基于费用效益比的高速公路水泥路面轻度破碎板维修对策分析

李卫

（贵州省交通建设工程造价管理站〈贵州省交通技术中心〉，贵州贵阳 550001）

【摘要】在分析水泥路面典型病害发展演化过程的基础上，结合多年水泥路面养护施工经验，对四种不同工况下水泥路面轻度破碎板的维修对策进行了费用效益比计算，最终得出费用效益比最优的维修对策。费用效益比的计算结果进一步印证了水泥路面预防性养护的理念，即及时采取措施延缓任何一个现有的细微病害，不仅更为有效的保障了路面的使用性能，且将极大地节约因后期严重病害发生后所需要的养护费用，能达到养护费用使用效益的最大化。

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关键词高速公路水泥路面；轻度破碎板；费用效益比；预防性养护

1水泥路面典型病害的发展演化过程

随着我国水泥路面修筑技术的提高，加上水泥路面具有强度高、扩散荷载能力强、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高、有利于夜间行车等优点，其在我国得到了广泛的应用，特别是重交通的高速公路上，水泥路面得到了更广泛的应用。然而，就目前水泥路面使用状况而言，存在着诸多问题，如原设计理论的不完善、施工经验的不足及养护的不重视等，使得许多水泥路面或出现了结构性的损坏，或表现为功能性的缺陷，出现了不同程度的损害，严重影响公路的使用质量。从图1水泥混凝土路面典型病害的发展演化过程来看，水泥路面病害总是从细微轻度病害到重度病害，从功能性病害向结构性病害转变[2]。

2不同状态下的水泥路面板使用寿命分析

水泥混凝土路面板以路面板发生重度破碎作为使用寿命终结的标志。通过对多条高速公路水泥混凝土路面的长期调查分析可得，不论是新建的水泥路面板使用寿命，还是换板后的水泥路面板使用寿命，均呈现正态分布。

2.1新建路面面板使用寿命

新建路面面板的使用寿命呈现出按交通荷载分级产生的两种正态分布，分别为极、特重荷载交通情况下的路面板的使用寿命正态分布和重荷载交通情况下的路面板的使用寿命正态分布。在极、特重荷载交通情况下，路面板的破碎逐年增加，破碎板数量在通车运营的第8～9年达到峰值，之后破碎状况又有所缓解；在重荷载交通情况下，路面板的破碎逐年增加，速度却明显低于极、重荷载交通，破碎板数量到通车运营的第12～13年达才到峰值，之后破碎状况又有所缓解。

2.2换板后路面面板使用寿命

尽管破碎换板后的路面面板的使用寿命也是呈现出和新建路面面板相同的按交通荷载分级产生的两种正态分布，但是换板后路面板的使用寿命和新建路面板的使用寿命却是不可同日而语的。由于换板过程中施工条件的限制、施工工艺的选择，必然导致相邻板块受到不良影响以及施工质量不如新建路面板质量等问题，从而导致换板后路面板的使用寿命远小于新建路面板使用寿命。在极、特重荷载交通情况下，路面板的破碎逐年增加，破碎板数量在通车运营的第2～3年达到峰值，之后破碎状况又有所缓解；在重荷载交通情况下，路面板的破碎逐年增加，速度却明显低于极、重荷载交通，破碎板数量到通车运营的第3～4年达才到峰值，之后破碎状况又有所缓解。

3维修对策的费用效益比计算分析[3]

由前面的分析及多年养护经验可得轻度破碎板在不同处治措施下的使用寿命：换板后在极、特重交通荷载下使用寿命约为2~3年，在重交通荷载下的使用寿命约为3~4年，换板单价为210元/m2；因重度裂缝引起的轻度破碎板灌缝后的使用寿命约为0.5年，灌缝单价为6元/m；因板角断裂引起的轻度破碎板用TST材料进行修补后的使用寿命约为0.5年，TST单价为300元/m2。进行费用效益比计算时，各维修对策的使用寿命均取其最大值。

假设一块水泥混凝土路面板发生了轻度破碎，即该板的使用寿命尚未终结，不需要强制换板。则该板的处治措施可根据引起其发生轻度破碎的病害进行选择。各种处治措施的费用效益比如下所示：

3.1极、特重交通荷载下换板的费用效益比

一块水泥混凝土路面板长5m，宽3.75m，面积为18.75m2，换板单价为210元/m2，使用寿命为3年，则换一块的费用为18.75×210=3937.5元，平均费用为3937.5/3=1312.5元/m2，即延长水泥混凝土路面板一年寿命的花费为1312.5元，费用效益比为1312.5元/年。

3.2重交通荷载下换板的费用效益比

一块水泥混凝土路面板长5m，宽3.75m，面积为18.75m2，换板单价为210元/m2，使用寿命为4年，则换一块的费用为18.75×210=3937.5元，平均费用为3937.5/4=984.4元/m2，即延长水泥混凝土路面板一年寿命的花费为984.4元，费用效益比为984.4元/年。

3.3因重度裂缝引起的轻度破碎板下灌缝修补的费用效益比

一块水泥混凝土路面板长5m，宽3.75m，面积为18.75m2，灌缝单价为6元/m，使用寿命为0.5年，假定裂缝长度为20米，则对一块板灌缝的造价为20×6=120元，平均造价为120/0.5=240元/m2，即延长水泥混凝土路面板一年寿命的花费为240元，费用效益比为240元/年。

3.4因板角断裂引起的轻度破碎板下板角断裂修补的费用效益比

一块水泥混凝土路面板长5m，宽3.75m，面积为18.75m2，TST修补单价为300元/m2，使用寿命为0.5年，即延长水泥混凝土路面板一年寿命的花费为600元，费用效益比为600元/年，根据规范对板角断裂的定义，取其板面积为1m2，则换一块板角的造价为1×300=300元，平均造价为300/0.5=600元/m2/年。

根据以上分析，我们得到处治轻度破碎板的各种维修对策的费用效益比，如表1所示。