摘 要： 文章从经济角度分析论证了聚合物改性水泥混凝土（ PCC） 和纤维水泥混凝土的材料成本和性价比， 陈述了随我国化工业的不断发展， 高分子材料作为一种很有前途的路用材料， 价格降低后， 这两种新型混凝土路面具有广阔的发展前景。
关键词： 聚合物改性水泥混凝土（ PCC） ； 纤维水泥混凝土； 经济分析
1 概述
由于水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、稳定性好的特点， 以及我国水泥产量大， 分布广， 可就近供应的优势， 在我国得到长足发展。但在实际使用过程中， 也存在一些缺点。虽然公路水泥混凝土路面设计期限为30 年， 但实际正常运营使用寿命均不足10 年， 加之水泥混凝土路面出现损坏后， 养护修补困难较大， 费用较高。尤其日益增长的经济建设对道路交通提出了越来越高的要求， 重型运输车辆有增无减， 使得水泥混凝土路面达不到设计使用寿命， 使用早期就出现了各种各样的破坏， 例如开裂、断板、沉陷、错台、麻面、唧泥等。出现上述病害除了设计及施工方面的原因外， 最重要的就是水泥混凝土组成材料本身存在着固有缺陷， 即刚性大， 柔韧性低， 导致水泥混凝土路面在交通荷载及自然因素作用下耐久性降低。因此， 惠州市公路管理局和长安大学联合对路面水泥混凝土进行研究改性， 以提高其路用性能并降低脆性， 经多方比选分别采用聚合物和纤维对普通水泥混凝土进行改性。
该研究项目结合前期调研、室内宏观及微观试验和室外工程实践， 并通过理论分析和计算， 系统而全面地研究了聚合物改性水泥混凝土（ PCC） 和聚丙烯纤维水泥混凝土的路用性能、施工工艺及路面结构， 为以上两种新型路面材料在国内大规模应用奠定了理论与试验基础， 并提出了相应的施工指南性意见。该项目首次在国内铺筑了聚合物改性水泥混凝土复合式试验路面， 并总结了相应关键施工技术； 首次对聚丙烯纤维改性水泥混凝土的路用性能进行了研究， 并修筑了相应的试验路工程； 首次在国内利用孔测试技术研究分析了聚合物改性水泥混凝土（ PCC） 和纤维水泥混凝土的微观孔结构， 并由此揭示改性机理； 首次对聚合物改性混凝土复合式路面结构进行了理论计算分析， 证明了该路面结构的可行性与实用性。
该研究项目对室内研究成果在广东省惠州市省道358 线惠阳新圩至秋长段改建工程中铺筑试验路予以验证， 从实际应用情况看， 经过完工1 年多，有大量重载车通过， 日交通量增长到约12300 辆/昼夜， 路面使用效果良好。本文将对该项目的两种改性水泥混凝土的经济性进行分析。
2 经济分析
2.1 材料成本分析
（ 1） 聚合物改性水泥混凝土（ PPC） 复合式路面PCC 具有强度高、柔韧性好、耐久性优良、粘结能力强、动力学性能好等优点， 但作为一种优良的路面材料， PCC 还应该具备很好的经济性， 才能在我国推广应用， 以下通过分析材料的成本和性价比， 评价其经济性之一。
通过对单方混凝土进行成本分析， 比较PPC 复合式路面与普通水泥混凝土路面的成本造价。经过市场调研， 原材料的市场价格如表1 所示， 单方水泥混凝土与PPC 成本见表2。
（ 2） 聚丙烯纤维水泥混凝土路面聚丙烯辅特维纤维混凝土虽具有良好的路用性能， 但如何评估聚丙烯纤维材料的经济性， 目前没有规范性的指标。由于聚丙烯纤维辅特维对混凝土的改善主要在于其对路用性能的提高。因此本课题以路用性能为核心指标， 来衡量纤维材料的经济特性。
2.2 性价比分析
目前我国道路水泥混凝土配合比设计采取单指标评价方法， 评价指标为28d 抗折强度， 但对材料的耐久性能没有具体要求， 导致很多即使抗折强度较高的混凝土路桥面出现了耐久性病害， 因此混凝土的多指标配合比设计和评价方法已成为未来路面水泥混凝土配合比设计的发展方向。聚合物和纤维的掺入对水泥混凝土的改性效果明显， 其一般规律是随着聚合物和纤维掺量的增加， 混凝土的各项路用性能指标均有不同程度的提高。
性能价格比（ PCB） 即材料改性后所达到的路用性能与材料成本的比值， 定义为单位人民币的材料性能， 如下式
式中， PCB 为性价比； ki 为路用指标各指标权重系数， 各指标权重系数取值见表3； fi 为路用性能指标值（ 相对普通水泥混凝土的比值， 普通水泥混凝土取为1．00） ； C 为单位混凝土的成本价格。
对PCC 而言： fi 分别为PCC 的抗折强度、韧度、弯拉应变、抗冲击能力、粘结强度、腐蚀强度损失率相对基准混凝土的比值， 对于压折比、抗渗高度、耐磨、收缩取相对基准混凝土比值的倒数。
对纤维而言： fi 分别为纤维水泥混凝土的抗折强度、劈裂强度、抗冲击性相对基准混凝土的比值， 对压折比、抗渗高度、耐磨、疲劳取相对基准混凝土比值的倒数。
（ 2） 聚丙烯纤维水泥混凝土路面辅特维纤维水泥混凝土路面的施工与普通水泥混凝土路面相比， 除按配比掺入纤维外， 基本不增加施工设备和人员， 因此不产生额外的费用。则材料路用性价比的评价结果见表7 和表8。
3 结语
通过对改性水泥混凝土的路用性能综合指标评价和经济分析， 改性水泥混凝土路面性价比分析只考虑初期材料成本费用， 并没有考虑后期的养护和维修费用， 相对于普通水泥混凝土路面， PCC 复合式路面和辅特维纤维水泥混凝土路面的成本较高，如果单纯使用价格和经济收益比来评价其合理性与可行性， 往往会忽视由于混凝土路用性能提高所带来的长期效益， 但如果考虑整体的性价比， 并且考虑材料成本会随我国化工业的不断发展， 高分子材料作为一种很有前途的路用材料， 价格降低后， 聚合物、辅特维纤维水泥混凝土路面的经济效应还是相当可观的， 而且聚合物和辅特维纤维对路用性能的改善， 对水泥混凝土路面而言体现的是长久效应。普通水泥混凝土路面一般5～10 年后要大修， 大修费用往往高于新建路面费用， 因此从长期性能考虑聚合物、辅特维纤维改性混凝土无疑是一种经济实用的选择。该技术推广应用可大大改善惠州地区乃至全国桥面铺装病害、水泥混凝土路面损坏的现状， 并且产生巨大的社会、经济效益， 具有广阔的发展前景。
