高速公路日常養(yǎng)護費用影響因素研究

楊亭棟 許存宏 劉浩忠

摘 要：高速公路養(yǎng)護費用的影響因素錯綜復雜，養(yǎng)護工程費用影響因素的確定，是科學管理養(yǎng)護費用的必要條件。本文依據(jù)重慶市典型高速公路的日常養(yǎng)護費用數(shù)據(jù)，選取其中典型的影響因素，分析其對日常養(yǎng)護費用的影響程度，得到日常養(yǎng)護費用與各影響因素的定量的關(guān)系，并依據(jù)數(shù)據(jù)資料對各個影響因素的重要性進行排序，六個主要影響因素對日常養(yǎng)護費用的影響程度由低到高依次為車道數(shù)、路基寬度、通車年限、橋隧比、重車比例（交通量）、超載率，該結(jié)論對于高速公路養(yǎng)護費用的控制有重要的作用。

關(guān)鍵詞：高速公路；日常養(yǎng)護費用；影響因素

1 高速公路養(yǎng)護費用影響因素分析

高速公路的車道數(shù)和路基寬度、橋隧比、超載率不盡相同，以上因素的不同構(gòu)成了高速公路的獨特性，正是這些特點導致了各條高速公路養(yǎng)護費用的差異。

1）通車年限。

通車時間越長，隨著環(huán)境對公路的侵蝕和車輛荷載的作用，公路病害逐漸顯現(xiàn)出來。為保持高速公路正常運營，年齡越長的公路，將會投入越多的養(yǎng)護費用，一直處于增長狀態(tài)，直至高速公路進行大中修[1]。文章結(jié)合重慶市典型高速公路日常養(yǎng)護費用數(shù)據(jù)，主要選取4車道，路基寬24.5m，橋隧比在20%65%之間，重車比例在35%50%之間且近幾年未進行大修的數(shù)據(jù)作為樣本進行研究，結(jié)果如下：

y=5.421.98*x+0.38*x^2

X代表通車年限；y代表基準年養(yǎng)護費用。日常養(yǎng)護費用隨著通車年限增加而不斷增加，保持是二次函數(shù)的增長。并且R2=0.943，擬合效果非常的好，數(shù)據(jù)與之前的分析結(jié)果保持一致，更加支撐了分析結(jié)果。

2）橋梁隧道比例。

橋梁和隧道的養(yǎng)護費用一般比高速公路道路工程的養(yǎng)護費用要高很多，橋隧比這個指標越高，那么養(yǎng)護費用就越高。主要選擇4車道、重車比例在30%～60%之間、路基寬度為245、通車年限在3～6年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析結(jié)果如下：

y=1.660.01*x+1.77E-3*x^2

X代表橋隧比（%），y代表基準年養(yǎng)護費用。基準年日常養(yǎng)護費用與橋隧比的比例呈二次函數(shù)的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0924，隨著橋隧比的比例的增加，基準年日常養(yǎng)護費用增速越來越快，與前文的分析結(jié)果相一致。

3）重車比例（交通量）。

路面病害最主要的一個原因就是車輛荷載，重車比例是交通量對養(yǎng)護費用影響的一個直觀的量化數(shù)據(jù)，主要選取4車道、路基寬度為24.5m、橋隧比在30%60%之間、通車時間在3～6年之間且未進行過大修的路段數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果如下圖所示。

y=2.70.08*x+2.69E-3*x^2

X代表交通量；y代表基準年養(yǎng)護費用。基準年日常養(yǎng)護費用與軸載較大的重車比例呈二次函數(shù)的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.986，隨著重車所占交通量比例的增加，基準年日常養(yǎng)護費用增速越來越快，與前文的分析結(jié)果相一致。

4）車道數(shù)和路基寬度。

由于6車道樣本數(shù)據(jù)較少，四車道路基寬度主要有24.5m和26m兩種。主要選擇4車道、重車比例在30%～60%之間、通車年限在36年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析得到寬度大的養(yǎng)護費用明顯高于寬度小的?；鶞誓耆粘ｐB(yǎng)護費用與路基寬度有關(guān)，隨著路基寬度的增加，基準年每公里日常養(yǎng)護費用的分布點中心明顯上移，路基寬度增長，日常養(yǎng)護費用增大。與前文的分析結(jié)果相一致。

5）超載率。

研究超載對于日常養(yǎng)護費用的影響，同樣為了控制相對單一變量，主要選擇4車道、路基寬度24m、重車比例在30%～60%之間、通車年限在3～6年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析得到超載率高的公路的養(yǎng)護費用明顯高于超載率小的。超載對路面的傷害甚至達到普通車輛荷載對路面影響的8～10倍，隨著超載率的增加，基準年每公里日常養(yǎng)護費用的分布點中心明顯上移。

6）其他影響因素。

除了以上幾種影響因素，路面類型、路面材料及厚度、地形地貌、路面保潔方式、超載等都將會對日常養(yǎng)護費用產(chǎn)生影響，但與前幾點相比，影響程度較低。

①路面類型。高速公路一般采用水泥路面、瀝青路面和瀝青/水泥路面，根據(jù)已有的研究成果[2]，三類路面的日常養(yǎng)護由低到高分別是水泥路面、瀝青路面、瀝青/水泥路面。不同路面類型，養(yǎng)護費用也不同。

②路面材料及厚度。同種類型的養(yǎng)護費用隨著材料的不同費用也不同，同種路面材料，當路面面層厚度不同時，養(yǎng)護的費用也不同。

③地形地貌。平原微丘區(qū)和山嶺重丘區(qū)是常見的兩種公路沿線地形，因此山嶺重丘區(qū)的道路日常養(yǎng)護費用要高于平原微丘區(qū)。

④路面保潔方式。機械打掃和人工打掃是路面保潔常見的兩種方式，單公里機械打掃的成本低于人工打掃。但是該項本身的費用占據(jù)養(yǎng)護成本的比例較低，所以清掃方式對于日常養(yǎng)護費的沒有很多的影響。

2 影響因素的重要性排序

高速公路日常養(yǎng)護費用的影響因素有多鐘，各因素對費用的影響機制不是很確定，具有灰色性的特征。并且灰色關(guān)聯(lián)度分析法不要求大樣本，因此采用該方法研究各種因素對于日常養(yǎng)護費用的影響程度。本方法計算過程簡潔方便，模型如下。

（1）求各序列均值像（初值像）：

令 X′i = Xi /xi （1）= （x′i （1），x′i （2），...，x′i （n），）i = 1，2，...，m（1）

（2）求差序列：

Δi（k）=|x′0（k）-x′i（k）|，Δi=（Δi（1），Δi（2），...，Δi（n））i=1，2，...m（2）

（3）求最大差和最小差令 M=maximaxkΔi（k），m=miniminkΔi（k）（3）

（4）求灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)：

γ0i（k）=m+ξMΔi（k）+ξM，ξ∈（0，1）k=1，2，...n；i=1，2，...m（4）

（5）計算關(guān)聯(lián)度：

γ0i=1n∑nk=1γ0i（k），i=1，2，...m（5）

根據(jù)收集到的日常養(yǎng)護費用數(shù)據(jù)，由計算可得，γ16<γ11<γ13<γ15<γ14<γ12，這六個指標對日常養(yǎng)護費用的影響程度由低到高依次為超載率、車道數(shù)、路基寬度、通車年限、橋隧比、重車比例（交通量）。

參考文獻：

[1]田海寧.全壽命周期費用成本分析在吐烏大高速公路大修方案選擇中的應用[J].公路交通科技：應用技術(shù)版，2010（12）：143145.

[2]胡霞光，王秉綱.兩種基于遺傳算法的路面性能綜合評價方法[J].長安大學學報自然科學版，2002，22（2）：69.

作者簡介：楊亭棟（1993），男，漢族，河南洛陽人，重慶交通大學在讀研究生，主要研究方向：工程項目管理。