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簡(jiǎn)要介紹預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，以及壽命周期成本分析方法在道路項(xiàng)目方案比選中的應(yīng)用。闡述預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與壽命周期成本分析的關(guān)系，應(yīng)用壽命周期成本分析方法進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略方案的效益及成本分析，通過(guò)案例分析闡述壽命周期成本分析計(jì)算方法。

公路路面養(yǎng)護(hù)一般分為日常養(yǎng)護(hù)、矯正性養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)等。通常意義上的養(yǎng)護(hù)都是指被動(dòng)式的矯正性養(yǎng)護(hù)，即哪里路面出現(xiàn)破損，就優(yōu)先進(jìn)行維修，或稱(chēng)之為“破者優(yōu)先”(WorstFirst)模式。而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面狀況良好的情況下采取的對(duì)現(xiàn)有道路系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的、基于費(fèi)用一效益的養(yǎng)護(hù)策略。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)際上是業(yè)主對(duì)道路的又一次成本投資，成本屬于整個(gè)壽命周期成本的一部分，成本發(fā)生的時(shí)間段為整個(gè)運(yùn)營(yíng)期。為了合理地進(jìn)行投資，獲取最大收益，道路管理者就需要對(duì)道路的整個(gè)成本進(jìn)行優(yōu)化，特別是運(yùn)營(yíng)期的成本投入。因此，業(yè)主想通過(guò)優(yōu)化選出最具成本效益的養(yǎng)護(hù)策略計(jì)劃，而這個(gè)養(yǎng)護(hù)方案的效益分析就應(yīng)選用合適的工具來(lái)進(jìn)行。當(dāng)前，最為常用的就是壽命周期成本分析法，它比較適合分析長(zhǎng)期投資的項(xiàng)目方案。對(duì)于這種投資，管理部門(mén)不僅要考慮到道路的技術(shù)效果，還要考慮經(jīng)濟(jì)效果。壽命周期成本分析法主要用來(lái)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效果，即評(píng)價(jià)項(xiàng)目合理或有效利用現(xiàn)有資源的程度。本文介紹預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與壽命周期成本分析方法的關(guān)系。1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及其主要措施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念是美國(guó)在20世紀(jì)90年代初提出的。基本理念是：(1)讓狀態(tài)良好的道路系統(tǒng)保持更長(zhǎng)時(shí)間，延緩未來(lái)的破壞，不增加結(jié)構(gòu)承載能力的前提下改善系統(tǒng)的功能狀況；(2)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，將適用的措施應(yīng)用在適宜的路面上。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的計(jì)劃性。而矯正性養(yǎng)護(hù)一般是修補(bǔ)路面的局部損害或?qū)δ承┨囟ú『M(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，適用于路面已經(jīng)發(fā)生局部的結(jié)構(gòu)性破損，但還沒(méi)有波及全局的情況，是一種事后、被動(dòng)的養(yǎng)護(hù)方式，治標(biāo)不治本，各種局部病害積累起來(lái)將形成全局性的結(jié)構(gòu)性破壞，最終導(dǎo)致昂貴的修復(fù)(大修)工程。目前用于柔性路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的措施主要有：霧封層，石屑封層，超薄冷拌封層(稀漿封層、微表處、開(kāi)普封層)，薄層及超薄熱瀝青罩面(密級(jí)配混合料、OGFC開(kāi)級(jí)配磨耗層、多孔隙路面、SMA、Novachip超薄粘結(jié)磨耗層、封縫)等。2預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與壽命周期成本分析預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心就是采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，評(píng)估這些措施成本效益的關(guān)鍵方法就是壽命周期成本分析。所謂壽命周期成本分析(Life—CycleCostAnalysis，簡(jiǎn)稱(chēng)LCCA)，主要是基于某個(gè)合理的基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)2個(gè)或2個(gè)以上的備選方案進(jìn)行比較。綜合考慮備選方案在整個(gè)使用年限內(nèi)(從實(shí)施開(kāi)始到最終喪失使用功能為止)的所有費(fèi)用，包括建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)成本以及用戶(hù)成本，并對(duì)其進(jìn)行分析，選出能在使用年限內(nèi)提供必需的性能且成本最低的方案，即壽命周期成本最低。LCCA法主要用來(lái)評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益。因此，被分析的這些方案本身都應(yīng)具有2個(gè)最基本的特點(diǎn)：一是讓狀態(tài)良好的道路保持更長(zhǎng)的時(shí)間；二是措施的實(shí)施應(yīng)在合適的時(shí)間和合適的路面。而且由于這些預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施都是主動(dòng)性養(yǎng)護(hù)策略，對(duì)業(yè)主來(lái)說(shuō)是一種提前投資。所以希望所投入成本能發(fā)揮到最佳經(jīng)濟(jì)效益。LCCA在對(duì)成本效益進(jìn)行對(duì)比分析時(shí)，對(duì)象是養(yǎng)護(hù)方案。對(duì)同一條道路在同一時(shí)間采取的措施方案如果不一樣，造成道路的性能變化就不同，從而延長(zhǎng)的道路壽命長(zhǎng)短也會(huì)不同，相應(yīng)的成本效益也會(huì)不同。一般養(yǎng)護(hù)方案的比選主要有3個(gè)步驟：(1)采取的方案能夠提高路面性能路面性能包括舒適性、便利性、安全性或者是壽命周期成本的高低。如果一套方案對(duì)上面這些方面都沒(méi)有任何改善的話，這樣的方案就沒(méi)有理由被采用。(2)備選方案的成本效益評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)方案的效益應(yīng)該包括對(duì)路面性能的評(píng)價(jià)，而不需對(duì)處理方案本身的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，假設(shè)在某一路面上要做封層，這時(shí)在成本效益分析時(shí)應(yīng)該是將這一路面在進(jìn)行封層處理后的壽命與另一相似的而未進(jìn)行封層處理的路面壽命進(jìn)行比較。封層本身的壽命可能也就只有5年左右，然而它可能會(huì)將路面的壽命延長(zhǎng)10年。同樣，如果實(shí)施裂縫封補(bǔ)而使得路面壽命額外延長(zhǎng)了若干年，那么在決定養(yǎng)護(hù)方案的成本效益性能時(shí)就應(yīng)該考慮路面壽命延長(zhǎng)產(chǎn)生的價(jià)值。(3)選擇最佳養(yǎng)護(hù)方案一旦處理方案的成本效益被確定后，便可根據(jù)這個(gè)指數(shù)選出最好的材料以及最為先進(jìn)的施工技術(shù)。3LCCA法對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略方案的效益分析預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施對(duì)道路的壽命延長(zhǎng)是指當(dāng)采取養(yǎng)護(hù)措施后，路面的性能值提高使得性能衰減到某個(gè)水平值的時(shí)間推遲出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)度。在實(shí)踐中，一些常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施能延長(zhǎng)的壽命總結(jié)如表1所示。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施后的成本效益變化，主要體現(xiàn)在對(duì)路況質(zhì)量的提高和為后期的養(yǎng)護(hù)節(jié)約成本，而對(duì)路況的質(zhì)量提高可以通過(guò)與不采取任何措施狀況下的路況質(zhì)量做對(duì)比。圖1所示為采取養(yǎng)護(hù)后的性能衰減趨勢(shì)和不采取養(yǎng)護(hù)措施的性能衰減趨勢(shì)。采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的成本效益關(guān)系可以通過(guò)圖2、圖3表示出來(lái)。

從圖2可以看出，當(dāng)路況隨著時(shí)間逐漸衰減，特別是當(dāng)?shù)缆返男阅芎艿蜁r(shí)，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用成本一般都很大；而在正確的時(shí)間采用合適的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后，路況性能有所提升，養(yǎng)護(hù)成本會(huì)減少且路面的壽命也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)，大修的時(shí)間也會(huì)推后，次數(shù)也會(huì)相應(yīng)減少。從圖2中還可以發(fā)現(xiàn)：在路面經(jīng)歷了75％的設(shè)計(jì)壽命，其質(zhì)量下降40％時(shí)，進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，假如要花l元錢(qián)；如果等路面質(zhì)量下降到80％，亦即其剩余壽命僅為12％時(shí)才進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，那么這時(shí)通過(guò)大修所得到與進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所得到相同的路況時(shí)所需的費(fèi)用就為4～5元或更多。更為重要的是，路面質(zhì)量在很短的時(shí)間內(nèi)就下降了40％，而路面剩余壽命也迅速?gòu)?0％下降到18％。推遲路面的養(yǎng)護(hù)將會(huì)面臨著路面的大修和重建，這不僅使路面長(zhǎng)期處于較低的服務(wù)水平，還會(huì)造成壽命期的高費(fèi)用。如圖3(a)，如果在路面狀況不太好時(shí)(新建后第15年)選擇罩面(大修)1次，罩面的價(jià)格為8萬(wàn)元，則30年的壽命期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用為8萬(wàn)元。如果選擇路面狀況較好時(shí)就進(jìn)行表面處理，如圖3(b)所示(微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施2次)，其價(jià)格每次為2萬(wàn)元，則在服務(wù)期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用為4萬(wàn)元，但后者可以使路面長(zhǎng)期保持在良好狀態(tài)。4LCCA法對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案的成本分析一套預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案，包括多種養(yǎng)護(hù)措施，不同措施對(duì)道路性能的改善也不同，因此產(chǎn)生的成本效益也會(huì)不同。為合理選擇這些措施形成一個(gè)最佳策略，就需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化分析，分析的核心就是對(duì)這些措施的成本進(jìn)行估算分析，即將不同時(shí)間點(diǎn)的成本放在同一個(gè)基點(diǎn)進(jìn)行折算，它是對(duì)整個(gè)道路建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行壽命周期成本分析的一部分，而一條道路的整個(gè)壽命周期成本發(fā)生的過(guò)程可用圖4表示。

一個(gè)道路建設(shè)項(xiàng)目的壽命周期成本即總成本就是圖4中初始建設(shè)、大修、養(yǎng)護(hù)所有成本的總和，而初始建設(shè)成本、大修成本、養(yǎng)護(hù)成本都主要包括材料費(fèi)、人工費(fèi)以及現(xiàn)場(chǎng)管理費(fèi)用，其中大修和養(yǎng)護(hù)成本中還涉及到一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)交通控制的費(fèi)用。在分析某單個(gè)養(yǎng)護(hù)措施的成本時(shí)，可劃分為3部分：實(shí)施時(shí)所需的業(yè)主成本；實(shí)施養(yǎng)護(hù)時(shí)給用戶(hù)帶來(lái)不便所造成的用戶(hù)延期費(fèi)用成本；安全費(fèi)用成本。其成本表達(dá)式為：

式中，MC為每種類(lèi)型的養(yǎng)護(hù)方案實(shí)施所需要的業(yè)主成本；DC為由于采取養(yǎng)護(hù)造成的用戶(hù)延誤成本；SC為由于進(jìn)行養(yǎng)護(hù)所需要的安全成本；N為壽命周期長(zhǎng)度；PWF為折現(xiàn)率；Xij等于1，指方案j在第i年內(nèi)使用，等于0則不被采用。整個(gè)成本計(jì)算過(guò)程中，除了對(duì)業(yè)主成本、用戶(hù)成本計(jì)算外，還要計(jì)算殘值。期末殘值可能為正，也可能為負(fù)。正值代表材料仍可利用，而負(fù)值代表處理殘余材料的費(fèi)用比材料本身的價(jià)值還要高。可以用計(jì)算期末殘留的路面材料價(jià)值來(lái)估算，或者可用初始費(fèi)用的百分比來(lái)估算，它是根據(jù)路面殘余壽命的百分比或以往經(jīng)驗(yàn)及歷史資料推算的。5LCCA分析計(jì)算方法采用LCCA對(duì)養(yǎng)護(hù)策略方案的成本進(jìn)行評(píng)估時(shí)，一般采用考慮資金的時(shí)間價(jià)值，把不同方案各種現(xiàn)金流量折算在同一基年下的凈現(xiàn)值后進(jìn)行比較。例：某一項(xiàng)目有2個(gè)初始方案，方案l的初期建設(shè)費(fèi)為800000元，20年后的修復(fù)費(fèi)為200000元，30年后的期末殘值為100000元；方案2的初期建設(shè)費(fèi)為600000元，第12年及22年的修復(fù)費(fèi)分別為300000元和200000元，30年后的期末殘值為60000元。分別采用不同的折現(xiàn)率時(shí)，其成本總額結(jié)果有明顯的差異(表2)。計(jì)算過(guò)程如下：

當(dāng)采用3％折現(xiàn)率時(shí)，方案1的成本比較低；而采用5％折現(xiàn)率時(shí)，方案2的成本比較低。這時(shí)，方案的選擇完全受到折現(xiàn)率的影響。分析期也是現(xiàn)值法中一個(gè)很重要的影響因素。計(jì)算成本時(shí)，首先要確定折現(xiàn)率和分析期。采用現(xiàn)值法進(jìn)行分析，要求每個(gè)方案的分析期相同才能進(jìn)行比較，設(shè)計(jì)壽命相同時(shí)(即設(shè)計(jì)成同等交通量下具有相同的使用壽命)，新建設(shè)計(jì)方案可以在相同的計(jì)算期內(nèi)很容易地進(jìn)行比選。但事實(shí)上這種情況很少，大多數(shù)情況都在不同的設(shè)計(jì)壽命期方案間進(jìn)行比較分析。特別是在采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后，路面壽命延長(zhǎng)，設(shè)計(jì)方案的壽命就會(huì)不同。在以下3種情況下，采用不同的方法來(lái)確定分析期：(1)假定各個(gè)方案不斷重復(fù)實(shí)施，直到所有方案都一致達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，從而將各方案設(shè)計(jì)壽命的最小公倍數(shù)作為分析期。例如，某一項(xiàng)目的水泥混凝土路面方案預(yù)估壽命為18年，而瀝青混凝土路面方案預(yù)估壽命期為12年，這2個(gè)方案可以在36年的計(jì)算期內(nèi)進(jìn)行比較。其中，水泥混凝土重復(fù)實(shí)施1次，而瀝青混凝土重復(fù)實(shí)施2次。(2)對(duì)一個(gè)或多個(gè)方案增加未來(lái)的修復(fù)使用期，從而達(dá)到相同的計(jì)算期。如前例所述，在瀝青混凝土方案12年壽命期后，加鋪薄層使其延長(zhǎng)6年，則可與水泥混凝土路面在18年的分析期內(nèi)比較。這種調(diào)整方法可能比最小公倍數(shù)法更符合實(shí)際。(3)選取某個(gè)方案的設(shè)計(jì)壽命(首選最短的)作為分析期，其它方案的“剩余壽命”作為其殘值。6分析從LCCA在對(duì)方案進(jìn)行比選的結(jié)果中可以看出，分析期應(yīng)該足夠長(zhǎng)，才能選出最具成本效益的方案。如果以我國(guó)規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)年限作為分析期，并不適合用LCCA法作長(zhǎng)期戰(zhàn)略的評(píng)價(jià)。在分析中，以初建期為基年，運(yùn)營(yíng)期的成本是整個(gè)成本分析的重點(diǎn)，它占整個(gè)壽命周期總成本的大部分。運(yùn)營(yíng)期的成本包括2部分：(1)業(yè)主成本、用戶(hù)成本；(2)業(yè)主成本與用戶(hù)成本之間相互約束，其總和影響著整個(gè)壽命周期成本分析的結(jié)果，方案的成本效益表現(xiàn)為用戶(hù)成本的減少與業(yè)主成本增加的比值。因此，合理計(jì)算每一次投資即養(yǎng)護(hù)的業(yè)主成本和用戶(hù)成本是壽命周期成本分析過(guò)程的關(guān)鍵。7結(jié)語(yǔ)通過(guò)分析及相關(guān)概念的介紹，得出以下結(jié)論：(1)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)這種主動(dòng)養(yǎng)護(hù)方式，是未來(lái)養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展趨勢(shì)；(2)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施是解決路面功能改善的有效途徑；(3)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的核心是采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，評(píng)估這些措施成本效益的關(guān)鍵方法就是壽命周期成本分析；(4)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施對(duì)道路的壽命延長(zhǎng)是當(dāng)采取養(yǎng)護(hù)措施后，路面的性能值提高使得性能衰減到某個(gè)水平值的時(shí)間推遲出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)度；(5)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案分析比選應(yīng)采用現(xiàn)值法，并要合理取用折現(xiàn)率及分析期。