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高速公路快速维修高聚物注浆技术经济社会效益研究国家发展和改革委员会综合运输研究所2012年4月12日肖昭升13501120838xiaozhsh@sohu.com一、研究背景二、高聚物注浆技术示范工程经济效益分析三、高聚物注浆技术的市场需求预测及经济效益评价四、高聚物注浆技术的社会效益评价五、高聚物注浆技术推广应用前景分析六、主要结论与建议主要内容自1988年我国第一条高速公路建成通车以来，中国的高速公路发展创造了举世瞩目的奇迹，到2008年底已建成通车里程6.03万公里，到2011年底已达8.1万公里，居世界第二位；展望未来，高速公路仍然会以较快速度增长，预计到2020年我国高速公路里程将达到12万公里以上。因此，对高速公路养护发展形势得到如下三点基本认识：一、研究背景(一)对我国高速公路养护发展的基本认识1、高速公路养护维修规模会逐年增加在高速公路规模进一步扩大的同时，高速公路养护量也在逐年增加；养护问题将逐步成为我国高速公路发展中的重点问题。一、研究背景(一)对我国高速公路养护发展的基本认识2、高速公路普遍采用的传统养护维修模式需要创新传统养护维修模式有许多优点，但存在六点不足：一是维修用料多；二是维修时间长；三是对高速公路交通影响大；四是病害处理难彻底；五是产生工程废料多；六是对路面损害的面积大。因此，不断克服既有养护维修模式的不足，创新高速公路养护维修模式，是摆在我国高速公路养护维修行业面前的重要课题。。一、研究背景(一)对我国高速公路养护发展的基本认识3、高速公路养护维修新技术的核心要求就是快速、安全、经济随着高速公路交通流量的快速增加，需要在实施维修过程中，尽可能减少对高速公路交通的影响，即要求维修技术达到“广、快、好、省”，适应范围要广，维修速度要快，维修质量要好，维修费用要省。一、研究背景(一)对我国高速公路养护发展的基本认识1、客观评价养护维修技术的实际经济效果高聚物注浆技术已经成功研发与应用，有效地弥补了传统维修养护技术的不足，需对该技术应用中所取得的初步经济效果进行客观评价。一、研究背景(二)评价养护维修新技术的基本思路2、科学分析养护维修技术的推广应用前景和经济社会效益为了在更大范围推广应用该技术，需要科学分析该技术的市场需求情况和经济社会影响，课题组试图从宏观层面对该技术的经济社会效益和相关风险进行研究。一、研究背景(二)评价养护维修新技术的基本思路3、提出相关建议通过研究，提出进一步提高该技术经济社会效益的相关建议一、研究背景(二)评价养护维修新技术的基本思路高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的工程快速维修技术，在国外主要用于建筑物地基加固或地板修复，国内在郑州大学等单位的攻关下，将无损检测技术与高聚物注浆技术进行了有机集成，开发了基于无损检测技术的快速维修高聚物注浆成套技术，目前已应用于道路、隧道的快速非开挖维修加固。高聚物注浆技术的核心是高聚物材料及其注浆技术。（一）高聚物注浆技术的特点和示范工程效果二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价1、特点与水泥压浆、开挖换填及加铺等传统维修方法相比，高聚物注浆技术具有耐久性好、针对性强、施工快捷、节省投资、节约资源等特点。2、示范工程效果2007年1月17日至2007年1月22日，应用高聚物注浆维修技术对此安新高速公路进行了处治。维修后道路的弯沉值明显下降，路面承载力提高，结构层均匀完整性也得到了较好的恢复。二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价在安新高速公路示范工程引导带动作用下，一年内用高聚物注浆技术完成河南、湖北、安徽等省22条高速公路，约70万平方米的病害处治。修复效果十分明显。示范工程的技术效果明显，但经济社会效益尚不明确，尤其是推广到全国范围的经济合理性更不明确，需要进行系统客观评价。二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价安-新高速公路应用高聚物注浆技术维修以前采取的病害处治方案主要是水泥压浆和水泥混凝土基层换填。由于水泥压浆耐久性较差，与高聚物注浆不具有可比性，因此本课题选择水泥混凝土换填作为比较方案。（二）方案选择和评价内容二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价为简化计算，假定开挖换填方案与高聚物注浆维修效果相当，并且不考虑超挖和次生病害。即假定两种不同维修方案的收益相同，只对两种方案的成本进行比较。以此作为高聚物注浆经济效益分析依据，总体上是偏于保守的。（二）方案选择和评价内容二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价在高速公路的维修期间，除了维修成本等直接费用外，还会带来其他间接费用。如由于减少交通流量而减少通行费收入；由于通行环境恶化，增加汽车行驶成本；由于造成交通堵塞，增加道路使用者的时间成本等。因此，本报告分别从维修费用、通行费收入、汽车行驶成本、道路使用者时间成本、交通事故损失等五个方面对高聚物注浆技术的经济效益进行分析。（二）方案选择和评价内容二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价（三）评价方法二、高聚物注浆技术示范工程经济效益评价应用高聚物注浆技术的经济效益评价，实际上是对两种维修方案的经济效益比较。经济效益评价采用净现值法，按照经济净现值（ENPV）计算（四）经济评价的主要参数安新路采用高聚物注浆技术节约各项费用情况如下表所示。此次安新路采用高聚物注浆技术进行维修共节约直接费用1.0亿，节约间接费用3775.6万元，合计约1.38亿元。（五）经济评价结果安新路采用高聚物注浆技术节约各项费用情况单位：万元指标开挖式高聚物注浆费用节省维修费用15750560010150通行费收入损失1076.2173.0903.2汽车行驶成本1722.7240.71482.0道路使用者时间成本1597.8223.41374.4交通事故损失18.62.616.0（六）新技术对周期维修费用的潜在影响采用高聚物注浆技术对年度维修费用支出的影响体现在以下几个方面：1、节省大修费用支出。2001年采用传统方式进行大修支出维修费用19000万元，而2007年采用高聚物注浆技术进行大修支出的维修费用仅7335万元，节省大修费用1亿多元。2、节省后续年度维修费用。采用高聚物注浆技术进行大修随后的5年期间总计支出维修费用27500万元，平均每年支出维修费用5500万元；而采用高聚物注浆技术大修随后的5年期间总计支出维修费用4900万元，平均每年支出维修费用980万元(假定2010、2011年支出各为1000万元)。安新路应用高聚物注浆技术可节省潜在维修费用2.3亿多。（六）新技术对周期维修费用的潜在影响3、延缓大修年度采用高聚物注浆技术还可能延缓大修年度，使大修周期延长，从而带来更加可观的经济效益。但是，像安新路这样在建成通车3年后即进行大修，大修后每年路面坏损依然严重，养护维修费用连年升高的情况在我国高速公路中也属于特例，缺乏代表性。（六）新技术对周期维修费用的潜在影响150065003400750086007335120070001000200030004000500060007000800090001000020022003200420052006200720082009年度万元安新线2002～2009年维修费用支出情况应用高聚物注浆前后年度维修费用支出对比•其中裂缝、唧浆、沉陷、坑槽四类水损病害比重基本稳定在65%以上；同时，根据全国气候条件，又分为多雨、冰冻和干旱三个地区，分别预测出待维修面积。未来我国高速公路路面维修总量预测单位：万平方米年份2010年预测值2015年预测值2020年预测值病害量＞14000＞19000＞24000（一）全国高速公路路面养护维修量预测三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价全国高速公路路面水损病害维修面积预测年份多雨地区冰冻地区干旱地区总病害水损病害总病害水损病害总病害水损病害2008年实际值＞9100＞6400＞1100＞750＞1600＞6502015年预测值＞14000＞9800＞1800＞1300＞2600＞12002020年预测值＞16800＞11700＞2800＞2000＞4300＞1700（二）全国范围的经济效益评价方法三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价应用高聚物注浆技术的经济效益评价，实际上是对两种维修方案的经济效益比较。经济效益评价采用净现值法，按照经济净现值（ENPV）计算对传统开挖式和高聚物注浆技术进行直接费用和间接费用比较----直接费用指由高速公路管理部门承担的费用，主要包括维修成本支出和通行费收入损失。----间接费用指由其他相关者，如高速公路使用者、沿线居民承担的费用，主要包括汽车运输成本、旅客或货主的时间成本、交通事故成本三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价（三）计算依据和基本参数设定开挖式单价根据交通部提供的高速公路养护综合单价定额标准取沥青路面270元/平方米（比安-新高速低40%），水泥路面210元/平方米；高聚物注浆单价考虑到目前高聚物注浆材料中有一部分依靠进口，如果这部分材料实现国产化（高聚物注浆材料的国产化有望在2010年实现），应用该技术的维修成本将进一步降低，取沥青路面128元/平方米（比安-新路低20%），水泥路面120元/平方米。三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价（三）计算依据和基本参数设定间接费用计算以省为单位进行计算后加总得到全国数据，其中，交通量数据以2008年为基年数据取自国家干线公路交通量手册，年交通量增长率设定为5％。三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价（三）计算依据和基本参数设定•方案1：5％的水损病害采用高聚物注浆技术进行维修；•方案2：10％的水损病害采用高聚物注浆技术进行维修；•方案3：20％的水损病害采用高聚物注浆技术进行维修。（四）方案设定三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价（五）评价结果全国推广的经济效益测算单位：万元2020年在三种不同的方案（5％、10％、20％）下，全国推广应用高聚物注浆技术节省直接费用分别为8.2亿元、16.4亿元和32.8亿元，节省间接费用分别为9.3亿元、18.5亿元和37.0亿元。即时按照最低5%的方案估算，经济效益可达到17.5亿元。可见，该技术在全国推广应用的经济效益是显著的。三、高聚物注浆技术市场需求预测及效益评价（五）评价结果高聚物注浆技术快速检测和维修技术作为我国自主研发的高新技术成果之一，其产业化和在全国范围的推广应用将带来广泛的社会效益，对于提高自主创新能力、提高高速公路服务水平、保护环境、降低能源消耗、促进学科建设和人才培养等方面都具有积极意义。另一方面，也会对于传统建材产业的发展、道路养护维修劳动力的就业造成一定的不利影响四、高聚物注浆技术的社会效益评价（1）促进公路养护维修行业技术升级转型（2）推动道路无损检测技术的发展和应用（3）推动道路维修新材料及新装备研发和产业化四、高聚物注浆技术的社会效益评价1、有利于提升我国公路养护维修技术自主创新能力（1）保持良好路况（2）减少交通干扰（3）减少交通事故四、高聚物注浆技术的社会效益评价2、有利于提高高速公路服务水平我国是一个水泥生产大国，水泥年生产能力约20亿吨。高聚物注浆技术为水泥路面养护维修提供了先进高效、经济实用的技术手段，解决了水泥路面快速修复关键技术问题，对于促进水泥路面高速公路的发展，改善和优化高速公路结构比例，开拓水泥产业市场，具有重大意义和作用四、高聚物注浆技术的社会效益评价3、有利于促进水泥路面高速公路的发展（1）充分利用原有路面材料，减少废弃物污染(2)节省汽车油耗，减少汽车尾气排放（3）减少维修施工造成的噪声及粉尘污染（4）减少工程量，降低能源消耗四、高聚物注浆技术的社会效益评价4、有利于节能减排和保护环境（1）提高干线公路、城市道路及机场道面养护维修技术水平(2)推动交通、水利基础设施及矿山工程除险加固技术的发展（3）促进高新技术与传统学科的交叉融合和复合型人才的培养四、高聚物注浆技术的社会效益评价5、有利于推动相关工程领域技术进步和人才培养应用高聚物注浆技术的不利影响主要是对建材行业的发展和传统养护维修