表5-3 实体工程裂缝观测请况
路段编号 1 2 3 4 观测路段 长度 (m) 708 1750 1350 1000 (条) 0 0 0 9 (条) 2 4 3 31 贯通缝非贯通缝最小裂缝间距(m) 337 259 353 5 最大裂缝间距(m) 337 482 412 35 平均裂缝间距(m) 337 370.5 382.5 20 §5—3 经济性分析
目前,许多设计者注重初期投资,而忽视了后期养护维修费及用户费用。采用路面初期投资较小后期养护维修费较高还是初期投资较大后期养护维修费用较低的策略,其科学的经济分析方法是,把一定时期内所有费用考虑在内,并把不同时间的费用以现值表示,然后加以对比,即所谓寿命周期费用分析法。在进行经济分析时,所考虑的主要因素有两大类,即部门费用和用户费用,而部门费用主要包括初期修建费用和养护维修费用(包括日常养护费和大中修费)。
路面的社会效益表现在使用者费用低和能耗少等方面,使用者费用包括行程时间费、车辆运行费、事故费和时间延误费。由于采取预锯缝及贴缝处理和不采取预锯缝及贴缝处理两种情况下的半刚性基层沥青路面都能在较长时间内保持较高的服务能力,相对减少行程时间费、车辆运行费和事故费;但是在使用期内,由于前者大、中修次数少,且养护工作量小,可大大减少时间延误费,所以采取预锯缝及贴缝处理比不采取预锯缝及贴缝处理的道路用户费用要节省很多。
当采取锯缝技术处理半刚性基层时,路面的初期修建费用会由于工序和材料费的增加而增加,但是,由于预锯缝防裂措施的应用,将在很大程度上降低路面的养护维修费用,不仅能抵扣初期修建费用的增加而且提高工程的经济社会效益。
S220线孟寨至郭庄公路改建工程水泥稳定碎石采用切缝6CM深,切缝间距平均为25M. APP改性沥青油毡宽80CM,每公里切缝40条,需增加费用
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40*249=9960元。当采取锯缝技术处理后的道路投入使用后在质量责任期内保证不会在进行较大的修补,预计修补费用每公里为15000元。通车后的第四年,预计裂缝处养护费用每公里为49000元,且可以保证再使用四年以后再进行大修。某工程投入运营后,在质量责任期交工前就对12%的裂缝面积进行修补,花费费用每公里47200元。运营后的第四年,道路出现大面积的辐射裂缝,和因裂缝引起的局部破碎和坑槽,致使道路不得不进行大面积的修补,在修补施工期间,该项目建设还贷的收费站日收益额下降近30%。修补费用为每公里186000元,修补时间为12天,收费站日平均损失2582元。不计材料的浪费和环境保护的污染费用,第四年修补每公里合计费用188582元。假定无论是S220线孟寨至郭庄公路改建工程和以上某工程均为使用年限12年,均在运营的第八年进行大修。
以上费用不考虑非工程质量所引起的共同的费用,在不计通货膨胀、按银行整存整取年定期利率3.87%复利折合2007年现金值。
S220线孟寨至郭庄公路改建工程投入运营后四年的修补费用折2007年现金:
9960+15000÷(1+0.0387)+49000÷(1+0.0387) =9960+13903.08+42095.49 =65958.57
某道路工程投入运营后四年的修补费用折2007年现金: 47200×(1+0.0387)3 + 188582×(1+0.0387)2 =52894.73 +203460.68 =256355.41
256355.41-65958.57=1900396.84 370*1900396.84=703146830.8 703146830.8÷12=5859556.9
经济效益分析可以看出,在不计算经济发展和通货膨胀的情况下,当采取锯缝技术处理的半刚性基层在投入运营后的第四年中修每公里节约修补资金1900396.84元,当前漯河二级公路养护里程达370公里,如果能够在新一轮道路施工过程中均在水泥稳定碎石基层施工中应用预锯缝技术,那么不久的将来
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我们漯河公路养护费用每年可节约近600万。当然,大面积的、周期较短的修补不仅是大量资金的投入,更重要的是不可再生资源的浪费,和施工过程中对生态环境、人文地理的破坏,其对社会发展的影响更是不能用经济杠杆可以衡量的!
对于采取预锯缝处理的水泥稳定碎石基层进行养护维修费用分析时,结合河南省采取预锯缝处理的水泥稳定类沥青路面的调研情况,若采用单层土工布处理,与不采取任何措施相比,出现反射裂缝的数量大约可降低30%~40%,日常年养护费用一般可降低20%~25%;若采用双层土工布处理,与不采取任何措施相比,出现反射裂缝的数量大约可降低50%~60%,日常年养护费用一般可降低25%~30%,并减少一次中修〔中修期由5年一次改为7.5年一次)。对于APP改性沥青油毡,由于其贴缝效果与双层土工布相近,故可认为采用APP改性沥青油毡处理,出现反射裂缝的数量也大约可降低50%~60%,日常年养护费用一般也可降低25%~30%,并减少一次中修。结合以上情况可说明,该科研项目的经济性分析是合理。
§5—4 本章小结
通过半刚性基层锯缝实体工程应用经济性分析,得出如下结论:
1、以实体工程为依托,进行了水泥稳定碎石基层预锯缝处理措施的试验路
施工研究,并对预锯缝、填缝和土工织物与APP改性沥青油毡贴缝处理的施工方法以及施工中遇到的问题进行了总结。
2、试验路观测表明,路面使用性能良好,无反射裂缝的出现。但试验路的长期使用效果还有待进一步观测。
3、立足实体工程,采用寿命周期费用分析法,对采取预锯缝处理的水泥稳定碎石基层沥青路面进行了经济性分析,且经济性分析符合调查结果。
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第六章 主要结论
通过对半刚性基层沥青路面结构预锯缝防裂措施进行深入系统的分析和研究,得出以下几点结论:
1、水泥稳定碎石基层材料以温度收缩开裂为主,温度应力特别是温度胀缩应力是产生反射裂缝的主要因素,它引起反射裂缝的产生,并参与了最初的扩展;而荷载应力只是加速了裂缝的进一步扩展。
2、从水泥稳定碎石基层沥青路面施工时间的实际状况及施工季节最不利情况出发,按未铺沥青面层和已铺沥青面层两阶段对水泥稳定碎石基层沥青路面结构温度场进行了分析。以路面结构温度场分析结论指导水泥稳定碎石预锯缝技术。
3、从水泥稳定碎石基层养生阶段强度增长特性、温度变化规律和芯样完整率与基层强度增长关系分析入手,总结出了有效确定锯缝合理时间的方法。
4、结合基层施工实际情况,水泥稳定碎石基层锯缝间距和相对锯缝深度的建议值为:当温差△T在30~50℃范围时,锯缝间距采用20m,相对锯缝深度应为基层板厚度的1/5 ~1/4;当△T在20~30℃范围时,锯缝间距采用30m,相对锯缝深度应为基层板厚度的1/4 ~1/3;当△T在10~20℃范围时,锯缝间距采用50m,相对锯缝深度应为基层板厚度的1/3 ~1/2。当△T在0~10℃范围时,锯缝间距采用60m,相对锯缝深度应为基层板厚度的1/2 ~2/3。
5、通过采用寿命周期费用分析法对比分析表明,采取预锯缝处理的水泥稳定碎石基层沥青路面的经济性明显优于不采取预锯缝处理措施的水泥稳定碎石基层沥青路面,且能起到良好的经济效益和社会效益,有很好的推广和应用的效益。
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