崔永利

(石家莊市張石高速公路籌建處)

1 前 言

公路是國家重要的基礎設施,當前我國公路建設發(fā)展迅猛,每年都有數(shù)千億元的投資,數(shù)額巨大。為了貫徹建設以人為為本、節(jié)約型社會的政策,交通部于 2004年提出“六個堅持,六個樹立”新的設計理念,其中“堅持可持續(xù)發(fā)展,樹立節(jié)約資源的理念”。堅持系統(tǒng)論,樹立節(jié)約資源的理念”,是響應國家倡導的健立節(jié)約型社會”在公路勘察設計工作的具體體現(xiàn)。樹立全壽命周期成本理念,精心設計,注重方案比選,努力降低公路工程造價。全壽命周期成本是指工程全壽命周期的成本總和,包括工程建設成本、運營管理成本和養(yǎng)護維修成本。我國高速公路瀝青路面建設存在兩大問題:使用壽命短、建設和維護以及重建成本高。幾乎在道路建設和使用的每一不同階段,都可以見到大面積的路面結(jié)構(gòu)維修場面。這里面雖然有施工質(zhì)量的問題,有結(jié)構(gòu)設計的問題,以及傳統(tǒng)的路面設計本身存在初期投入不足、標準偏低的聞題,從根本上講還有高速公路設計觀念的問題。

2 路面結(jié)構(gòu)方案的提出

為使設計的路面結(jié)構(gòu)更能夠保證使用的年限,經(jīng)過對高速公路路面結(jié)構(gòu)及相關問題研究,通過對張石、保阜等 5條高速公路路面結(jié)構(gòu)及運營、維修等情況的調(diào)查,結(jié)合國內(nèi)外研究成果,采用全壽命分析方法,針對西柏坡高速提出三種路面結(jié)構(gòu):所分析的三種瀝青路面結(jié)構(gòu)如圖 1所示,為了便于比較,設定了相近的路面結(jié)構(gòu)總厚度,不小于 70cm。圖中結(jié)構(gòu) I代表目前河北省廣泛采用的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)II代表目前已使用超過10年沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞的廣深高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)也是目前國內(nèi)道路界比較推崇的一種路面結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)III代表國外近年來按“永久式路面”理念。

(I)半剛性基層 (II)組合式基層 (III)柔性基層瀝青面層4cm+6cm =10cm瀝青面層4cm+6cm =10cm瀝青面層4cm+6cm =10cm水穩(wěn)碎石基層36cm瀝青混合料基層10cm+10cm 瀝青基層10cm+15cm石灰穩(wěn)定土15cm 水泥穩(wěn)定碎石基層30cm 級配碎石基層30cm土基 土基 土基

3 壽命周期費用分析

近些年來,隨著我國公路建設投資渠道的多元化,以及對道路后期養(yǎng)護費、改建費及對用戶影響的重視,壽命周期費用分析作為一種經(jīng)濟分析的手段和方法正廣泛用于道路建設行業(yè)。通常人們很難在初期投資小、養(yǎng)護改建費高或初建投資大、養(yǎng)護改建費低的兩種方案中做出比較合理的抉擇。壽命周期費用分析方法用較為科學的經(jīng)濟分析方法通過計算一定時期內(nèi)所有費用的總和,并把不同時期發(fā)生的費用折算為現(xiàn)值,然后加以比較,就能夠比較直觀的反映分析期內(nèi)建、養(yǎng)、修的各項費用。壽命周期費用與預期使用壽命、養(yǎng)護和改建措施、拆現(xiàn)率大小有密切關系。分析時,應首先確定這些值,然后分析壽命周期內(nèi)的各項費用并求其總和,費用最低的方案應該是最經(jīng)濟的。本文以西柏坡公路瀝青路面結(jié)構(gòu)為分析對象,采用15年分析期,把分析期內(nèi)不同時期支出的費用,按一定的貼現(xiàn)率折算為現(xiàn)值,記作 Pv,按公式(1)計算壽命周期費用凈現(xiàn)值

式中:Ic為初期建設費用;X為各期不同費別的費用(養(yǎng)、修費等);PWn為n年現(xiàn)值系數(shù);n為分析期;S為殘值;i為折現(xiàn)率。

路面壽命周期內(nèi)的主要費用包括設計費、初期修建費、養(yǎng)護費、大中修費及路面殘值。由于經(jīng)濟分析的主要目的是通過比較選取最佳方案,因此分析的主要任務是比較各方案費用和效益的差異。因雨方案中完全相同或差別不大的費用可以不予計算。因此,本研究主要研究初建費、養(yǎng)護費及大中修費。初建費按定額及現(xiàn)行價格計算;大中修費根據(jù)河北省近些年來的經(jīng)驗估算。路面殘值是路面在分析期末殘存的價值,但因不同類型路面經(jīng)過大修后殘值很難計算,故為簡化計算不計殘值。

養(yǎng)護費受道路等級、路面類型、環(huán)境條件和交通量等多因素影響,一般是根據(jù)養(yǎng)護資料用回歸分析方法建立養(yǎng)護費用模型。由于目前尚無現(xiàn)成模型得以應用,本文采用比較簡化的方法,假定三種結(jié)構(gòu)日常路面養(yǎng)護費用及其變化規(guī)律相同,只比較大中修次數(shù)和費用。

(1)初期建設費用(元/m2):根據(jù)路面結(jié)構(gòu)按定額和現(xiàn)行價格進行計算,結(jié)果如表1。

表1 初期建設費用

(2)養(yǎng)護維修策略:根據(jù)設計年限內(nèi)路段最大累計軸載作用次數(shù)和預測的結(jié)構(gòu)層承載力,得出相應路面結(jié)構(gòu)維修方案如下。

結(jié)構(gòu)I:7～8年更換面層和上基層,15～16年更換面層和上基層。

結(jié)構(gòu)II:7～8年更換面層(或面層再生),15～16年更換面層(或面層再生)。

結(jié)構(gòu)III:30年無需維修。

(3)壽命周期費用計算(元/m2):根據(jù)初期建設費用及維修方式按照假定的上漲率和折現(xiàn)率,根據(jù)公式(1)計算其壽命周期費用如表 2。

表2 壽命周期費用計算

4 結(jié) 論

用全壽命成本分析方法對多種路面結(jié)構(gòu)進行比較,優(yōu)選總成本最低的方案,方案 III周期費用最低,結(jié)構(gòu) 11次之,綜合比較后認為,鑒于結(jié)構(gòu) III據(jù)我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)差距較大,觀念和配套技術對于實施該結(jié)構(gòu)可能都存在一些問題。組合式結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)II)也可以表現(xiàn)出非常好的性能,且與我國現(xiàn)行路面設計觀念接近,應該是首選方案。

[1] 降低造價公路設計指南.人民交通出版社,2002.

[2] 廣深高速公路路面結(jié)構(gòu)及相關問題研究 .華南理工大學道路研究所,2004.