唐承耀 徐亦航 徐佳/中交第一公路勘察設計研究院有限公司

公路養(yǎng)護的全壽命費用分析

唐承耀 徐亦航 徐佳/中交第一公路勘察設計研究院有限公司

截止“十一五”末，我國公路總里程已突破400百萬公里，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路通達率達到99.9%，公路交通領域工作重心已由大規(guī)模公路建設向維修與養(yǎng)護轉移,并將在“十二五”期間迎來公路養(yǎng)護的高峰期。面對多種多樣的公路養(yǎng)護措施和技術，選取合理的養(yǎng)護策略，能夠合理利用有限資金，提高路面服務水平，減緩后期公路養(yǎng)護工作壓力，為我國交通事業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。本文著重介紹了公路養(yǎng)護全壽命費用分析的特點，為后繼分析方法的提出和實現(xiàn)奠定了基礎。

公路養(yǎng)護；全壽命費用分析

截止2012年底，全國公路總里程已達424萬公里，其中高速公路9.6萬公里，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路通達率達到99.9%。預期到“十二五”末，全國高速公路通車里程將超過13萬公里，基本建成國家高速公路網(wǎng)主骨架。公路建設領域的工作重心正由大規(guī)模建設向規(guī)范化養(yǎng)護轉移。“十二五”期間，公路周期性養(yǎng)護將達到高峰。將面臨集中大修和改造的壓力；與此同時，公路養(yǎng)護資金不足的矛盾更為突出，特別是政府還貸二級公路取消收費后，公路養(yǎng)護資金缺口進一步加大。針對道路狀況做出合理的維修和養(yǎng)護決策，有效利用有限資金，保證交通安全暢通是道路工作者亟待解決的首要任務。使用全壽命經(jīng)濟分析是解決這一問題的有效途徑。

一、全壽命費用分析

全壽命費用（life cycle cost）分析是一種用于評價各種因素對產品從計劃、設計、生產、調試使用直至報廢的全周期費用分析，其費用包括全周期中的各種直接和間接費用。全壽命分析起源于美國的國防系統(tǒng)，被廣泛使用于武器系統(tǒng)的研發(fā)、制造和采購。該方法被國外工業(yè)界廣泛應用以實現(xiàn)產品利潤最大化，政府部門也采用該方法用于項目的評估、設計和實施以有效利用開支。在美國聯(lián)邦審計署提供的費用評估指導手冊中，全壽命費用分析的理念貫穿始終。

二、公路養(yǎng)護全壽命經(jīng)濟分析的特點

公路作為一種為公眾提供交通服務的產品，其相關費用也可以采用全壽命費用分析進行評估。然而，由于公路工程的特殊性導致該領域的相關研究和應用相對落后于國防、電子、汽車等工業(yè)領域，尤其是養(yǎng)護工作的費用，在公路的籌劃過程中容易被忽略或由于條件限制被暫不考慮。

首先，公路工程項目投資規(guī)模大，涉及領域廣，建設及服務周期長。尤其對于現(xiàn)代智能化交通系統(tǒng)，工程涉及電子監(jiān)控、收費、交通安全乃至互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務等，使得新建項目籌劃過程中難以對各個部分的費用準確評估。公路投入使用后，路面狀況逐步衰退，傳統(tǒng)的公路維修與養(yǎng)護方案側重于目前路面結構和使用功能的修復，對于修復后路面的壽命及后繼養(yǎng)護工作的費用缺乏科學的評價方法和依據(jù)。此外，全壽命周期分析中的費用包括直接費用和間接費用。直接費用指和公路建設及養(yǎng)護直接相關的人工、材料、機械、利潤及各種費率的費用總和，間接費用主要指由于交通延誤而產生的費用。評估間接費用涉及范圍廣，對于其中包括的環(huán)境、經(jīng)濟、交通安全等因素的評估目前尚無明確、可靠的方法。

其次，對路面壽命和路面使用性能的準確預估，仍然是一項世界性難題。相對于金屬材料和有機聚合物材料，公路工程中采用的土工材料，例如土、碎石、瀝青混合料等，具有很強的非彈性、非線性及變異性等特征。工程實踐過程中必須采用近似模擬，以簡化并實現(xiàn)設計。加之施工過程中引入的不確定因素，進一步加大了公路壽命和使用性能的預估難度。

此外，公路的養(yǎng)護方法多種多樣，隨著技術的飛速發(fā)展，更多的養(yǎng)護方法和措施被投入市場，加之廠商的廣告宣傳，使得工程技術人員在選擇養(yǎng)護策略時，難以做出合理判斷。同時，養(yǎng)護時機和頻率的確定也為策略的選擇增加難度。養(yǎng)護時機拖后，使得單次養(yǎng)護費用增加，而時機提前能夠降低單次養(yǎng)護費用，但增加養(yǎng)護頻率。養(yǎng)護過于頻繁，可能導致服務周期內總費用的增加。目前所提倡的預防性養(yǎng)護方法就是以提高養(yǎng)護頻率，降低單次養(yǎng)護費用，延緩路面破壞為指導思想。如圖1所示，方案B為傳統(tǒng)養(yǎng)護方案，當路面性能降低至可允許最低服務水平時，工程人員才采取養(yǎng)護措施，單次養(yǎng)護費用高。方案A為預防性養(yǎng)護，養(yǎng)護頻率高，路面使用性能的退化得以延緩，單次養(yǎng)護費用低。然而，目前尚無具體評價方法能夠確定最適合的養(yǎng)護頻率，使得全壽命周期的養(yǎng)護費用達到最低。

圖1 傳統(tǒng)養(yǎng)護方案與預防性養(yǎng)護方案比較（A預防性養(yǎng)護，B傳統(tǒng)養(yǎng)護）

三、結語

雖然在短時期內我國公路里程突飛猛進，但絕大多數(shù)已建及在建公路項目并未實際采用全壽命費用方法選擇適合的設計、施工及管理養(yǎng)護方案，使得后期養(yǎng)護任務加重。面對即將到來的公路養(yǎng)護高峰期，提出一套切實可行的養(yǎng)護全壽命費用分析指導辦法，能夠有效利用資金，優(yōu)化路面性能，減緩后繼工作壓力。公路工程量巨大，并且設計、荷載、環(huán)境及實際使用情況各異，養(yǎng)護措施及時機的選擇多種多樣，加之路面性能評估過程中的不確定性，使得全壽命分析的計算量巨大，分析的具體實施必須借助軟件技術得以實現(xiàn)。

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