝青、集料、機械、養(yǎng)護施工等嚴(yán)峻形勢下，其養(yǎng)護費用大致為水泥路面的3倍左右。
相同設(shè)計、施工水平下兩種路面的使用年限比較
在相同設(shè)計、施工水平下，水泥路面到大修的使用年限比瀝青路面長一倍，與路面設(shè)計使用的基準(zhǔn)期相當(dāng)：水泥路面30年，瀝青路面15年。黑龍江哈爾濱至大慶高速公路水泥混凝土路面，經(jīng)過16年的通車運營和連續(xù)觀測表明，同樣是水泥混凝土路面，使用小型機具與滑模攤鋪相比，達到相同破損率時，滑模攤鋪水泥混凝土路面比小型機具施工的水泥混凝土路面使用壽命長6年～7年。湖南長沙至益陽高速公路水泥混凝土路面與益陽至常德插傳力桿的水泥混凝土路面對比表明，每條縮縫插入傳力桿，達到相同破損率時，有傳力桿水泥混凝土路面比未插傳力桿的水泥混凝土路面使用壽命長3年。因此，建議將長沙至益陽高速公路水泥混凝土路面全部后補插傳力桿，以延長該路段的使用壽命。相同設(shè)計水平是指高速公路瀝青、水泥路面的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)適應(yīng)相應(yīng)的交通量與超載要求，相同的施工技術(shù)水平指兩種路面的施工都應(yīng)該采取大型攤鋪機進行。水泥路面使用大型攪拌樓和滑模攤鋪機，瀝青路面使用瀝青拌合樓、瀝青攤鋪機及其配套的壓路機等。在這樣“相等”的條件下，水泥混凝土路面的使用壽命比瀝青路面長一倍。高速公路車輛運輸經(jīng)濟學(xué)
眾所周知，在相同的平整度水平下，瀝青路面比水泥路面要舒適。但是，舒適是要付出高油耗的代價的。車輪在瀝青路面這種柔性結(jié)構(gòu)上，每個車輪的下部在重力作用下出現(xiàn)“彎沉盆”現(xiàn)象，這就相當(dāng)于每個車輪在運動中都在爬“彎沉盆”形成的縱坡，而水泥路面僅在每個橫向接縫處有彎沉臺，剛性路面板中僅有非常微小的應(yīng)變級微量彎沉。因此，國外研究檢測表明，水泥路面運營的經(jīng)濟性要優(yōu)于瀝青路面。這種經(jīng)濟性與車速有關(guān)，在一般高速公路上，60km/h行車速度時，水泥路面的油耗比瀝青路面節(jié)省8%;120km/h行車速度時，水泥路面的油耗比瀝青路面可節(jié)省15%。
如果我國將大多數(shù)高速公路瀝青路面建造成水泥路面，所有行駛在高速公路上的車輛將節(jié)省不少于10%的運營油耗。在能源緊缺的形勢下，全國車量節(jié)省10%的油耗，將是非常巨大的能源節(jié)約!綜上所述，由于我國資源和能源的限制和制約，加快水泥混凝土路面的發(fā)展和技術(shù)進步是我國高速公路建設(shè)的客觀需求，也是促進我國能源大發(fā)展的重要戰(zhàn)略措施。
