一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法技术

本发明专利技术属于道路养护工程领域，具体涉及一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，包括如下操作步骤：S1.确定功能单位；S2.确定养护时机；S3.评估资金的时间价值，将不同养护方案寿命周期内的初期建设成本、运营期管养成本、环境成本和残值指标进行经济分析；S4.寿命周期成本分析。本发明专利技术提供的基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法将寿命预测和寿命周期成本的概念结合起来，使公路工程中养护方案的决策更加合理，工程建设以及寿命期的服务水平和长期投资控制得到更有力和更全面的保障，使得道路管理养护资金使用的更为合理，性价比更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法
本专利技术属于道路养护工程领域，具体涉及一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法。
技术介绍
目前，我国公路网已经相对完善，公路建设逐渐进入了一个平稳发展的时期，对既有路面的养护管理将成为现阶段交通运输发展的重心。随着经济的快速增长，交通量日益加大，车辆荷载不断累积，使得路面也承受着前所未有的压力。路面病害不断增多，不仅影响了公路的服务质量，降低了路网的运输效率，同时严重影响区域的经济发展。因此，需要通过必要的维修养护来改善这一状况，维持公路的通行能力，提升公路的运输效率和服务质量。道路的养护作为一种基础建设工程，其费用和效益的衡量应当作为养护方案决策的依据。以往养护方案在进行经济评价时较片面，一般只集中在初期的建设成本，很少考虑公路后续日常养护维修成本等因素，经常出现选用方案初期建设成本较低，但全寿命成本很高的情况。故在项目初期对公路养护项目进行基于寿命周期的成本分析尤为重要。有鉴于上述现有的路面养护方法中存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，使养护方法更加完善，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，结合公路养护项目自身的特点，通过养护时机预测和分析、比较不同公路养护方案在项目全寿命周期内的经济影响，从而选择设计年限内能满足服务需求，同时又能获得最大经济社会效益的方案。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术提供的一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，包括如下操作步骤：S1.确定功能单位，功能单位的确定是整个生命周期评价的基石，它将产品系统的输入和输出进行标准化，建立起一个横向比较的度量单位。功能单位需要定义车道数、计算行车速度、路基宽度、路肩行车道宽度、路缘带、中央分隔带等数值。为了能更好的反映不同路面结构的全生命周期成本效益，也为了有利于研究比较，取1km双向六车道公路的半幅路面作为1个功能单位。S2.确定养护时机，根据路面的疲劳、永久变形和平整度指标的衰减来确定使用寿命，并将确定的使用寿命作为路面的养护时机；S3.评估资金的时间价值，将不同养护方案寿命周期内的初期建设成本、运营期管养成本、环境成本和残值指标进行经济分析；S4.寿命周期成本分析。为了能更好的反映不同路面结构的全寿命周期经济效益，也为了有利于分析比较，将公路寿命周期成本分析的功能单位定义为1km双向六车道公路的半幅路面，能够确保评价结果之间的一致性和可比性。进一步的，步骤S2中的路面平整度参照该地区公路平整度的预估模型。进一步的，步骤S3中的运营期管养成本包括日常养护费用和中修养护费用。日常养护费用主要跟路面类型、环境条件和交通量等影响因素有关。本专利技术日常养护费用结合当地实际情况采用每公里单价进行计算，在进行中修时，不考虑对日常养护费用的影响。进一步的，步骤S3中的初期建设成本由所述功能单位的面积、沥青路面建设方案的摊铺厚度和沥青路面建设方案投资单价共同决定。进一步的，步骤S3中的初期建设期成本计算公式如下：CI＝A×d×U(1)式中：CI—初期建设期成本(元)；A—寿命周期成本分析所定功能单元面积(m2)；d—沥青路面建设方案的摊铺厚度(m)；U—沥青路面建设方案投资单价(元)。进一步的，步骤S3中的运营期管养成本包括日常养护费用和中修养护费用。进一步的，日常养护费用根据当地实际调研养护单价，结合公路行业的基本贴现率计算。进一步的，步骤S3中的运营管养成本计算公司如下：MC＝Cd+Cm(2)式中：MC—运营管养成本(元)；Cd—折算到基准年的日常养护费用，主要跟路面类型、环境条件和交通量等影响因素，同时考虑贴现率进行折算(元)；其中：式中：n——寿命周期成本分析年限；i——贴现率，公路行业的基本贴现率一般为8％。Cm—折算到基准年的大中修养护费用；其中Cm＝∑Ft/(1+i)t(4)式中：Ft——第t年产生的大中修花费；i——贴现率，公路行业的基本贴现率一般为8％；t——从基准年到大中修的年数。进一步的，步骤S3中还包括出行用户成本。用户成本即车辆运营成本，其中包括出行时间延误、油耗、轮耗以及车辆折旧等的多项费用总和。进一步的，环境成本包括建设期、运营期和养护期对环境的不利影响所造成的费用。进一步的，步骤S3中的残值是路面在完成对行车服务的使命后，丧失基本的行驶功能，但仍然具有的经济价值。进一步的，残值通过剩余服务寿命价值计算，计算公式如下：SV＝(1-LA/LE)Cr(5)式中：LA是最后一次养护的施工年份到寿命末(或分析期末)的年数；LE是该养护措施的预期使用寿命；Cr是该项改造措施的修建费用；SV是路面残值。进一步的，步骤S4中，对寿命周期成本分析时，考虑资金的时间价值，将N年作为一个寿命周期，其中10≤N≤30。进一步的，步骤S4中寿命周期成本分析的计算公式如下：LCC＝CI+MC+UC+EC+SV(6)式中：LCC是寿命周期成本分析；UC是出行用户成本；EC是环境成本。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术针对目前养护方案决策时经济因素考虑片面、理论依据缺乏的现状，提供一种基于寿命周期分析的路面养护方案决策方法。有利于更加科学合理的进行养护方案决策，使得养护工程的实施、寿命周期内的服务水平和长期投资控制得到更有力和更全面的保证，使得道路管理养护资金使用更为合理，性价比更高。其中，解决目前路面养护方案决策时经济性考虑片面的问题，提出了基于寿命周期评价的方法，使得对不同养护方案的评价更为全面、合理、科学。并通过经济评价指标，将不同养护方案的费用量化，使不同方案具有可比性，为后续的养护方案决策提供科学的理论依据。基于寿命周期的成本分析，为管理养护资金的合理运用奠定了基础。附图说明图1为实施例的寿命周期维修养护模型。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本专利技术提出的一种基于寿命周期分析的路面养护方案决策方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。下面结合实施例，对具体的实施过程进行详细论述。具体数据以某工程项目为依托，该工程为双向6车道的公路，年平均日交通量为11802pcu/d，交通平均年增长率为5.0％。现对三种不同罩面方案：普通AC-13(方案A)，改性AC-13(方案B)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，其特征在于，包括如下操作步骤：/nS1. 确定功能单位，功能单位是将产品系统的输入和输出进行标准化，建立起一个横向比较的度量单位，功能单位根据车道数、计算行车速度、路基宽度、路肩行车道宽度、路缘带和中央分隔带的数值共同确定；/nS2. 确定养护时机，根据路面的疲劳、永久变形和平整度指标的衰减来确定使用寿命，并将确定的使用寿命作为路面的养护时机；/nS3. 评估资金的时间价值，将不同养护方案寿命周期内的初期建设成本、运营期管养成本、环境成本和残值指标进行经济分析；/nS4. 寿命周期成本分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1.确定功能单位，功能单位是将产品系统的输入和输出进行标准化，建立起一个横向比较的度量单位，功能单位根据车道数、计算行车速度、路基宽度、路肩行车道宽度、路缘带和中央分隔带的数值共同确定；
S2.确定养护时机，根据路面的疲劳、永久变形和平整度指标的衰减来确定使用寿命，并将确定的使用寿命作为路面的养护时机；
S3.评估资金的时间价值，将不同养护方案寿命周期内的初期建设成本、运营期管养成本、环境成本和残值指标进行经济分析；
S4.寿命周期成本分析。


2.根据权利要求1所述的一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，其特征在于，所述步骤S2中的路面平整度参照该地区公路平整度的预估模型。


3.根据权利要求1所述的一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，其特征在于，所述步骤S3中的初期建设成本由所述功能单位的面积、沥青路面建设方案的摊铺厚度和沥青路面建设方案投资单价共同决定。


4.根据权利要求1所述的一种基于寿命周期成本分析的路面养护方案决策方法，其特征在于，所述步骤S3中的运营期管养成...

【专利技术属性】
技术研发人员：温肖博，吴昊，朱浩然，蔡海泉，卢勇，刘爱华，李锋，李亚丽，黄毅，吴宝鑫，刘林林，杨惠宇，
申请(专利权)人：苏交科集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32