道路工程設(shè)計(jì)中壽命周期成本分析運(yùn)用研究

趙騰飛

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

對(duì)于道路工程設(shè)計(jì)工作而言，在滿足使用功能和可靠性的基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)性最高的設(shè)計(jì)方案，是該工程追求的根本目標(biāo)。而壽命周期成本分析方法通過(guò)對(duì)某一道路工程的功能和成本進(jìn)行分析，對(duì)工程價(jià)值性及方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等方面進(jìn)行比較，從而能夠選擇出最科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，滿足該工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1 壽命周期成本分析相關(guān)概述

壽命周期成本分析主要指的是在系統(tǒng)或是某一項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段將壽命成本作為設(shè)計(jì)參數(shù)，從而對(duì)該系統(tǒng)以及項(xiàng)目進(jìn)行分析和對(duì)比，進(jìn)而使該系統(tǒng)和項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)的壽命周期成本，為此，該方法也被稱為壽命周期成本評(píng)價(jià)。在應(yīng)用該方法時(shí)，主要使用的分析方法有相關(guān)計(jì)算公式以及費(fèi)用效率法，應(yīng)用的費(fèi)用估算方法有類比估算法、費(fèi)用模型估算法、費(fèi)用項(xiàng)目分別估算法以及參數(shù)估算法等。

道路壽命周期成本是于20世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)的，通過(guò)將壽命周期成本分析引用道路工程設(shè)計(jì)中，能夠在保證建設(shè)質(zhì)量和工程的基礎(chǔ)上幫助人們選出最具經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)方案。尤其對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，道路工程作為一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施，該工程項(xiàng)目的建設(shè)以及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用在發(fā)展中國(guó)家財(cái)政預(yù)算的占比較高，為此，提高工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性成為該領(lǐng)域的重要課題。而道路壽命周期成本分析通過(guò)經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)原理，對(duì)各項(xiàng)要素進(jìn)行分析和對(duì)比，從而幫助人們選出最佳方案。其成本組成主要是：對(duì)于道路的壽命周期成本而言，主要是以其使用年限為基礎(chǔ)對(duì)道路路面的壽命周期進(jìn)行考慮，通過(guò)分析在此周期內(nèi)的各項(xiàng)成本，以該工程的成本效益以及其他效益為前提對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)比，從而選擇滿足使用和建設(shè)要求且成本最低的方案。而對(duì)于道路工程而言，無(wú)論是設(shè)計(jì)、建設(shè)還是后期報(bào)廢，均需要投入資金成本，為此，可將道路壽命周期成本分別四部分，分別是管理費(fèi)用、用戶費(fèi)用、外部費(fèi)用以及總費(fèi)用，在不同的費(fèi)用單元還可以對(duì)其細(xì)分。具體的道路壽命周期成本組成如圖1所示。

圖1 道路壽命周期成本組成

2 研究壽命周期成本分析在道路工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 在初始設(shè)計(jì)方案中的應(yīng)用

為提升道路工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，需要對(duì)新建方案以及重建方案進(jìn)行綜合性的分析和比較。若是考慮對(duì)象為新路，那么，該工程的修復(fù)方案會(huì)直接影響原路面方案的設(shè)計(jì)及選擇。為此，在對(duì)修復(fù)設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮時(shí)，主要的方案有以下幾種：①?gòu)?fù)原方案。在該方案中，可以免去罩面鋪設(shè)工序，并恢復(fù)該道路的路面結(jié)構(gòu)，使其具有良好的功能性；②再生方案。該方案主要是對(duì)基層以及面層等進(jìn)行重復(fù)性使用，從而加強(qiáng)該道路工程的耐久性能。另外，在該方案中，還可以通過(guò)應(yīng)用新材料對(duì)路面進(jìn)行鋪設(shè)，從而提升整個(gè)道路工程的性能；③加鋪方案。在該方案中，主要是利用面層對(duì)道路路面的性能進(jìn)行強(qiáng)化；④重建方案。在該方案中，相關(guān)人員需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，例如對(duì)路段進(jìn)行挖除等，更新該道路的結(jié)構(gòu)層。在道路壽命周期成本分析中，無(wú)論對(duì)于哪種方案，相關(guān)人員都應(yīng)該將其作為該工程初始設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際條件對(duì)方案進(jìn)行合理結(jié)合。

2.2 對(duì)道路工程進(jìn)行分析

在對(duì)道路工程設(shè)計(jì)的初始方案進(jìn)行分析和初步擬定后，需要對(duì)其可行性進(jìn)行分析，具體如下：

①對(duì)交通方面的可行性進(jìn)行分析。對(duì)道路工程的幾何設(shè)計(jì)而言，該工程的總交通量對(duì)該設(shè)計(jì)具有一定的影響作用，所以，需要對(duì)道路工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，從而對(duì)其重軸載次數(shù)對(duì)其估計(jì)，從而判斷是否能夠達(dá)到預(yù)期的使用壽命；②對(duì)土質(zhì)方面的可行性進(jìn)行分析。主要是對(duì)路基的各個(gè)要素進(jìn)行分析，判斷其是否滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求；③對(duì)氣候方面進(jìn)行分析。在不同的氣象條件下會(huì)對(duì)道路結(jié)構(gòu)以及路面造成影響，所以，需要對(duì)目標(biāo)地區(qū)的氣候進(jìn)行分析；④對(duì)施工相關(guān)要素進(jìn)行分析。對(duì)于道路工程而言，無(wú)論是建設(shè)時(shí)間還是后期的養(yǎng)護(hù)效果，都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，因此，盡量選擇性能維持時(shí)間較久的方案；⑤對(duì)成本進(jìn)行分析。主要是對(duì)建設(shè)費(fèi)用進(jìn)行分析、對(duì)比，考慮內(nèi)容為修復(fù)、初始建設(shè)等費(fèi)用。除此之外，還需要對(duì)一些細(xì)節(jié)要素進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如圖2所示。

圖2 細(xì)節(jié)要素

2.3 對(duì)該工程的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析

對(duì)于道路壽命周期成本分析而言，最關(guān)鍵的就是對(duì)其經(jīng)濟(jì)性分析環(huán)節(jié)。一般情況下，主要是對(duì)其總費(fèi)用進(jìn)行分析，所以，在壽命周期成本分析中，應(yīng)用的分析方法主要分為兩種：①現(xiàn)值法，相關(guān)人員在使用該方法對(duì)道路工程設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，其核心思想就是費(fèi)用折算[2]。具體而言，在應(yīng)用該方法對(duì)道路工程設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，主要是以該工程具體的使用年限為基礎(chǔ)，將全部費(fèi)用進(jìn)行折算，進(jìn)而對(duì)該折算結(jié)果進(jìn)行分析和對(duì)比?，F(xiàn)值法的公式為

其中：P-現(xiàn)值；F-終值；n-年數(shù)；i-折現(xiàn)率。

其中：A-系列年末等額支付額。需要注意的是，相關(guān)人員在折算時(shí)，應(yīng)以年為單位，從而為后續(xù)的對(duì)比工作奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)值法的優(yōu)勢(shì)主要在于：一方面，能夠?qū)υ摰缆饭こ痰母黜?xiàng)費(fèi)用以及總費(fèi)用進(jìn)行明確；另一方面，能直觀判斷其經(jīng)濟(jì)性，還能對(duì)總費(fèi)用現(xiàn)值進(jìn)行計(jì)算；②年值法，該方法是對(duì)各個(gè)要素的費(fèi)用現(xiàn)值進(jìn)行分析、明確，再按照等額原則對(duì)其進(jìn)行折算，折算后的結(jié)果是全部費(fèi)用的年值。年值法的公式為而無(wú)論使用哪種經(jīng)濟(jì)性的分析方法，均需要涉及計(jì)算期、使用期以及折現(xiàn)率，所以，相關(guān)人員進(jìn)行道路工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，需要結(jié)合具體情況，根據(jù)道路工程的類型明確具體的計(jì)算期、使用期以及當(dāng)時(shí)的折現(xiàn)率，從而提升經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果的科學(xué)性和合理性[4]。以廣東深圳地區(qū)的道路工程項(xiàng)目為例，在西鄉(xiāng)大道綜合整治提升工程（麗景城段）中，為提升其運(yùn)行質(zhì)量則拆除了人行道路面，并對(duì)路面進(jìn)行了維修，花費(fèi)了一定的維修資金。而這應(yīng)該包含于前期設(shè)計(jì)方案中，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員需要按照壽命周期成本分析相關(guān)理論對(duì)道路工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮，其中就包括后期維修，通過(guò)使用年值法和現(xiàn)值法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，從而全面考慮該工程整體的經(jīng)濟(jì)性。

2.4 在方案評(píng)選方面的應(yīng)用

在對(duì)可行方案進(jìn)行評(píng)估時(shí)，不存在沒(méi)有爭(zhēng)議的方案，所以，相關(guān)人員只能增加評(píng)估方法的數(shù)量，最大限度增強(qiáng)評(píng)估效果，將其爭(zhēng)議降至最低。除此之外，在對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估時(shí)，應(yīng)確保該方案滿足路面管理的需要，而且，由于資金有限，最好使用壽命周期成本最低的方案。具體而言，相關(guān)人員需要考慮的因素主要有：限制性因素、壽命周期費(fèi)用以及決策因素，其中，壽命周期費(fèi)用包括初期費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用以及期末殘值[5]。

3 結(jié)論

綜上所述，壽命周期成本分析能有效選擇最優(yōu)的道路工程設(shè)計(jì)方案。所以，相關(guān)單位及人員應(yīng)深入研究壽命周期成本分析，掌握其核心思想，并將其應(yīng)用至道路工程設(shè)計(jì)工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而在保證使用性能的基礎(chǔ)上提升其經(jīng)濟(jì)效益，提高相關(guān)單位的經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)該工程事業(yè)健康發(fā)展。