公路養(yǎng)護(hù)的全壽命費(fèi)用分析

唐承耀 徐亦航 徐佳/中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

公路養(yǎng)護(hù)的全壽命費(fèi)用分析

唐承耀 徐亦航 徐佳/中交第一公路勘察設(shè)計(jì)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(dá)率達(dá)到99.9%，公路交通領(lǐng)域工作重心已由大規(guī)模公路建設(shè)向維修與養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)移,并將在“十二五”期間迎來公路養(yǎng)護(hù)的高峰期。面對多種多樣的公路養(yǎng)護(hù)措施和技術(shù)，選取合理的養(yǎng)護(hù)策略，能夠合理利用有限資金，提高路面服務(wù)水平，減緩后期公路養(yǎng)護(hù)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(chǔ)。本文著重介紹了公路養(yǎng)護(hù)全壽命費(fèi)用分析的特點(diǎn)，為后繼分析方法的提出和實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

公路養(yǎng)護(hù)；全壽命費(fèi)用分析

截止2012年底，全國公路總里程已達(dá)424萬公里，其中高速公路9.6萬公里，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路通達(dá)率達(dá)到99.9%。預(yù)期到“十二五”末，全國高速公路通車?yán)锍虒⒊^13萬公里，基本建成國家高速公路網(wǎng)主骨架。公路建設(shè)領(lǐng)域的工作重心正由大規(guī)模建設(shè)向規(guī)范化養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)移。“十二五”期間，公路周期性養(yǎng)護(hù)將達(dá)到高峰。將面臨集中大修和改造的壓力；與此同時(shí)，公路養(yǎng)護(hù)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(fèi)后，公路養(yǎng)護(hù)資金缺口進(jìn)一步加大。針對道路狀況做出合理的維修和養(yǎng)護(hù)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(wù)。使用全壽命經(jīng)濟(jì)分析是解決這一問題的有效途徑。

一、全壽命費(fèi)用分析

全壽命費(fèi)用（life cycle cost）分析是一種用于評價(jià)各種因素對產(chǎn)品從計(jì)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、調(diào)試使用直至報(bào)廢的全周期費(fèi)用分析，其費(fèi)用包括全周期中的各種直接和間接費(fèi)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(yīng)用以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品利潤最大化，政府部門也采用該方法用于項(xiàng)目的評估、設(shè)計(jì)和實(shí)施以有效利用開支。在美國聯(lián)邦審計(jì)署提供的費(fèi)用評估指導(dǎo)手冊中，全壽命費(fèi)用分析的理念貫穿始終。

二、公路養(yǎng)護(hù)全壽命經(jīng)濟(jì)分析的特點(diǎn)

公路作為一種為公眾提供交通服務(wù)的產(chǎn)品，其相關(guān)費(fèi)用也可以采用全壽命費(fèi)用分析進(jìn)行評估。然而，由于公路工程的特殊性導(dǎo)致該領(lǐng)域的相關(guān)研究和應(yīng)用相對落后于國防、電子、汽車等工業(yè)領(lǐng)域，尤其是養(yǎng)護(hù)工作的費(fèi)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(xiàng)目投資規(guī)模大，涉及領(lǐng)域廣，建設(shè)及服務(wù)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(fèi)、交通安全乃至互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等，使得新建項(xiàng)目籌劃過程中難以對各個(gè)部分的費(fèi)用準(zhǔn)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(hù)方案側(cè)重于目前路面結(jié)構(gòu)和使用功能的修復(fù)，對于修復(fù)后路面的壽命及后繼養(yǎng)護(hù)工作的費(fèi)用缺乏科學(xué)的評價(jià)方法和依據(jù)。此外，全壽命周期分析中的費(fèi)用包括直接費(fèi)用和間接費(fèi)用。直接費(fèi)用指和公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)直接相關(guān)的人工、材料、機(jī)械、利潤及各種費(fèi)率的費(fèi)用總和，間接費(fèi)用主要指由于交通延誤而產(chǎn)生的費(fèi)用。評估間接費(fèi)用涉及范圍廣，對于其中包括的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、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(zhǔn)確預(yù)估，仍然是一項(xiàng)世界性難題。相對于金屬材料和有機(jī)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(qiáng)的非彈性、非線性及變異性等特征。工程實(shí)踐過程中必須采用近似模擬，以簡化并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。加之施工過程中引入的不確定因素，進(jìn)一步加大了公路壽命和使用性能的預(yù)估難度。

此外，公路的養(yǎng)護(hù)方法多種多樣，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，更多的養(yǎng)護(hù)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(shù)人員在選擇養(yǎng)護(hù)策略時(shí)，難以做出合理判斷。同時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)和頻率的確定也為策略的選擇增加難度。養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)拖后，使得單次養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加，而時(shí)機(jī)提前能夠降低單次養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，但增加養(yǎng)護(hù)頻率。養(yǎng)護(hù)過于頻繁，可能導(dǎo)致服務(wù)周期內(nèi)總費(fèi)用的增加。目前所提倡的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法就是以提高養(yǎng)護(hù)頻率，降低單次養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，延緩路面破壞為指導(dǎo)思想。如圖1所示，方案B為傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方案，當(dāng)路面性能降低至可允許最低服務(wù)水平時(shí)，工程人員才采取養(yǎng)護(hù)措施，單次養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。方案A為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)頻率高，路面使用性能的退化得以延緩，單次養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。然而，目前尚無具體評價(jià)方法能夠確定最適合的養(yǎng)護(hù)頻率，使得全壽命周期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用達(dá)到最低。

圖1 傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方案與預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案比較（A預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，B傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)）

三、結(jié)語

雖然在短時(shí)期內(nèi)我國公路里程突飛猛進(jìn)，但絕大多數(shù)已建及在建公路項(xiàng)目并未實(shí)際采用全壽命費(fèi)用方法選擇適合的設(shè)計(jì)、施工及管理養(yǎng)護(hù)方案，使得后期養(yǎng)護(hù)任務(wù)加重。面對即將到來的公路養(yǎng)護(hù)高峰期，提出一套切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)全壽命費(fèi)用分析指導(dǎo)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(shè)計(jì)、荷載、環(huán)境及實(shí)際使用情況各異，養(yǎng)護(hù)措施及時(shí)機(jī)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(jì)算量巨大，分析的具體實(shí)施必須借助軟件技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

[1].張登良.瀝青路面工程手冊[M].北京:人民交通出版社,1997

[2].俞競偉,黃曉明,廖公云.高速公路養(yǎng)護(hù)工作區(qū)全壽命周期費(fèi)用(LCC)分析[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2010(3):47-52

[3].雷宇,陳團(tuán)結(jié),趙明,等.路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)規(guī)劃應(yīng)用實(shí)例 [J].中外公路,2010(6): 95-98.

[4].羅啟添,游慶龍,劉福順.道路全壽命周期費(fèi)用分析概述 [J].公路交通科技,2010 (S1):159-162.

[5].柯文豪,雷宇,陳團(tuán)結(jié).基于路用性能的瀝青路面全壽命周期設(shè)計(jì)方法[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013(3):11-17.

[6].United States Government Accountability Office，GAO Cost Estimating and Assessment Guide[M].Washington,D. C.,U.S.2005.