瀝青路面具有行車舒適、噪音小、易于維護等優(yōu)點，在我國公路、市政道路中廣泛采用。公路建設(shè)為社會積累了大量優(yōu)質(zhì)資源，有效發(fā)揮這些資源需要科學的公路養(yǎng)護。銑刨翻修是最為常見的瀝青路面中修養(yǎng)護措施，但其對資源和能源的巨大浪費越來越受到行業(yè)的重視。交通運輸部將發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型行業(yè)作為加快轉(zhuǎn)變交通運輸發(fā)展方式的重點，要求到“十二五”末，高速公路路面舊料循環(huán)利用率達到90%以上。

瀝青路面就地再生技術(shù)可100%循環(huán)利用舊路面材料，行業(yè)內(nèi)對其具有資源節(jié)約、節(jié)能環(huán)保的特點達成共識。但由于缺乏研究，其環(huán)境效益和經(jīng)濟效益尚缺乏科學的定量分析與評價，使得公路管養(yǎng)部門在應(yīng)用決策時有所顧慮，嚴重制約了這一公路綠色養(yǎng)護技術(shù)的推廣?；诖?，筆者根據(jù)近幾年的瀝青路面中修工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從定量角度對比分析了傳統(tǒng)銑刨翻修技術(shù)以及兩種瀝青路面就地再生技術(shù)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，以期為公路管養(yǎng)部門的養(yǎng)護決策提供科學依據(jù)。

01

經(jīng)濟效益分析

分析方法

工程經(jīng)濟分析在我國廣泛應(yīng)用，雖然不同項目評價方法各有特點，但基本上都是以費用效益分析為基本理論，對項目的經(jīng)濟合理性做出評價。本文采用經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）[2]對三種養(yǎng)護方式進行經(jīng)濟效益分析。

經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）是反映項目對經(jīng)濟貢獻的絕對指標，是指用社會折現(xiàn)率將項目計算期內(nèi)各年的凈效益折算到開工前一年年末的現(xiàn)值之和，是經(jīng)濟效益分析的主要評價指標。在經(jīng)濟效益分析中，如果經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）等于或者大于0，則說明項目可以達到社會折現(xiàn)率要求的效率水平，認為該項目從經(jīng)濟資源配置的角度是可以被接受的，并且經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）越小，說明經(jīng)濟效益越好。經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）按式1進行計算：

式中：B經(jīng)濟效益流量；C為經(jīng)濟費用流量；n為項目計算期；is為社會折現(xiàn)率。

對比分析結(jié)果

瀝青路面中修通常采用三種不同養(yǎng)護方式，從開始設(shè)計到鋪筑完成，主要包含材料、機械、人工及稅費等費用全部折算為合同報價。以4cmAC-13上面層為例，其銑刨翻修合同報價為90元/m2；就地熱再生合同報價為75元/m2；就地溫再生合同報價為72元/m2。大量工程經(jīng)驗表明，上面層銑刨翻修平均有效使用期為5年，就地熱再生和就地溫再生的平均有效使用期為4年。

將上述合同報價及有效使用期代入經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）公式進行計算后得到，銑刨翻修、就地熱再生、就地溫再生的經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）分別為21.6元/m2、18.3元/m2、17.9元/m2。

從計算結(jié)果可以看出，在三種養(yǎng)護方式中，銑刨翻修經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）最大，經(jīng)濟效益最差；就地熱再生經(jīng)濟效益較好；就地溫再生經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）最低，經(jīng)濟效益最好。相對于銑刨翻修技術(shù)，就地熱再生的經(jīng)濟效益提高了15.3%，就地熱再生的經(jīng)濟效益提高了17.1%。02

環(huán)境效益分析

分析范圍和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

對于瀝青路面養(yǎng)護工程來說，環(huán)境效益分析范圍主要包括瀝青、集料等原材料生產(chǎn)、運輸以及銑刨、運輸、攤鋪、碾壓等工藝施工過程中的能耗，不包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、施工機械生產(chǎn)等過程中的能耗，而溫拌劑、再生劑等外摻材料由于用量很小，其生產(chǎn)和施工能耗對整個工程來說可以忽略不計，在環(huán)境效益分析中可以不予考慮。

各種養(yǎng)護方式的環(huán)境效益通過能耗和溫室氣體排放量兩項指標來表征，能耗（電力、柴油、汽油、重油等）按照平均低位發(fā)熱量轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的能耗單位（MJ），轉(zhuǎn)換系數(shù)參考《2014中國能源統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)庫[3]。

能源消耗和施工過程所排放的溫室氣體，主要包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）三種類型，三者可根據(jù)IPCC第五次評估報告數(shù)據(jù)庫中的排放系數(shù)進行轉(zhuǎn)換[4]。溫室氣體甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）根據(jù)全球暖化潛在趨勢（Global Warming Potential，GWP）可轉(zhuǎn)換為二氧化碳當量，轉(zhuǎn)換系數(shù)分別是25和298。因此可用二氧化碳當量表征溫室氣體排放。

原材料能耗和溫室氣體排放分析

假設(shè)某高速公路出現(xiàn)病害需進行中修養(yǎng)護，分別采用銑刨翻修、就地熱再生、就地溫再生對4cm AC-13上面層進行處治。假設(shè)原路面油石比為4.9%，混合料壓實密度為2.5g/cm3。其中，就地熱再生和就地溫再生中新瀝青混合料摻量為15%，

瀝青路面上面層養(yǎng)護施工所需原材料主要包括改性瀝青和集料，銑刨翻修層間粘結(jié)還需要乳化瀝青。能耗和溫室氣體排放參考歐洲瀝青協(xié)會數(shù)據(jù)庫[5]，具體能耗與排放數(shù)據(jù)如表2所示。

施工能耗及溫室氣體排放分析

我國《公路工程預算定額JTG/T B06-02-2007》以及《公路工程機械臺班費用定額JTG/T B06-03-2007》[6][7]等規(guī)范中對瀝青混合料的生產(chǎn)、施工過程中材料用量、機械臺班、能源消耗已有詳細定額。本文采用該定額數(shù)據(jù)對瀝青路面養(yǎng)護施工各個環(huán)節(jié)的能源消耗情況進行對比分析。

根據(jù)能耗及溫室氣體轉(zhuǎn)換系數(shù)，結(jié)合上述規(guī)范中的定額數(shù)據(jù)，可以計算得到單位瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪碾壓等各項施工環(huán)節(jié)的能耗及溫室氣體排放情況，匯總情況如表4所示。

（1）銑刨翻修

銑刨翻修處治過程中除了瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪碾壓環(huán)節(jié)外，還需要增加粘結(jié)層材料撒布、舊路面冷銑刨、舊料運輸三個主要施工環(huán)節(jié)。假設(shè)粘結(jié)層材料采用乳化瀝青，平均灑布量為0.5L/m2，折算到每噸瀝青混合料中平均能耗為15.9MJ/t，CO2當量為1.27kg/t。舊路面銑刨以典型的2m寬銑刨機為例，銑刨深度4cm，速度6m/min，每小時銑刨面積約720m2（舊路壓實密度按2.5g/cm3計算），則平均能耗約為48.7MJ/t，CO2當量為3.59kg/t。舊料運輸環(huán)節(jié)能耗和溫室氣體排放情況與新料運輸相同。最終確定的銑刨翻修施工過程中能耗和溫室氣體排放情況如表5所示。

（2）就地熱再生

就地熱再生施工過程中，按再生料總重量的15%添加新瀝青混合料，攤鋪碾壓工藝中能耗及碳排放與銑刨翻修相同，以下通過工程案例來計算加熱、銑刨和復拌工藝中的能耗和溫室氣體排放情況。

工程實例一：4cm改性瀝青AC-13上面層就地熱再生，施工面積10000m2。經(jīng)統(tǒng)計，加熱、銑刨、復拌過程消耗柴油18573.6L，柴油密度按0.83g/cm3計算，共計消耗柴油15.4t，折合能耗約為409.2MJ/t，溫室氣體排放量約為30.4kg/t。

（3）就地溫再生

與就地熱再生類似，就地溫再生也需按再生料總重量的15%添加新瀝青混合料，主要原材料與碾壓工藝與就地熱再生相同，但舊路面加熱、銑刨和復拌再生環(huán)節(jié)比就地熱再生溫度低約20℃，其加熱、銑刨、復拌環(huán)節(jié)的能耗和溫室氣體排放量通過工程實例二可以得出。

工程實例二：4cm改性瀝青AC-13上面層就地溫再生，施工面積60000m2，經(jīng)統(tǒng)計加熱、銑刨、復拌過程消耗柴油9695.3L，柴油密度按0.83g/cm3，共計消耗柴油8.1t，折合能耗約為213.6MJ/t，溫室氣體排放量約為15.9kg/t。

環(huán)節(jié)效益分析與評價

匯總以上銑刨翻修、就地熱再生、就地溫再生原材料和施工環(huán)節(jié)的能耗和溫室氣體排放量，如表8所示。

對比銑刨翻修、就地熱再生、就地溫再生的能耗和溫室氣體排放可以發(fā)現(xiàn)：

（1）與就地熱再生相比，就地溫再生能耗降低了37.2%，溫室氣體排放量減少了37.1%。就地溫再生是將再生技術(shù)與溫拌技術(shù)相結(jié)合，使得較低的加熱攤鋪碾壓溫度也能保障再生路面質(zhì)量，從而降低舊路面加熱、復拌再生溫度，達到節(jié)省燃油的目的。

（2）與銑刨翻修相比，就地熱再生能耗降低了33.5%，溫室氣體排放量減少了33.2%；就地溫再生能耗降低了58.3%，溫室氣體排放減少了57.9%。這主要是由于就地熱再生和就地溫再生100%循環(huán)利用舊路面材料，節(jié)約了原材料生產(chǎn)和運輸過程中的能耗及溫室氣體排放。

（3）高速公路瀝青路面養(yǎng)護施工過程中，銑刨翻修能耗和溫室氣體排放量最高，就地熱再生居中，就地溫再生最低。

本文對銑刨翻修、就地熱再生、就地溫再生三種瀝青路面中修養(yǎng)護技術(shù)進行了經(jīng)濟和環(huán)境效益計算分析，主要結(jié)論如下：

（1）瀝青路面養(yǎng)護施工過程中能耗與溫室氣體排放有很好的相關(guān)性，兩者的變化規(guī)律基本一致，用這兩個指標來進行環(huán)境效益評價具有可行性。

（2）相對于銑刨翻修，在保守預估就地熱再生和就地溫再生使用壽命情況下，就地熱再生的經(jīng)濟效益提高了15.7%，就地溫再生的經(jīng)濟效益提高了17.1%。這表明就地溫再生經(jīng)濟效益最好，其次為就地熱再生，銑刨翻修經(jīng)濟效益最差。

（3）相對于銑刨翻修，就地熱再生能耗降低了33.5%，溫室氣體排放量減少了33.2%；就地溫再生能耗降低了58.3%，溫室氣體排放減少了57.9%。這表明就地溫再生環(huán)境效益最優(yōu)，其次為就地熱再生，銑刨翻修環(huán)境效益最差。

（4）綜合考慮經(jīng)濟和環(huán)境效益，建議在瀝青路面中修養(yǎng)護中推廣應(yīng)用就地溫再生技術(shù)，這對構(gòu)建我國綠色交通體系具有重要意義。

▎作者：湖北省高速公路實業(yè)開發(fā)有限公司?羅爐、雷宗建、顏加俊