高速公路全寿命周期技术经济论文范文

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1养护措施的费用－效益分析

费用效益分析主要考察的是养护措施的经济因素，它是养护对策选择的经济合理性的重要保证。每一个方案其总的费用效益可根据分析期内每种措施的效益总和与费用现值总和的比值来确定。由不同养护措施随机组成的养护方案中，效益费用比最大的方案被认为是最优的养护方案。费用效益计算涉及的内容如图1所示。预养护措施所产生的效益为采取预养护措施和不采取预养护措施时路面使用性能曲线下的面积差，如图2中的黑色部分所示。该面积差（Aj）由预养护实施的时间（x＝xjs）、预养护宏观路况标准（y＝yjo）和使用性能的衰变曲线［y＝fjo（x）和y＝fj（x）］共同确定。

2全寿命周期养护成本分析

高速公路全寿命周期养护成本理念的核心，即是在公路设计使用年限的整个运营周期内，通过科学合理的检测预警、养护决策和养护生产机制，以全寿命最低的养护成本，实现高速公路服务的最优化，以及经济效益与社会效益的最大化。

2.1全寿命周期路面病害发展历程（1）形成潜状期：路面竣工后2～3年，由于行车荷载（尤其是超载重车）的反复作用，温度变化和水的影响，以及各结构层混合料不均匀导致的强度非均匀变化等因素，使得结构内部的细微缺陷因局部应力集中或变形失稳发展形成病害，但未显现或少量局部显现。（2）发展暴露期：路面竣工后5～6年，疲劳破坏进入稳定发展阶段，加上沥青性能衰减加速，甚至出现老化现象，路面各种病害开始集中出现。（3）破坏阶段：路面竣工后8～10年，路面整体结构进入极限疲劳状态，沥青材料严重老化，各类病害尤其是深层病害充分发育并显现，路面结构的承载性能、路面性能均严重恶化乃至破坏，如图3所示。

2.2不同处治工艺的最佳实施窗口及预计使用年限（1）就地热再生：其最佳实施窗口应为路面病害大多属于浅层病害，且沥青材料老化不严重，一般应为竣工通车后4～5年。其预计使用年限受环境温度、行车荷载等因素影响较大。根据国内外有关资料统计显示一般为7～10年，根据2012年侯禹高速公路已实施路段跟踪观测结果，预计在6年以上。（2）铣刨重铺：其最佳实施窗口应为路面状况指数处于中及以下等级，一般应为竣工通车后6～8年。其预计使用年限不仅与环境温度、行车荷载有关，而且由于此阶段深层病害已经充分发育，加上不可避免的冷铣刨弱接缝的存在，根据以往养护经验，一般为3年左右。

3全寿命养护举例分析

以侯禹高速公路为例，本文在分析了各项检测数据的基础上，采用综合性指标～路面使用性能指数PQI（PavementQualityIndex）作为评价路面使用性能的综合指标。根据费用～效益原理，拟定两种养护规划方案，阐述沥青混凝土路面养护措施的最优选择。由养护全寿命模型，初选两个方案为：（1）就地热再生型：竣工后5年就地热再生，然后雾封层。（2）铣刨重铺型：竣工后6年铣刨重铺。对两种方案进行费用～效益分析，在进行费用计算时考虑当地状况，效益计算为各个方案的PQI曲线与原PQI曲线所围成的面积，见图4所示。两种方案的效益～费用比见表2，从表中可以看出方案Ⅰ的效益费用比为0．073，要好于方案Ⅱ的0．036。所以最优养护方案为方案Ⅰ。

4经济对比分析

以2012年5月实施的侯禹高速公路上面层压密性车辙就地热再生为例，对该路面的68025m2的路段进行处治，实际费用对比见表3所示。由表3可知，就地热再生与铣刨重铺在工程消耗上相差不多，但前者的时间、环保以及社会消耗均远远小于后者，另外，根据本案例施工统计分析，随着就地热再生的大量推广应用，其工程费用将会在现有基础上下降约10％左右。

5结语

本文基于全寿命周期理念，对沥青混凝土路面的就地热再生和铣刨重铺两种养护方案的经济成本进行了分析。利用近年调查的数据，结合综合指标～路面使用性能指标PQI，对其进行预测。通过费用～效益分析理论，确定出了最佳养护方案，对以后的公路养护决策优化具有重要的意义，为道路管理者提供科学理论依据和决策支持，使路面养护具有针对性和可操作性。

作者：薛国胜单位：山西省运城高速公路有限责任公司