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簡要介紹預(yù)防性養(yǎng)護理念和預(yù)防性養(yǎng)護措施，以及壽命周期成本分析方法在道路項目方案比選中的應(yīng)用。闡述預(yù)防性養(yǎng)護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行預(yù)防性養(yǎng)護策略方案的效益及成本分析，通過案例分析闡述壽命周期成本分析計算方法。

公路路面養(yǎng)護一般分為日常養(yǎng)護、矯正性養(yǎng)護、預(yù)防性養(yǎng)護等。通常意義上的養(yǎng)護都是指被動式的矯正性養(yǎng)護，即哪里路面出現(xiàn)破損，就優(yōu)先進行維修，或稱之為“破者優(yōu)先”(WorstFirst)模式。而預(yù)防性養(yǎng)護是一種在路面狀況良好的情況下采取的對現(xiàn)有道路系統(tǒng)進行有計劃的、基于費用一效益的養(yǎng)護策略。預(yù)防性養(yǎng)護實際上是業(yè)主對道路的又一次成本投資，成本屬于整個壽命周期成本的一部分，成本發(fā)生的時間段為整個運營期。為了合理地進行投資，獲取最大收益，道路管理者就需要對道路的整個成本進行優(yōu)化，特別是運營期的成本投入。因此，業(yè)主想通過優(yōu)化選出最具成本效益的養(yǎng)護策略計劃，而這個養(yǎng)護方案的效益分析就應(yīng)選用合適的工具來進行。當(dāng)前，最為常用的就是壽命周期成本分析法，它比較適合分析長期投資的項目方案。對于這種投資，管理部門不僅要考慮到道路的技術(shù)效果，還要考慮經(jīng)濟效果。壽命周期成本分析法主要用來評價經(jīng)濟效果，即評價項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)護與壽命周期成本分析方法的關(guān)系。1預(yù)防性養(yǎng)護及其主要措施路面預(yù)防性養(yǎng)護概念是美國在20世紀90年代初提出的?；纠砟钍牵?1)讓狀態(tài)良好的道路系統(tǒng)保持更長時間，延緩未來的破壞，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間，將適用的措施應(yīng)用在適宜的路面上。預(yù)防性養(yǎng)護的核心是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施，強調(diào)養(yǎng)護管理的計劃性。而矯正性養(yǎng)護一般是修補路面的局部損害或?qū)δ承┨囟ú『M行養(yǎng)護作業(yè)，適用于路面已經(jīng)發(fā)生局部的結(jié)構(gòu)性破損，但還沒有波及全局的情況，是一種事后、被動的養(yǎng)護方式，治標不治本，各種局部病害積累起來將形成全局性的結(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、開普封層)，薄層及超薄熱瀝青罩面(密級配混合料、OGFC開級配磨耗層、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)護與壽命周期成本分析預(yù)防性養(yǎng)護的核心就是采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施，評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，簡稱LCCA)，主要是基于某個合理的基礎(chǔ)經(jīng)濟指標，對2個或2個以上的備選方案進行比較。綜合考慮備選方案在整個使用年限內(nèi)(從實施開始到最終喪失使用功能為止)的所有費用，包括建設(shè)成本、養(yǎng)護成本以及用戶成本，并對其進行分析，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法主要用來評價經(jīng)濟效益。因此，被分析的這些方案本身都應(yīng)具有2個最基本的特點：一是讓狀態(tài)良好的道路保持更長的時間；二是措施的實施應(yīng)在合適的時間和合適的路面。而且由于這些預(yù)防性養(yǎng)護措施都是主動性養(yǎng)護策略，對業(yè)主來說是一種提前投資。所以希望所投入成本能發(fā)揮到最佳經(jīng)濟效益。LCCA在對成本效益進行對比分析時，對象是養(yǎng)護方案。對同一條道路在同一時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，從而延長的道路壽命長短也會不同，相應(yīng)的成本效益也會不同。一般養(yǎng)護方案的比選主要有3個步驟：(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。如果一套方案對上面這些方面都沒有任何改善的話，這樣的方案就沒有理由被采用。(2)備選方案的成本效益評價養(yǎng)護方案的效益應(yīng)該包括對路面性能的評價，而不需對處理方案本身的性能進行評價。例如，假設(shè)在某一路面上要做封層，這時在成本效益分析時應(yīng)該是將這一路面在進行封層處理后的壽命與另一相似的而未進行封層處理的路面壽命進行比較。封層本身的壽命可能也就只有5年左右，然而它可能會將路面的壽命延長10年。同樣，如果實施裂縫封補而使得路面壽命額外延長了若干年，那么在決定養(yǎng)護方案的成本效益性能時就應(yīng)該考慮路面壽命延長產(chǎn)生的價值。(3)選擇最佳養(yǎng)護方案一旦處理方案的成本效益被確定后，便可根據(jù)這個指數(shù)選出最好的材料以及最為先進的施工技術(shù)。3LCCA法對預(yù)防性養(yǎng)護策略方案的效益分析預(yù)防性養(yǎng)護措施對道路的壽命延長是指當(dāng)采取養(yǎng)護措施后，路面的性能值提高使得性能衰減到某個水平值的時間推遲出現(xiàn)的時間長度。在實踐中，一些常用預(yù)防性養(yǎng)護措施能延長的壽命總結(jié)如表1所示。

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

從圖2可以看出，當(dāng)路況隨著時間逐漸衰減，特別是當(dāng)?shù)缆返男阅芎艿蜁r，養(yǎng)護費用成本一般都很大；而在正確的時間采用合適的預(yù)防性養(yǎng)護措施后，路況性能有所提升，養(yǎng)護成本會減少且路面的壽命也會相應(yīng)延長，大修的時間也會推后，次數(shù)也會相應(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)計壽命，其質(zhì)量下降40％時，進行預(yù)防性養(yǎng)護，假如要花l元錢；如果等路面質(zhì)量下降到80％，亦即其剩余壽命僅為12％時才進行養(yǎng)護，那么這時通過大修所得到與進行預(yù)防性養(yǎng)護所得到相同的路況時所需的費用就為4～5元或更多。更為重要的是，路面質(zhì)量在很短的時間內(nèi)就下降了40％，而路面剩余壽命也迅速從60％下降到18％。推遲路面的養(yǎng)護將會面臨著路面的大修和重建，這不僅使路面長期處于較低的服務(wù)水平，還會造成壽命期的高費用。如圖3(a)，如果在路面狀況不太好時(新建后第15年)選擇罩面(大修)1次，罩面的價格為8萬元，則30年的壽命期內(nèi)的養(yǎng)護維修費用為8萬元。如果選擇路面狀況較好時就進行表面處理，如圖3(b)所示(微表處預(yù)防性養(yǎng)護措施2次)，其價格每次為2萬元，則在服務(wù)期內(nèi)的養(yǎng)護費用為4萬元，但后者可以使路面長期保持在良好狀態(tài)。4LCCA法對預(yù)防性養(yǎng)護方案的成本分析一套預(yù)防性養(yǎng)護方案，包括多種養(yǎng)護措施，不同措施對道路性能的改善也不同，因此產(chǎn)生的成本效益也會不同。為合理選擇這些措施形成一個最佳策略，就需要對其進行優(yōu)化分析，分析的核心就是對這些措施的成本進行估算分析，即將不同時間點的成本放在同一個基點進行折算，它是對整個道路建設(shè)項目進行壽命周期成本分析的一部分，而一條道路的整個壽命周期成本發(fā)生的過程可用圖4表示。

一個道路建設(shè)項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)護所有成本的總和，而初始建設(shè)成本、大修成本、養(yǎng)護成本都主要包括材料費、人工費以及現(xiàn)場管理費用，其中大修和養(yǎng)護成本中還涉及到一個現(xiàn)場交通控制的費用。在分析某單個養(yǎng)護措施的成本時，可劃分為3部分：實施時所需的業(yè)主成本；實施養(yǎng)護時給用戶帶來不便所造成的用戶延期費用成本；安全費用成本。其成本表達式為：

式中，MC為每種類型的養(yǎng)護方案實施所需要的業(yè)主成本；DC為由于采取養(yǎng)護造成的用戶延誤成本；SC為由于進行養(yǎng)護所需要的安全成本；N為壽命周期長度；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。整個成本計算過程中，除了對業(yè)主成本、用戶成本計算外，還要計算殘值。期末殘值可能為正，也可能為負。正值代表材料仍可利用，而負值代表處理殘余材料的費用比材料本身的價值還要高。可以用計算期末殘留的路面材料價值來估算，或者可用初始費用的百分比來估算，它是根據(jù)路面殘余壽命的百分比或以往經(jīng)驗及歷史資料推算的。5LCCA分析計算方法采用LCCA對養(yǎng)護策略方案的成本進行評估時，一般采用考慮資金的時間價值，把不同方案各種現(xiàn)金流量折算在同一基年下的凈現(xiàn)值后進行比較。例：某一項目有2個初始方案，方案l的初期建設(shè)費為800000元，20年后的修復(fù)費為200000元，30年后的期末殘值為100000元；方案2的初期建設(shè)費為600000元，第12年及22年的修復(fù)費分別為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，其成本總額結(jié)果有明顯的差異(表2)。計算過程如下：

當(dāng)采用3％折現(xiàn)率時，方案1的成本比較低；而采用5％折現(xiàn)率時，方案2的成本比較低。這時，方案的選擇完全受到折現(xiàn)率的影響。分析期也是現(xiàn)值法中一個很重要的影響因素。計算成本時，首先要確定折現(xiàn)率和分析期。采用現(xiàn)值法進行分析，要求每個方案的分析期相同才能進行比較，設(shè)計壽命相同時(即設(shè)計成同等交通量下具有相同的使用壽命)，新建設(shè)計方案可以在相同的計算期內(nèi)很容易地進行比選。但事實上這種情況很少，大多數(shù)情況都在不同的設(shè)計壽命期方案間進行比較分析。特別是在采取預(yù)防性養(yǎng)護措施后，路面壽命延長，設(shè)計方案的壽命就會不同。在以下3種情況下，采用不同的方法來確定分析期：(1)假定各個方案不斷重復(fù)實施，直到所有方案都一致達到設(shè)計壽命，從而將各方案設(shè)計壽命的最小公倍數(shù)作為分析期。例如，某一項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個方案可以在36年的計算期內(nèi)進行比較。其中，水泥混凝土重復(fù)實施1次，而瀝青混凝土重復(fù)實施2次。(2)對一個或多個方案增加未來的修復(fù)使用期，從而達到相同的計算期。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)法更符合實際。(3)選取某個方案的設(shè)計壽命(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在對方案進行比選的結(jié)果中可以看出，分析期應(yīng)該足夠長，才能選出最具成本效益的方案。如果以我國規(guī)范規(guī)定的設(shè)計年限作為分析期，并不適合用LCCA法作長期戰(zhàn)略的評價。在分析中，以初建期為基年，運營期的成本是整個成本分析的重點，它占整個壽命周期總成本的大部分。運營期的成本包括2部分：(1)業(yè)主成本、用戶成本；(2)業(yè)主成本與用戶成本之間相互約束，其總和影響著整個壽命周期成本分析的結(jié)果，方案的成本效益表現(xiàn)為用戶成本的減少與業(yè)主成本增加的比值。因此，合理計算每一次投資即養(yǎng)護的業(yè)主成本和用戶成本是壽命周期成本分析過程的關(guān)鍵。7結(jié)語通過分析及相關(guān)概念的介紹，得出以下結(jié)論：(1)預(yù)防性養(yǎng)護這種主動養(yǎng)護方式，是未來養(yǎng)護管理的發(fā)展趨勢；(2)預(yù)防性養(yǎng)護措施是解決路面功能改善的有效途徑；(3)預(yù)防性養(yǎng)護的核心是采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施，評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)護措施對道路的壽命延長是當(dāng)采取養(yǎng)護措施后，路面的性能值提高使得性能衰減到某個水平值的時間推遲出現(xiàn)的時間長度；(5)預(yù)防性養(yǎng)護方案分析比選應(yīng)采用現(xiàn)值法，并要合理取用折現(xiàn)率及分析期。