道路工程设计中寿命周期成本分析运用研究

赵腾飞

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东广州510000）

0 引言

对于道路工程设计工作而言，在满足使用功能和可靠性的基础上选择经济性最高的设计方案，是该工程追求的根本目标。而寿命周期成本分析方法通过对某一道路工程的功能和成本进行分析，对工程价值性及方案的技术经济合理性等方面进行比较，从而能够选择出最科学、经济的设计方案，满足该工程的设计目标。

1 寿命周期成本分析相关概述

寿命周期成本分析主要指的是在系统或是某一项目的开发设计阶段将寿命成本作为设计参数，从而对该系统以及项目进行分析和对比，进而使该系统和项目具有经济的寿命周期成本，为此，该方法也被称为寿命周期成本评价。在应用该方法时，主要使用的分析方法有相关计算公式以及费用效率法，应用的费用估算方法有类比估算法、费用模型估算法、费用项目分别估算法以及参数估算法等。

道路寿命周期成本是于20世纪60年代开始出现的，通过将寿命周期成本分析引用道路工程设计中，能够在保证建设质量和工程的基础上帮助人们选出最具经济性的设计方案。尤其对于发展中国家，道路工程作为一项基础设施，该工程项目的建设以及养护费用在发展中国家财政预算的占比较高，为此，提高工程设计的经济性成为该领域的重要课题。而道路寿命周期成本分析通过经济学相关原理，对各项要素进行分析和对比，从而帮助人们选出最佳方案。其成本组成主要是：对于道路的寿命周期成本而言，主要是以其使用年限为基础对道路路面的寿命周期进行考虑，通过分析在此周期内的各项成本，以该工程的成本效益以及其他效益为前提对设计方案进行优化和对比，从而选择满足使用和建设要求且成本最低的方案。而对于道路工程而言，无论是设计、建设还是后期报废，均需要投入资金成本，为此，可将道路寿命周期成本分别四部分，分别是管理费用、用户费用、外部费用以及总费用，在不同的费用单元还可以对其细分。具体的道路寿命周期成本组成如图1所示。

图1 道路寿命周期成本组成

2 研究寿命周期成本分析在道路工程设计中的运用

2.1 在初始设计方案中的应用

为提升道路工程设计的经济性，需要对新建方案以及重建方案进行综合性的分析和比较。若是考虑对象为新路，那么，该工程的修复方案会直接影响原路面方案的设计及选择。为此，在对修复设计进行考虑时，主要的方案有以下几种：①复原方案。在该方案中，可以免去罩面铺设工序，并恢复该道路的路面结构，使其具有良好的功能性；②再生方案。该方案主要是对基层以及面层等进行重复性使用，从而加强该道路工程的耐久性能。另外，在该方案中，还可以通过应用新材料对路面进行铺设，从而提升整个道路工程的性能；③加铺方案。在该方案中，主要是利用面层对道路路面的性能进行强化；④重建方案。在该方案中，相关人员需要结合实际情况对方案进行重新设计，例如对路段进行挖除等，更新该道路的结构层。在道路寿命周期成本分析中，无论对于哪种方案，相关人员都应该将其作为该工程初始设计的内容进行分析，并结合实际条件对方案进行合理结合。

2.2 对道路工程进行分析

在对道路工程设计的初始方案进行分析和初步拟定后，需要对其可行性进行分析，具体如下：

①对交通方面的可行性进行分析。对道路工程的几何设计而言，该工程的总交通量对该设计具有一定的影响作用，所以，需要对道路工程的结构设计进行分析，从而对其重轴载次数对其估计，从而判断是否能够达到预期的使用寿命；②对土质方面的可行性进行分析。主要是对路基的各个要素进行分析，判断其是否满足结构设计要求；③对气候方面进行分析。在不同的气象条件下会对道路结构以及路面造成影响，所以，需要对目标地区的气候进行分析；④对施工相关要素进行分析。对于道路工程而言，无论是建设时间还是后期的养护效果，都会产生不同程度的影响，因此，尽量选择性能维持时间较久的方案；⑤对成本进行分析。主要是对建设费用进行分析、对比，考虑内容为修复、初始建设等费用。除此之外，还需要对一些细节要素进行分析，具体内容如图2所示。

图2 细节要素

2.3 对该工程的经济性进行分析

对于道路寿命周期成本分析而言，最关键的就是对其经济性分析环节。一般情况下，主要是对其总费用进行分析，所以，在寿命周期成本分析中，应用的分析方法主要分为两种：①现值法，相关人员在使用该方法对道路工程设计相关内容进行分析时，其核心思想就是费用折算[2]。具体而言，在应用该方法对道路工程设计相关内容进行经济性分析时，主要是以该工程具体的使用年限为基础，将全部费用进行折算，进而对该折算结果进行分析和对比。现值法的公式为

其中：P-现值；F-终值；n-年数；i-折现率。

其中：A-系列年末等额支付额。需要注意的是，相关人员在折算时，应以年为单位，从而为后续的对比工作奠定基础。现值法的优势主要在于：一方面，能够对该道路工程的各项费用以及总费用进行明确；另一方面，能直观判断其经济性，还能对总费用现值进行计算；②年值法，该方法是对各个要素的费用现值进行分析、明确，再按照等额原则对其进行折算，折算后的结果是全部费用的年值。年值法的公式为而无论使用哪种经济性的分析方法，均需要涉及计算期、使用期以及折现率，所以，相关人员进行道路工程设计的经济性分析时，需要结合具体情况，根据道路工程的类型明确具体的计算期、使用期以及当时的折现率，从而提升经济性分析结果的科学性和合理性[4]。以广东深圳地区的道路工程项目为例，在西乡大道综合整治提升工程（丽景城段）中，为提升其运行质量则拆除了人行道路面，并对路面进行了维修，花费了一定的维修资金。而这应该包含于前期设计方案中，简单来说，设计人员需要按照寿命周期成本分析相关理论对道路工程设计的经济性进行考虑，其中就包括后期维修，通过使用年值法和现值法对其进行计算，从而全面考虑该工程整体的经济性。

2.4 在方案评选方面的应用

在对可行方案进行评估时，不存在没有争议的方案，所以，相关人员只能增加评估方法的数量，最大限度增强评估效果，将其争议降至最低。除此之外，在对道路工程设计方案进行评估时，应确保该方案满足路面管理的需要，而且，由于资金有限，最好使用寿命周期成本最低的方案。具体而言，相关人员需要考虑的因素主要有：限制性因素、寿命周期费用以及决策因素，其中，寿命周期费用包括初期费用、养护费用以及期末残值[5]。

3 结论

综上所述，寿命周期成本分析能有效选择最优的道路工程设计方案。所以，相关单位及人员应深入研究寿命周期成本分析，掌握其核心思想，并将其应用至道路工程设计工作中的各个环节，进而在保证使用性能的基础上提升其经济效益，提高相关单位的经济收入，促进该工程事业健康发展。