十八、预制装配式基层结构与二灰碎石基层结构全寿命周期造价分析与预测

                                                       赵树志  潘枫  郭高

(长春市市政工程设计研究院有限责任公司，吉林，长春 130033)

（2017-09-10发表于《市政技术》）

【摘要】：通过分析实际工程案例，将预制装配基层路面结构与传统二灰碎石基层路面结构在20年寿命周期内进行比较，并综合考虑产业发展趋势以及环保、社会等方面影响，显见预制装配基层路面结构优于传统二灰碎石基层路面结构，这将为今后道路预制产业提出预测。

【关键词】：预制装配基层路面结构；全寿命周期造价分析；预制块规模趋势

1、工程造价分析背景

    装配式基层路面结构形式系长春市市政工程设计研究院研发的实用新型道路基层结构（专利名称《混凝土砌块组装式道路结构》，国家《实用新型》，专利号：ZL 2012 2 0065648.3），近年来广泛应用于长春市道路大修、新建等要求短期通车的道路工程。

    标准立体图如下：

    材料：C20素混凝土；单块面积：0.98m2(含接缝）；体积：0.26m3；重量：680kg；尺寸：103X88X30。适用于不同等级、不同宽度的道路基层铺筑。

    此专利产品用于2013年飞跃中路试验段、2014年世纪大街、2015年百汇街、2016年百汇街、工农广场（昂昂溪路）、和顺三条等工程建设。2016年预制装配式道路基层结构被吉林省定额站收录为补充定额，编号为D10-0535  30cm预制装配式道路基层结构；D10-0536  30cm预制装配式道路检查井周边；D10-0537  30cm预制装配式道路封边。

2、道路全寿命周期年最小费用法分析

   以和顺三条工程为例进行单位平米造价分析，将预制块基层的路面结构（预制装配式基层结构）与传统结构二灰碎石基层路面结构（二灰碎石基层结构）进行比较。

   和顺三条南起自由大路，北至经纬南路，道路等级为城市支路，设计车速30km/h。工程位置见下图。

道路标准横断面为单幅路形式：2.0m（人行道）+2.5m（非机动车道）+1.5m（路侧绿化带）+12.0m （机动车道）+1.5m（路侧绿化带）+2.5m（非机动车道）+2.0m（人行道）=24.0m。路长度252m，新建机动车道面积3094m2。横断面见下图。

 

 

1.1机动车道结构（预制装配式基层结构）

4cm中粒式沥青混凝土 AC—16C

AL(M)-5液体石油沥青粘层油0.4L/m2

6cm中粒式沥青混凝土AC—20C

平均1.5cm AC-20C中粒式沥青混凝土调坡找平

AL(M)-5液体石油沥青粘层油0.4L/m2

30cm预制装配式砌块组合结构  

2cm沥青砂

15cm水泥稳定碎石（5%水泥）

5cm碎石垫层

根据《求实计价专家》软件得出总造价为147.42万元，计算得每平米476.47元。

1.2机动车道结构（二灰碎石基层结构）

中粒式沥青混凝土 厚度5cm

AL(M)-5液体石油沥青粘层油0.4L/m2

道路面层 机械摊铺厂拌粗粒式沥青混凝土AC-25C 厚度8cm

道路面层 洒铺石油沥青 透层油1L/m2

撒钉子石0.3m3/100m2

外购厂拌机铺道路基层（石灰：粉煤灰：碎石 8：12：80） 厚度30cm

道路基层 拖拉机拌合石灰稳定土 含灰量12% 厚度20cm

根据《求实计价专家》软件得出总造价为89.28万元，计算得每平米296.12元。

    本次比较适用两个标准：1）建造费用+维护费用方案造价最低为最优；2）建造费用+维护费用+施工期间车辆增加费用方案造价最低为最优。

    综合考虑当地主要道路维护费用和同等地区道路维护费用，取年道路维护费20元/平米（包括更换面层）。

     根据《037 CJJ37-2012 城市道路设计规范》如下：

    经过经验和理论计算以及规范阐述，“预制装配式基层结构”按水泥混凝土路面设计使用年限20年，期间无翻建；“二灰碎石基层结构”设计使用年限10年，要使用20年需要一次翻建，翻建费用包括废料外弃+新建费用=32+296.12=328.12元/平米。根据国家和长春市GDP增长为8%左右，基准折现率取8%。

    按照施工养生要求，“预制装配式基层结构”比“二灰碎石基层结构”早通车25天（二灰碎石基层养生28天，预制块基层施工3天），不考虑汽车尾气对环保的影响。查阅《二道区建设工程——和顺三条道路工程（自由大路——经纬南路）可研报告》，和顺三条设计车速为30公里/小时，双向2车道，平均一条车道设计通行能力为1040辆/小时， 此路段按每天有6小时能达到设计交通量，按道路设计规范，此处每天通行车量1040*2*6=12480辆。施工期间造成车辆延误及绕道行驶合计折算每辆车1.0公里，综合耗油量为0.1升，按油价每升6元，每天由于中断此处交通要多消耗0.1*6*12480=7488.00元/天。

计算数据如下：

建造费用+维修费用计算模型

A=P[i*(1+i)n/((1+i)n-i)]

 =476.47*(0.08*(1+0.08)20/((1+.08)20-1)）

 =48.60元/平

                运行费用+建造费用=48.60+20=68.60元/平

A=P[i*(1+i)n/((1+i)n-i)]

 =624.24*(0.08*(1+0.08)20/((1+0.08)20-1)

 =63.67元/平

 

          运行费用+建造费用=63.67+20=83.67元/平

A=P[i*(1+i)n/((1+i)n-i)]

 =745.24*(0.08*(1+0.08)20/((1+0.08)20-1)

  =76.01元/平

 运行费用+建造费用=76.01+20=96.01元/平

   经过比较，“预制装配式基层结构” 年费用68.67元<“二灰碎石基层结构” 年费用83.67元；考虑交通影响，“预制装配式基层结构” 年费用68.67元<“二灰碎石基层结构” 年费用96.01元。显见，“预制装配式基层结构”年费用最低，所以“预制装配式基层结构”（预制块基层路面结构）最优。

    下面是工厂预制和施工的场地。

3、预测2017年预制块规模趋势

3.1用移动平均法预测

统计2013年~2016年相关数据：

根据预制块基层使用特点，采用加权移动平均法预测2017年规模：Q=(4130*1+7200*2+26000*3)/3=32177平方米。

3.2用征兆指标预测法定性分析

产品的生产要素与生产规模如下：

    

可以看出，产品的价格影响了产品的生产（销售）规模，价格的下降促进产品使用规模的增长。

1）内在因果关系：产品生产逐渐成熟，生产率不断提高，产品价格下降是必然趋势。

2）外在因果关系：国家增加固定资产投资加大，长春市的气候特点是冬季漫长，全年施工期短，只有6个月，其中还有2至3个月是雨季，预制块基层结构弥补了季节对施工的负面影响，节约工期；工厂化生产，保证质量；节约材料，减少普通施工消耗量，节能环保是国家大力发展和提倡的，这也是今后行业发展的趋势。

4、预制块基层结构产品的生命周期

    产品生命周期是指一种产品从发明到推广应用、普及和衰败的过程。一个产品的生命周期传统上分为四个阶段：导入期、成长期、成熟期和衰退期。

    根据年产量（销售额）按生命周期划分，见下表和图：

    

    分析预制块基层结构处在产品的成长期，此阶段产品市场需求急剧膨胀，行业内的企业数量迅速增加，行业在经济结构的地位得到提高，产品质量提高，成本下降。对企业来说，此时是进入该行业的理想时期。目前还没有看到成熟期的趋势，产品的市场发展潜力还很大，市场的实际情况也证明这点，目前有多家生产企业与长春市市政设计研究院签约购买预制块基层生产专利技术，这些企业分布在长春、吉林、哈尔滨等地。

5、环境保护、社会评价

   “二灰碎石基层结构”施工期间噪声污染，使用振动较大的施工机械，如振动压路机等，对周围建筑及居民的影响巨大，若距施工点200 m范围内，有中、小学校或医疗单位等对噪声特别敏感的受体，还需要降低噪音的措施或改变施工方法。另外施工产生粉尘、扬尘也造成空气污染，采用洒水车势必对本来拥堵不堪的交通造成更大的负担。

  “预制装配式基层结构”采用了工厂批量生产，避免了噪音，粉尘对环境的污染。符合《国家十三五规划纲要》第四十八章“发展绿色环保产业，完善企业资质管理制度，鼓励发展节能环保技术咨询、系统设计、设备制造、工程施工、运营管理等专业化服务”的要求。而且，目前我国人口老龄化，劳动力缺乏，尤其是体力劳动者日渐减少，人工成本将不断升高，预制结构采用工厂机械化施工也能解决这个问题。

6、结语：

 通过对经济费用比较以及环保、社会影响等多方面分析，预制块基层结构将是现在和未来市政道路首选的基层结构，其必将对企业升级换代，废物垃圾处理，延长产业链，促进节能环保可持续发展的经济结构，具有更深远的影响。

主要参考文献：

[1]现代咨询方法与实务（2017年版）中国计划出版社

[2]建设工程计价2014年修订中国计划出版社

[2]建设工程造价案例分析2014年修订中国计划出版社

[4]国家十三五规划纲要

[5]长春市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要

[6]吉林省市政工程计价定额

[7]城市道路工程设计规范（CJJ37-2012）

[8]《二道区建设工程-和顺三条道路工程（自由大路~经纬南路）可研报告》

[9]《二道区建设工程-和顺三条道路工程（自由大路~经纬南路）施工图