道路工程設計中壽命周期成本分析運用研究

趙騰飛

（廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

對于道路工程設計工作而言，在滿足使用功能和可靠性的基礎上選擇經濟性最高的設計方案，是該工程追求的根本目標。而壽命周期成本分析方法通過對某一道路工程的功能和成本進行分析，對工程價值性及方案的技術經濟合理性等方面進行比較，從而能夠選擇出最科學、經濟的設計方案，滿足該工程的設計目標。

1 壽命周期成本分析相關概述

壽命周期成本分析主要指的是在系統或是某一項目的開發設計階段將壽命成本作為設計參數，從而對該系統以及項目進行分析和對比，進而使該系統和項目具有經濟的壽命周期成本，為此，該方法也被稱為壽命周期成本評價。在應用該方法時，主要使用的分析方法有相關計算公式以及費用效率法，應用的費用估算方法有類比估算法、費用模型估算法、費用項目分別估算法以及參數估算法等。

道路壽命周期成本是于20世紀60年代開始出現的，通過將壽命周期成本分析引用道路工程設計中，能夠在保證建設質量和工程的基礎上幫助人們選出最具經濟性的設計方案。尤其對于發展中國家，道路工程作為一項基礎設施，該工程項目的建設以及養護費用在發展中國家財政預算的占比較高，為此，提高工程設計的經濟性成為該領域的重要課題。而道路壽命周期成本分析通過經濟學相關原理，對各項要素進行分析和對比，從而幫助人們選出最佳方案。其成本組成主要是：對于道路的壽命周期成本而言，主要是以其使用年限為基礎對道路路面的壽命周期進行考慮，通過分析在此周期內的各項成本，以該工程的成本效益以及其他效益為前提對設計方案進行優化和對比，從而選擇滿足使用和建設要求且成本最低的方案。而對于道路工程而言，無論是設計、建設還是后期報廢，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，分別是管理費用、用戶費用、外部費用以及總費用，在不同的費用單元還可以對其細分。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計中的運用

2.1 在初始設計方案中的應用

為提升道路工程設計的經濟性，需要對新建方案以及重建方案進行綜合性的分析和比較。若是考慮對象為新路，那么，該工程的修復方案會直接影響原路面方案的設計及選擇。為此，在對修復設計進行考慮時，主要的方案有以下幾種：①復原方案。在該方案中，可以免去罩面鋪設工序，并恢復該道路的路面結構，使其具有良好的功能性；②再生方案。該方案主要是對基層以及面層等進行重復性使用，從而加強該道路工程的耐久性能。另外，在該方案中，還可以通過應用新材料對路面進行鋪設，從而提升整個道路工程的性能；③加鋪方案。在該方案中，主要是利用面層對道路路面的性能進行強化；④重建方案。在該方案中，相關人員需要結合實際情況對方案進行重新設計，例如對路段進行挖除等，更新該道路的結構層。在道路壽命周期成本分析中，無論對于哪種方案，相關人員都應該將其作為該工程初始設計的內容進行分析，并結合實際條件對方案進行合理結合。

2.2 對道路工程進行分析

在對道路工程設計的初始方案進行分析和初步擬定后，需要對其可行性進行分析，具體如下：

①對交通方面的可行性進行分析。對道路工程的幾何設計而言，該工程的總交通量對該設計具有一定的影響作用，所以，需要對道路工程的結構設計進行分析，從而對其重軸載次數對其估計，從而判斷是否能夠達到預期的使用壽命；②對土質方面的可行性進行分析。主要是對路基的各個要素進行分析，判斷其是否滿足結構設計要求；③對氣候方面進行分析。在不同的氣象條件下會對道路結構以及路面造成影響，所以，需要對目標地區的氣候進行分析；④對施工相關要素進行分析。對于道路工程而言，無論是建設時間還是后期的養護效果，都會產生不同程度的影響，因此，盡量選擇性能維持時間較久的方案；⑤對成本進行分析。主要是對建設費用進行分析、對比，考慮內容為修復、初始建設等費用。除此之外，還需要對一些細節要素進行分析，具體內容如圖2所示。

圖2 細節要素

2.3 對該工程的經濟性進行分析

對于道路壽命周期成本分析而言，最關鍵的就是對其經濟性分析環節。一般情況下，主要是對其總費用進行分析，所以，在壽命周期成本分析中，應用的分析方法主要分為兩種：①現值法，相關人員在使用該方法對道路工程設計相關內容進行分析時，其核心思想就是費用折算[2]。具體而言，在應用該方法對道路工程設計相關內容進行經濟性分析時，主要是以該工程具體的使用年限為基礎，將全部費用進行折算，進而對該折算結果進行分析和對比。現值法的公式為

其中：P-現值；F-終值；n-年數；i-折現率。

其中：A-系列年末等額支付額。需要注意的是，相關人員在折算時，應以年為單位，從而為后續的對比工作奠定基礎。現值法的優勢主要在于：一方面，能夠對該道路工程的各項費用以及總費用進行明確；另一方面，能直觀判斷其經濟性，還能對總費用現值進行計算；②年值法，該方法是對各個要素的費用現值進行分析、明確，再按照等額原則對其進行折算，折算后的結果是全部費用的年值。年值法的公式為而無論使用哪種經濟性的分析方法，均需要涉及計算期、使用期以及折現率，所以，相關人員進行道路工程設計的經濟性分析時，需要結合具體情況，根據道路工程的類型明確具體的計算期、使用期以及當時的折現率，從而提升經濟性分析結果的科學性和合理性[4]。以廣東深圳地區的道路工程項目為例，在西鄉大道綜合整治提升工程（麗景城段）中，為提升其運行質量則拆除了人行道路面，并對路面進行了維修，花費了一定的維修資金。而這應該包含于前期設計方案中，簡單來說，設計人員需要按照壽命周期成本分析相關理論對道路工程設計的經濟性進行考慮，其中就包括后期維修，通過使用年值法和現值法對其進行計算，從而全面考慮該工程整體的經濟性。

2.4 在方案評選方面的應用

在對可行方案進行評估時，不存在沒有爭議的方案，所以，相關人員只能增加評估方法的數量，最大限度增強評估效果，將其爭議降至最低。除此之外，在對道路工程設計方案進行評估時，應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，相關人員需要考慮的因素主要有：限制性因素、壽命周期費用以及決策因素，其中，壽命周期費用包括初期費用、養護費用以及期末殘值[5]。

3 結論

綜上所述，壽命周期成本分析能有效選擇最優的道路工程設計方案。所以，相關單位及人員應深入研究壽命周期成本分析，掌握其核心思想，并將其應用至道路工程設計工作中的各個環節，進而在保證使用性能的基礎上提升其經濟效益，提高相關單位的經濟收入，促進該工程事業健康發展。