路面预防性养护及寿命周期成本分析方法
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沥青路面预防性养护决策方法的研究与技术应用一、本文概述随着我国交通基础设施建设的快速发展,沥青路面作为主要的道路铺装材料,其养护工作显得尤为重要。
预防性养护作为一种科学的路面维护策略,能够有效延长路面使用寿命,减少长期的维护成本,提高道路服务水平。
本文旨在探讨沥青路面预防性养护的决策方法,分析其在实际工程中的应用技术,以及如何通过技术创新提升养护效率和决策的科学性。
本文将介绍沥青路面预防性养护的基本概念和重要性,阐述其在道路养护中的核心地位。
通过分析当前沥青路面养护中存在的问题和挑战,本文将详细探讨不同的预防性养护决策方法,包括但不限于成本效益分析、性能评估模型以及风险评估技术。
本文还将介绍最新的技术应用,如智能监测系统、数据分析技术和材料创新,这些技术如何帮助实现更为精准和高效的养护决策。
本文将结合国内外的案例研究,分析预防性养护决策方法的实际应用效果,探讨其在不同地区、不同类型路面中的适用性和改进方向。
通过本文的研究,期望为我国沥青路面的预防性养护工作提供理论指导和实践参考,促进道路养护事业的可持续发展。
二、沥青路面预防性养护概述预防性养护是指在路面性能尚未显著下降时,通过实施一系列计划性的维护措施,以延长路面的使用寿命、维持或提高其服务水平、减少长期的维护成本。
在本节中,我们将首先介绍预防性养护的重要性和目的,随后分析沥青路面的常见问题及其成因。
我们还将探讨不同类型的预防性养护措施,包括它们的适用条件、成本效益分析以及预期的维护效果。
通过对这些内容的讨论,旨在为读者提供一个全面的预防性养护概念框架,为后续章节中提出的决策方法和技术应用奠定理论基础。
三、沥青路面预防性养护决策方法的研究四、沥青路面预防性养护技术应用沥青路面预防性养护技术的应用是提升道路使用性能、延长使用寿命、减少养护成本的重要手段。
随着技术的不断进步和养护理念的更新,预防性养护技术在沥青路面养护中的应用越来越广泛。
预防性养护技术主要包括裂缝填补、薄层罩面、微表处、稀浆封层等。
高速公路项目全寿命周期养护费用计算与分析摘要:为研究沥青路面寿命周期内的总费用的分布规律,通过对现有费用现值方法的简化,并选取安徽省代表性高速公路项目进行分析。
将路面病害的养护措施划分为:专项养护、预防性养护以及日常养护。
计算高速公路具体养护措施费用,分析得出专项养护(铣刨修复)养护工程量以及费用均随交通等级的增加而增加;预防性养护(微表处)工程量以及费用,中交通项目最大,轻交通项目次之,重交通项目最小;日常养护(裂缝处置)工程量以及费用,重和中交通项目均大于轻交通项目;总养护费用现值随交通等级的增长而增长。
关键词:高速公路;全寿命周期费用;交通等级。
1、计算方法沥青路面寿命周期内的总费用通常包括管理部门费用和用户费用。
前者包括设计费、初期建设费、养护费用、改扩建费用和残值,后者包括车辆运营费、延误费、行程时间费、交通事故费等。
采用费用现值法将寿命周期内不同时期投入的养护费用,按照某一预定的贴现率转换成现在的费用,以便于在共同的基础上进行比较。
费用现值法的计算公式如下[1]:式中:为高速公路在寿命周期n年内的总养护费用现值;为贴现率 i 在年份t的现值系数;为高速公路在第t年的养护费用;为高速公路在寿命周期末(第n年)的残值。
根据我国的经济增长水平及参考国内外有关文献,拟定贴现率为4%,计算期取20年。
本文不考虑各方案残值,仅对分析期内产生的养护费用进行计算对比。
2、项目选择根据搜集的高速公路项目养护数据,选择合六叶等14条高速公路项目作为分析与计算对象,其交通等级、通车时间以及路面结构等信息如表1所示。
表1高速公路计算项目3、数据处理计算与分析根据搜集到的养护数据,将路面病害的养护措施划分为3类:(1)专项养护:铣刨修复(2)预防性养护:就地再生、微表处、雾封层、精细抗滑、薄层罩面(3)日常养护:坑槽修补、裂缝处置、高聚物注浆、标线恢复、焊缝3.1养护工程量计算与分析因合肥绕城高速(北环段)、沪陕高速(合六叶)、济广高速(周六)、蚌合高速(合淮阜)、沪蓉高速(六武)、京台高速(杭瑞)黄塔桃段、济广高速(六潜)等项目的路面结构类似,且在相同通车年限内(9-12年)的数据较为齐全,因此选为分析的对象。
城市道路沥青混凝土路面损耗及预防性养护技术摘要:目前,我国城市道路建设仍以沥青混凝土为主,为了防止路面过早开裂、车辙等问题,应采用科学、合理的预防性养护措施,以提高道路的使用寿命,从而为国家道路的安全与经济发展提供保证。
关键词:城市道路;青混凝土;路面损耗;预防性养护1.沥青混凝土路面在损耗原因1.1.路面裂缝问题裂缝根据分布方向可分成横向与纵向两种类型,也称为水平裂缝和垂直裂缝。
一旦发生路面裂缝损害,一方面可能是施工期间,混合料没有按照相关要求来完成连接操作,从而出现裂缝。
另一方面是在基层建设完毕之后,相关材料会发生收缩,或者沥青混凝土路面的施工材料混合比例不科学,在松散和挤压作用下出现了裂缝。
1.2.泛油问题城市道路沥青混凝土路面最常见的问题就是泛油现象。
通常情况下,出现泛油问题的主要原因与温度变化有关。
尤其是在气温炎热的夏季,沥青混凝土路面温度较高,导致沥青混凝土路面会出现膨胀问题,再加上车辆行驶压力和摩擦力产生的热力影响,使沥青混凝土路面的空隙部位被全部填满,将沥青胶浆挤压出路表,最终导致路面表层泛油。
1.3.水破坏问题水破坏问题主要指的是在水的作用下,沥青混凝土路面所出现的一系列相关问题,主要包括网格裂缝、麻面及凹坑等问题。
导致水破坏的主要原因是沥青混凝土路面自身存在一定的空隙,在水的侵蚀作用和外界车辆行驶压力的影响下,产生一定的挤压力,从而导致沥青出现剥落和形变等问题,造成严重的水破坏问题。
水破坏问题一般会出现在降水较为频繁的雨季。
2.沥青混凝土路面的预防性养护要点2.1.养护时机选择正确的预防性养护时机能有效降低养护成本,最大程度上延长道路寿命。
通常将城市道路沥青混凝土路面的寿命周期分成三个不同的阶段:一是沥青混凝土路面建成到真正使用的初期阶段;二是正式投入使用前一阶段,路面会出现细小的裂纹,甚至会出现脱皮和坑槽等;三是长时间使用后一阶段,路面会出现较大面积的纵向与横向裂缝,并且贯通形成了龟裂和网状裂缝,从而导致整个沥青混凝土路面的结构层出现问题。
城区道路交通安全设施施工方案的生命周期成本分析随着城市发展和人口的增加,城区道路交通安全已经成为了一个重要的社会问题。
为了提高交通安全,城市管理者需要进行道路交通安全设施的施工方案设计和实施。
然而,施工方案的成本是一个重要的因素,因此有必要对城区道路交通安全设施施工方案的生命周期成本进行分析。
一、定义生命周期成本生命周期成本是指从设施设计和施工开始,到设施的运营和维护结束期间的所有费用之和。
它包括施工费用、设备购置费、运营维护费用以及可能的更新和改造费用。
二、施工阶段成本施工阶段的成本包括人工费用、材料费用、设备费用等。
通常,城区道路交通安全设施的施工涉及交通标志、交通信号灯、道路隔离带等。
对于每一种设施,需要考虑其所需材料的成本、施工人员工资以及施工所需的设备和机械。
在施工阶段,需要确保工程质量,因此必要的质检费用也需要考虑在内。
三、运营维护阶段成本交通安全设施的运营维护阶段成本主要包括设备运行费用、设施维护费用和人员费用。
交通信号灯需要花费电力来运行,交通标志需要维护保养以保持清晰可见,道路隔离带需要定期维修和更新。
这些费用都是在设施正常使用期间产生的,需要在生命周期成本分析中予以考虑。
四、设施更新和改造成本设施在使用一段时间后,可能会出现老化、损坏或无法满足交通需求的情况。
这时,就需要进行设施的更新和改造。
更新和改造的成本包括设备更换费用、设施改造费用以及可能的工程停工期间造成的经济损失。
为了保持交通安全,城市管理者需要密切关注设施使用情况,并及时进行更新和改造。
五、生命周期成本分析的意义生命周期成本分析可以帮助城市管理者更好地了解城区道路交通安全设施施工方案的成本,从而做出更科学合理的决策。
通过生命周期成本分析,可以评估不同方案的经济效益,并选择最优方案,以实现成本最小化、效果最好的结果。
此外,生命周期成本分析还能帮助管理者制定合理的预算和长期规划,以确保设施的运营和维护。
六、生命周期成本管理在设施生命周期中,成本的管理是非常重要的。
路面预防性养护及寿命周期成本分析方法作者:朱伟雄摘要:简要介绍预防性养护理念和预防性养护措施,以及寿命周期成本分析方法在道路项目方案比选中的应用。
阐述预防性养护与寿命周期成本分析的关系,应用寿命周期成本分析方法进行预防性养护策略方案的效益及成本分析,通过案例分析阐述寿命周期成本分析计算方法。
公路路面养护一般分为日常养护、矫正性养护、预防性养护等。
通常意义上的养护都是指被动式的矫正性养护,即哪里路面出现破损,就优先进行维修,或称之为“破者优先”(Worst First)模式。
而预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略。
预防性养护实际上是业主对道路的又一次成本投资,成本属于整个寿命周期成本的一部分,成本发生的时间段为整个运营期。
为了合理地进行投资,获取最大收益,道路管理者就需要对道路的整个成本进行优化,特别是运营期的成本投入。
因此,业主想通过优化选出最具成本效益的养护策略计划,而这个养护方案的效益分析就应选用合适的工具来进行。
当前,最为常用的就是寿命周期成本分析法,它比较适合分析长期投资的项目方案。
对于这种投资,管理部门不仅要考虑到道路的技术效果,还要考虑经济效果。
寿命周期成本分析法主要用来评价经济效果,即评价项目合理或有效利用现有资源的程度。
本文介绍预防性养护与寿命周期成本分析方法的关系。
1 预防性养护及其主要措施路面预防性养护概念是美国在20世纪90年代初提出的。
基本理念是:(1)让状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的破坏,不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;(2)在适当的时间,将适用的措施应用在适宜的路面上。
预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
而矫正性养护一般是修补路面的局部损害或对某些特定病害进行养护作业,适用于路面已经发生局部的结构性破损,但还没有波及全局的情况,是一种事后、被动的养护方式,治标不治本,各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏,最终导致昂贵的修复(大修)工程。
《路面预防性养护》1.预防性养护的概念及意义我国尚没有对路面预养护进行明确的定义,国外对路面预养护的定义也有多种描述。
aashto公路标准委员会把路面预养护定义为“在不增加路面结构承载力的前提下对结构完好的路面或附属设施有计划地采取某种具有费用效益的措施,以达到保养路面系统、延缓损坏、保持或改进路面功能状况的目的”。
《公路沥青路面预养护技术规程》在此基础上明确了我国的路面预防性养护定义,即在路面结构强度足够、路面状况尚好时就对路面有计划地采取养护措施,以达到保持或提高路面使用性能、延长路面使用寿命和减少路面周期养护费用的目的,简称预养护(ppm)。
美国crafco公司通过对几十万公里不同等级公路的调查得出结论:每投入1元公路预防养护资金,可节约3-10元病害处治资金。
美国shrp公司的研究成果显示:在整个路面使用周期内,进行3-4次的预防性养护,可节约养护费用45%-50%。
可见,路面预防性养护(简称预养护)能延长路面使用性能、提高路面行驶质量、节省路面养护资金、降低施工对交通的干扰、提升公众满意程度,是缓解养护压力的有效手段。
2.路基路面早期常见病害沥青混凝土路面的常见病害有:水损坏、裂缝、龟裂、车辙、波浪、松散、坑槽、沉陷、冻胀和翻浆、剥落、泛油。
造成路面早期破坏和损坏的原因多种多样,可概括总结为以下几点:路面结构设计问题、科研工作滞后、超限超载等外界因素、气候因素造成车辙和推移、交通事故和车辆漏油及千斤顶等人为因素、施工与养护因素。
在我国的沥青混凝土路面早期破损现象中,裂缝和车辙破坏占总破坏的80%~90%。
水泥混凝土路面的常见病害有:裂缝、断板、沉陷、拱起、掉角、错台、唧泥、板底脱空等病害。
造成水泥混凝土板早期损坏的原因主要有以下几个方面:路基不均匀沉降导致水泥混凝土板断裂、错台;地表水从混凝土板接缝渗到基层表面,在行车反复作用下产生“泵吸唧泥”作用,使水泥混凝土板脱空而断裂;无序运输、私自改装、加重的超重车辆加速水泥混凝土路面板的疲劳破坏;由于材料级配欠佳,含泥量偏大,水泥品质不一,在水泥混凝土路面施工中留下隐患;不明智地违反规范进行施工,如在雨天或雨后路基尚处在湿软状况下铺装基层等。
每日一练:沥青路面养护工程寿命周期的
经济决策与分析
背景
沥青路面养护工程是保持道路良好状态的重要措施。
在进行养护工程时,经济决策和分析是必不可少的,以确保合理的投资和最大的经济效益。
目标
本文旨在探讨沥青路面养护工程寿命周期的经济决策和分析方法,帮助决策者做出独立、简单且没有法律复杂性的决策。
经济决策与分析方法
1. 成本效益分析
成本效益分析是一种常用的经济决策方法,用于评估投资项目的收益与成本之间的关系。
在沥青路面养护工程中,可以通过比较不同养护方案的成本和预期效益,选择最具经济性的方案。
2. 寿命周期成本分析
寿命周期成本分析考虑了养护工程的整个寿命周期,包括建设、运营和维护阶段的成本。
通过综合考虑不同阶段的成本,可以更全
面地评估养护工程的经济性。
3. 风险评估
沥青路面养护工程可能面临各种风险,如施工质量风险、材料
选择风险和自然灾害风险等。
在经济决策中,需要对这些风险进行
评估,并采取相应的风险管理措施,以保证项目的经济可行性。
注意事项
在进行沥青路面养护工程的经济决策与分析时,需要注意以下
几点:
1. 确保数据的准确性和可靠性,避免引用无法确认的内容。
2. 充分了解相关法律法规,避免出现法律复杂性。
3. 根据自身专业优势,制定简单且有效的决策策略。
结论
经济决策和分析在沥青路面养护工程中起着重要作用。
通过成
本效益分析、寿命周期成本分析和风险评估等方法,可以做出独立、简单且没有法律复杂性的决策,以实现最大的经济效益。
路面建设的成本分析与控制随着城市化进程的加快和交通需求的不断增长,路面建设扮演着重要的角色。
合理的成本分析与控制对于保持工程质量、确保工程效益以及提升城市交通运输能力至关重要。
本文将对路面建设的成本进行分析,探讨成本控制的方法和策略。
一、成本分析1.1 材料成本分析路面建设中使用的材料包括水泥、沥青等。
通过对材料价格的调研和比较,可以确定最具性价比的材料供应商,以降低采购成本。
此外,还需考虑材料的质量和可靠性,以确保路面的使用寿命和安全性。
1.2 人工成本分析人工成本在路面建设中占据较大的比例。
为了降低人工成本,可以采取以下措施:合理安排施工进度,提高施工效率;通过培训提高工人的专业技能,减少误工和重复工作;合理分配劳动力资源,避免人员过剩或不足。
1.3 设备成本分析路面建设需要使用各种设备,如压路机、铺装机等。
购买或租赁这些设备都需要考虑成本因素。
在决定购买设备时,可以综合考虑设备的价格、使用寿命、维护保养费用等因素,以选择最经济的方案。
在租赁设备时,需要与供应商进行充分的沟通和比较,以获取最佳的租赁价格和服务。
二、成本控制2.1 技术优化控制在路面建设中,采用先进的施工技术和设备可以有效降低成本。
例如,可以使用新型的路面材料,提高路面的耐用性和承载能力,减少日后的维修和更换成本。
同时,合理选择施工方法和工艺,优化施工流程,提高施工效率,降低人工成本。
2.2 资源合理配置合理配置资源是成本控制的重要手段。
在路面建设中,需要合理分配材料、人力和设备等资源。
根据施工进度和需求量,合理安排材料的采购和供应,避免库存过多或供应不足。
同时,根据工程规模和施工周期,合理分配劳动力和设备资源,确保施工进度和质量。
2.3 质量控制质量控制是降低成本并保障工程效益的重要环节。
通过严格的质量管理体系,确保施工过程中的质量问题及时发现和解决,避免后期修复和维护造成的额外成本。
定期进行质量检查和评估,及时调整施工方案和工艺,以确保路面建设质量符合标准和要求。
沥青路面养护工程寿命周期经济分析与决策沥青路面养护工程的寿命周期经济分析与决策是指对沥青路面养护工程进行全面、系统的经济性评价和决策,以求得最佳的经济投资方案和最优的维护策略。
这种分析旨在综合考虑整个工程的投资、运营、维护和退役等不同阶段的经济效益,以全寿命周期的角度来进行优化决策,从而实现资源的最优分配和效益的最大化。
在进行沥青路面养护工程寿命周期经济分析时,首先需要确定分析的时间范围和范围。
时间范围包括工程的整个寿命周期,从项目可行性研究开始,到路面运营使用、维护和更新,甚至考虑到退役和后期处置等各个环节。
范围包括经济效益的计算与评估,如初期投资、运营成本、维护费用、更新费用等。
然后,进行沥青路面养护工程的成本估算。
成本估算包括项目投资费用、运营费用和维护成本等方面。
投资费用主要包括工程建设费用,如设备购置、人力资源投入、原材料采购等。
运营费用主要包括路面使用费、行政管理费、能源费用等。
维护成本主要包括路面维护养护费用、更新费用等。
接着,对沥青路面养护工程的经济效益进行评估。
经济效益包括直接经济效益和间接经济效益。
直接经济效益主要包括减少交通事故发生率、缩短行车时间、减少燃料消耗等,可通过统计数据和公式计算得出。
间接经济效益主要包括提高交通流通能力、促进经济发展、减少环境污染等,可通过模拟分析和经验判断得出。
在进行决策时,需要将成本与效益进行综合分析,并结合实际情况和政策要求进行权衡。
常用的评价指标包括净现值、内部收益率、投资回收期等,通过计算这些指标的数值大小,可以对不同方案进行比较和选取。
比如,净现值大于零、内部收益率高、投资回收期短的方案,通常可以认为是具有经济可行性和优势的方案。
此外,还需要考虑风险因素和环境因素对决策的影响。
风险因素包括工程风险、市场风险、政策风险等,需要进行风险评估和风险管理,以避免潜在的经济损失。
环境因素包括生态环境、资源利用、宏观经济等,需要进行环境影响评估和可持续发展评估。
文章编号:0451-0712(2002)12-0094-05 中图分类号:U412 文献标识码:A寿命周期成本分析在道路工程设计中的应用苏卫国(华南理工大学交通学院 广州市 510640) 摘 要:论述了寿命周期成本分析法在道路工程设计中的分析过程,提出了一些实际应用中需考虑的主要、次要因素,并举例说明费用计算过程。
指出寿命周期成本分析法中诸多定性指标,需专业人员参与评估。
关键词:工程分析;经济分析;寿命周期成本分析;优选方案 在道路工程设计中,选择满足使用功能和安全要求条件下最经济的设计方案,是设计者所追求的。
而在传统意义上,所谓最经济方案,一般指的是建造费用最低。
作为公路管理者,面对日趋紧张的建设资金,如何在整个寿命期内合理利用有限资金而获得最好的路用性能,显得越来越重要。
因为,某些方案可能建造费用很低,但运营期间的维修费用很高,这样将导致总费用居高不下,对于公路的所有者来讲,总体成本提高,而对公路使用者来讲,由于频繁维修阻碍交通所带来的损失几乎是无法估量的。
那么,一味追求建造费用低,未必是上策。
综合考虑拟定方案在整个使用年限内(从建造开始到最终丧失使用功能为止)的所有费用,包括建设费、养护费以及用户费,进行成本分析,选出能在使用年限内提供必需的性能且成本最低的方案,这就是寿命周期成本分析(L ife-Cycle Co st A n lysis -L CCA)概念的直观表述。
例如,利用路面管理系统,进行性能分析、剩余寿命预估、不同策略投资分析、工程分析(包括设计、施工、维护和与公路性能相关的自然环境的恢复)、反馈分析等,进而得出寿命周期成本最低的方案,将使资金使用效率达到最佳。
1 寿命周期成本分析过程寿命周期成本分析方法的核心,就是考虑道路工程项目在整个寿命周期(使用年限)内所发生的一切与道路有关的费用,不单单是建造费用,而是在整个分析阶段都精打细算,考虑成本。
主要分析过程包括:方案初拟、工程分析、经济分析、优选方案。
公路养护工程中预防性养护技术分析当前科学技术的不断发展,公路工程建设中,各种技术不断发展,预防性养护技术的应用在很大程度上对于提高公路的使用周期和使用寿命有极大的促进作用,预防性养护技术就是在公路使用过程中,对于可能出现的问题进行预先的把控,然后及时采取措施加以预防,最终能够提升公路的使用质量,促进行人行驶安全。
标签:公路工程;预防性养护;技术一、预防性养护技术概述所谓预防性养护技术,主要是在公路尚处于良好运行状况下,或者基础设施出现一定损坏的时候,由公路养护部门采取一定养护措施对公路进行养护,以免公路出现损坏或者受损情况进一步扩大,充分提升公路服务质量,保障公路行车安全与稳定。
通过应用预防性防护技术,能促使公路养护成本降低,进一步提升公路经济效益以及社会效益。
将预防性防护技术应用在公路实际养护工作中,需要按照及时、早治原则进行,并对该技术实现准确实践,合理设计现场观察形式,并对观察数据实现科学整理。
之后通过科学形式合理评价公路目前实际运行效果,制定合理的养护方案,在养护方案实施中,尽早解决公路在实际运行过程中可能出现或者已经出现的质量问题。
二、公路养护工程中预防性养护技术的重要性预防性维护技术主要应用于开放式道路路面养护工程。
与传统的道路养护技术相比,预防性养护技术可以防止或延缓道路上隐患的发生,从而提高道路铺设寿命,节约维护成本。
目前道路管理系统已经建立,实际道路状况因地区而异,因此目前的道路管理系统不能直接复制到路面管理中。
公路的有效使用会使路面养护工作的进度受到阻碍,导致标准化和科学维护工作无法充分落实。
在公路的路面养护时,应遵守安全至上。
在道路养护工程实现长期安全施工的情况下,必须始终遵循科学的方法,节约维护路面所需的费用,延长道路的使用寿命。
除此之外还能有效提高公路的安全性。
在安全方面,养护公路中应用预防性公路养护技术,能够为现代公路结构安全的提升提供有效保障,从而营造安全的行车环境。
基于生命周期法(LCA)的沥青路面预防性养护时机研究摘要:文章经济角度分析何时实施预防性养护措施的问题,采用生命周期分析法(LCA)计算不同时间方案下路面全寿命周期内的费用,建立了选择最优养护时机的效果费用比模型,对因养护而提高的路面性能进行了定量分析;通过计算最大效果费用比对应的路龄,得到实施预防性养护的最优时机; 并结合实例给出了决策建议。
关键词:沥青路面养护; 生命周期法(LCA); 预防性养护(PPM); 养护决策;中图分类号: U 418. 6 文献标识码: A 文章编号:Study on Life Cycle Assessment (LCA) of Asphalt Pavement Preventive Maintenance timingWANG Xiao-feng(School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China)Abstract:This article analyses from an economic perspective when issues of preventive conservation measures, the use of life cycle analysis (LCA) calculation time under pavement life-cycle costs, defining the conservation measures of pavement performance improvement, establishing select the optimal timing of conservation effects cost model, list of life-cycle costs and quantify them one by one; Quantitative analysis of improving pavement performance due to conservation; age by calculating the maximum effect than the corresponding cost road, the optimal time to implement preventive maintenance in the end; And combined with an instance of Expressway maintenance, and gives policy recommendations. Show that this approach could serve as a tool for preventive maintenance timing, conservation plan for road maintenance departments provided reference.Key words:Asphalt Pavement Maintenance; LCA;PPM; Maintenance Decision 引言公路的使用性能会随使用年限的增加逐渐衰减,为保证服务质量,需在适当时间进行养护,使性能维持在可接受的水平,研究在何时何地采取何种措施,对路面进行必要处置就成了路面养护工作者应该考虑的问题,本文以生命周期法(Life Cycle Assessment)为手段,结合某段工程实例给出经济上最优的养护方案,为道路管理决策者提供参考依据[ ].1、LCA模型建立1. 1费用清单组成及计算本文涉及到的费用清单包括:日常养护费、预防性养护费、大中修费、路面残值、燃油消耗费、轮胎消耗费、以及保修费。
沥青路面预防性养护方法及措施摘要:长期以来人们对早期沥青路面预防性养护的意义认识不足,习惯于在路面出现损坏后才开始进行维护修理。
实践证明,采用适当的配套措施、选择合理的养护手段,加强沥青路面的预防性养护,是保持路面状况良好、延长公路使用寿命的必要前提。
所谓预防性养护,是指为更好地保持路面的使用性能,延长其使用寿命,从运营管理和经济技术的角度,选择适当的时间和适宜的路段,根据路况检测结果和养护标准的要求,采取的路面保全措施而进行的养护工作。
它是一种周期性的强制保养措施,此时路面结构强度充足,而仅仅出现了表面功能衰减,为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护措施。
关键词:沥青路面预防性养护方法措施一、概述路面在承受行车荷载和自然环境因素的反复作用下,逐渐出现塑性变形积累和疲劳损坏,在使用一定年限后路面的损坏发展到不符合使用要求时,便需要进行改建或重建。
为使路面经常处于完好状态,除了要做好日常小修保养工作外,如能对路面进行预防性养护,将起到事半功倍的效果。
所谓预防性养护,是指为更好地保持路面的使用性能,延长其的使用寿命,从运营管理和经济技术的角度,选择适当的时间和适宜的路段,根据路况检测结果和养护标准的要求,采取的路面保全措施而进行的养护工作。
它是一种周期性的强制保养措施,此时路面结构强度充足,而仅仅出现了表面功能衰减,为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护措施。
虽然预防性养护需要投入一定的费用,但它是一种费用/效益比最优的养护措施。
美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路的跟踪,发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内性能下降40%,这一阶段称之为预防性养护阶段,如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本大幅度的增加,这一阶段称之为矫正性养护阶段。
预防性养护在延缓路面恶化速率及延长其使用寿命方面也具有重要意义。
关于预防性养护节约养护成本的分析一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内,性能下降40%(这一阶段称之为预防性养护阶段),如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本大幅度的增加。
预防性养护是一种养护理念,其基本出发点是通过早期养护,延缓路面的病害发展过程,从而推迟了后期进行维修或重建时间,延长了路面使用寿命,最终获得更高的经济效益;各区域间预防性养护发展水平很不平衡,但其基本理念在长期的传播和发展过程中,已广为接受,是大势所趋。
一、预防性养护的几个新概念路面全寿命周期:路面全寿命周期是指路面的实际使用寿命,用“T”(单位:年)表示。
全寿命周期路面成本:全寿命周期路面成本是指在路面全寿命周期内的路面建设费用和养护费用的总和,用“A”表示(万元/公里)。
建设费用是指路面的实际建设投资,用“J”(万元/公里)表示。
养护费用是指路面在“T”(年)内的日常保养、小修工程、中修工程费用的总和,用“Y”表示。
则:A=J+YY=T(R+X)+nZ(万元/公里)A=J+T(R+X)+nZ(万元/公里)式中:J——路面实际建设投资(万元/公里)T——路面全寿命周期(年)R——年平均日常保养费用(万元/年公里)X——年平均小修工程费用(万元/年公里)n——在全寿命周期内路面中修工程次数Z——一次路面中修工程的平均费用(万元/公里)全寿命周期内路面年平均成本用“B”表示(万元/年公里)可由下式表示:B=A/TB=[J+T(R+X)+nZ]/TB=R+X+(J+nZ)/T(万元/年公里)式中:R——年平均日常保养费用(万元/年公里)X——年平均小修工程费用(万元/年公里)J——路面的实际建设投资(万元/公里)n——在全寿命周期内路面中修工程次数Z——一次路面中修工程的平均费用(万元/公里)T——路面全寿命周期(年)全寿命周期内路面年平均成本:平均车公里路面成本是指全寿命周期内路面年平均成本B(万元/年公里)除以该路段的年平均交通量(H,换算为小客车,单位为:年万辆)得到的每辆车行驶每公里的路面成本,用“b”表示。
路面预防性养护及寿命周期成本分析方法作者:朱伟雄摘要:简要介绍预防性养护理念和预防性养护措施,以及寿命周期成本分析方法在道路项目方案比选中的应用。
阐述预防性养护与寿命周期成本分析的关系,应用寿命周期成本分析方法进行预防性养护策略方案的效益及成本分析,通过案例分析阐述寿命周期成本分析计算方法。
公路路面养护一般分为日常养护、矫正性养护、预防性养护等。
通常意义上的养护都是指被动式的矫正性养护,即哪里路面出现破损,就优先进行维修,或称之为“破者优先”(Worst First)模式。
而预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略。
预防性养护实际上是业主对道路的又一次成本投资,成本属于整个寿命周期成本的一部分,成本发生的时间段为整个运营期。
为了合理地进行投资,获取最大收益,道路管理者就需要对道路的整个成本进行优化,特别是运营期的成本投入。
因此,业主想通过优化选出最具成本效益的养护策略计划,而这个养护方案的效益分析就应选用合适的工具来进行。
当前,最为常用的就是寿命周期成本分析法,它比较适合分析长期投资的项目方案。
对于这种投资,管理部门不仅要考虑到道路的技术效果,还要考虑经济效果。
寿命周期成本分析法主要用来评价经济效果,即评价项目合理或有效利用现有资源的程度。
本文介绍预防性养护与寿命周期成本分析方法的关系。
1 预防性养护及其主要措施路面预防性养护概念是美国在20世纪90年代初提出的。
基本理念是:(1)让状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的破坏,不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;(2)在适当的时间,将适用的措施应用在适宜的路面上。
预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
而矫正性养护一般是修补路面的局部损害或对某些特定病害进行养护作业,适用于路面已经发生局部的结构性破损,但还没有波及全局的情况,是一种事后、被动的养护方式,治标不治本,各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏,最终导致昂贵的修复(大修)工程。
目前用于柔性路面预防性养护的措施主要有:雾封层,石屑封层,超薄冷拌封层(稀浆封层、微表处、开普封层),薄层及超薄热沥青罩面(密级配混合料、OGFC开级配磨耗层、多孔隙路面、SMA、Novachip 超薄粘结磨耗层、封缝)等。
2预防性养护与寿命周期成本分析预防性养护的核心就是采用最佳成本效益的养护措施,评估这些措施成本效益的关键方法就是寿命周期成本分析。
所谓寿命周期成本分析(Life—Cycle Cost Analysis,简称LCCA),主要是基于某个合理的基础经济指标,对2个或2个以上的备选方案进行比较。
综合考虑备选方案在整个使用年限内(从实施开始到最终丧失使用功能为止)的所有费用,包括建设成本、养护成本以及用户成本,并对其进行分析,选出能在使用年限内提供必需的性能且成本最低的方案,即寿命周期成本最低。
LCCA法主要用来评价经济效益。
因此,被分析的这些方案本身都应具有2个最基本的特点:一是让状态良好的道路保持更长的时间;二是措施的实施应在合适的时间和合适的路面。
而且由于这些预防性养护措施都是主动性养护策略,对业主来说是一种提前投资。
所以希望所投入成本能发挥到最佳经济效益。
LCCA在对成本效益进行对比分析时,对象是养护方案。
对同一条道路在同一时间采取的措施方案如果不一样,造成道路的性能变化就不同,从而延长的道路寿命长短也会不同,相应的成本效益也会不同。
一般养护方案的比选主要有3个步骤:(1)采取的方案能够提高路面性能路面性能包括舒适性、便利性、安全性或者是寿命周期成本的高低。
如果一套方案对上面这些方面都没有任何改善的话,这样的方案就没有理由被采用。
(2)备选方案的成本效益评价养护方案的效益应该包括对路面性能的评价,而不需对处理方案本身的性能进行评价。
例如,假设在某一路面上要做封层,这时在成本效益分析时应该是将这一路面在进行封层处理后的寿命与另一相似的而未进行封层处理的路面寿命进行比较。
封层本身的寿命可能也就只有5年左右,然而它可能会将路面的寿命延长10年。
同样,如果实施裂缝封补而使得路面寿命额外延长了若干年,那么在决定养护方案的成本效益性能时就应该考虑路面寿命延长产生的价值。
(3)选择最佳养护方案一旦处理方案的成本效益被确定后,便可根据这个指数选出最好的材料以及最为先进的施工技术。
3 LCCA法对预防性养护策略方案的效益分析预防性养护措施对道路的寿命延长是指当采取养护措施后,路面的性能值提高使得性能衰减到某个水平值的时间推迟出现的时间长度。
在实践中,一些常用预防性养护措施能延长的寿命总结如表1所示。
预防性养护措施实施后的成本效益变化,主要体现在对路况质量的提高和为后期的养护节约成本,而对路况的质量提高可以通过与不采取任何措施状况下的路况质量做对比。
图1所示为采取养护后的性能衰减趋势和不采取养护措施的性能衰减趋势。
采取预防性养护措施的成本效益关系可以通过图2、图3表示出来。
从图2可以看出,当路况随着时间逐渐衰减,特别是当道路的性能很低时,养护费用成本一般都很大;而在正确的时间采用合适的预防性养护措施后,路况性能有所提升,养护成本会减少且路面的寿命也会相应延长,大修的时间也会推后,次数也会相应减少。
从图2中还可以发现:在路面经历了75%的设计寿命,其质量下降40%时,进行预防性养护,假如要花l元钱;如果等路面质量下降到80%,亦即其剩余寿命仅为12%时才进行养护,那么这时通过大修所得到与进行预防性养护所得到相同的路况时所需的费用就为4~5元或更多。
更为重要的是,路面质量在很短的时间内就下降了40%,而路面剩余寿命也迅速从60%下降到18%。
推迟路面的养护将会面临着路面的大修和重建,这不仅使路面长期处于较低的服务水平,还会造成寿命期的高费用。
如图3(a),如果在路面状况不太好时(新建后第15年)选择罩面(大修)1次,罩面的价格为8万元,则30年的寿命期内的养护维修费用为8万元。
如果选择路面状况较好时就进行表面处理,如图3(b)所示(微表处预防性养护措施2次),其价格每次为2万元,则在服务期内的养护费用为4万元,但后者可以使路面长期保持在良好状态。
4 LCCA法对预防性养护方案的成本分析一套预防性养护方案,包括多种养护措施,不同措施对道路性能的改善也不同,因此产生的成本效益也会不同。
为合理选择这些措施形成一个最佳策略,就需要对其进行优化分析,分析的核心就是对这些措施的成本进行估算分析,即将不同时间点的成本放在同一个基点进行折算,它是对整个道路建设项目进行寿命周期成本分析的一部分,而一条道路的整个寿命周期成本发生的过程可用图4表示。
一个道路建设项目的寿命周期成本即总成本就是图4中初始建设、大修、养护所有成本的总和,而初始建设成本、大修成本、养护成本都主要包括材料费、人工费以及现场管理费用,其中大修和养护成本中还涉及到一个现场交通控制的费用。
在分析某单个养护措施的成本时,可划分为3部分:实施时所需的业主成本;实施养护时给用户带来不便所造成的用户延期费用成本;安全费用成本。
其成本表达式为:式中,MC为每种类型的养护方案实施所需要的业主成本;DC为由于采取养护造成的用户延误成本;SC为由于进行养护所需要的安全成本;N为寿命周期长度;PWF为折现率;Xij等于1,指方案j在第i 年内使用,等于0则不被采用。
整个成本计算过程中,除了对业主成本、用户成本计算外,还要计算残值。
期末残值可能为正,也可能为负。
正值代表材料仍可利用,而负值代表处理残余材料的费用比材料本身的价值还要高。
可以用计算期末残留的路面材料价值来估算,或者可用初始费用的百分比来估算,它是根据路面残余寿命的百分比或以往经验及历史资料推算的。
5 LCCA分析计算方法采用LCCA对养护策略方案的成本进行评估时,一般采用考虑资金的时间价值,把不同方案各种现金流量折算在同一基年下的净现值后进行比较。
例:某一项目有2个初始方案,方案l的初期建设费为800 000元,20年后的修复费为200 000元,30年后的期末残值为100 000元;方案2的初期建设费为600 000元,第12年及22年的修复费分别为300 000元和200 000元,30年后的期末残值为60 000元。
分别采用不同的折现率时,其成本总额结果有明显的差异(表2)。
计算过程如下:当采用3%折现率时,方案1的成本比较低;而采用5%折现率时,方案2的成本比较低。
这时,方案的选择完全受到折现率的影响。
分析期也是现值法中一个很重要的影响因素。
计算成本时,首先要确定折现率和分析期。
采用现值法进行分析,要求每个方案的分析期相同才能进行比较,设计寿命相同时(即设计成同等交通量下具有相同的使用寿命),新建设计方案可以在相同的计算期内很容易地进行比选。
但事实上这种情况很少,大多数情况都在不同的设计寿命期方案间进行比较分析。
特别是在采取预防性养护措施后,路面寿命延长,设计方案的寿命就会不同。
在以下3种情况下,采用不同的方法来确定分析期:(1)假定各个方案不断重复实施,直到所有方案都一致达到设计寿命,从而将各方案设计寿命的最小公倍数作为分析期。
例如,某一项目的水泥混凝土路面方案预估寿命为18年,而沥青混凝土路面方案预估寿命期为12年,这2个方案可以在36年的计算期内进行比较。
其中,水泥混凝土重复实施1次,而沥青混凝土重复实施2次。
(2)对一个或多个方案增加未来的修复使用期,从而达到相同的计算期。
如前例所述,在沥青混凝土方案12年寿命期后,加铺薄层使其延长6年,则可与水泥混凝土路面在18年的分析期内比较。
这种调整方法可能比最小公倍数法更符合实际。
(3)选取某个方案的设计寿命(首选最短的)作为分析期,其它方案的“剩余寿命”作为其残值。
6分析从LCCA在对方案进行比选的结果中可以看出,分析期应该足够长,才能选出最具成本效益的方案。
如果以我国规范规定的设计年限作为分析期,并不适合用LCCA法作长期战略的评价。
在分析中,以初建期为基年,运营期的成本是整个成本分析的重点,它占整个寿命周期总成本的大部分。
运营期的成本包括2部分:(1)业主成本、用户成本;(2)业主成本与用户成本之间相互约束,其总和影响着整个寿命周期成本分析的结果,方案的成本效益表现为用户成本的减少与业主成本增加的比值。
因此,合理计算每一次投资即养护的业主成本和用户成本是寿命周期成本分析过程的关键。
7结语通过分析及相关概念的介绍,得出以下结论:(1)预防性养护这种主动养护方式,是未来养护管理的发展趋势;(2)预防性养护措施是解决路面功能改善的有效途径;(3)预防性养护的核心是采用最佳成本效益的养护措施,评估这些措施成本效益的关键方法就是寿命周期成本分析;(4)预防性养护措施对道路的寿命延长是当采取养护措施后,路面的性能值提高使得性能衰减到某个水平值的时间推迟出现的时间长度;(5)预防性养护方案分析比选应采用现值法,并要合理取用折现率及分析期。