【博士】長壽命瀝青路面結構壽命周期費用分析【2008】

內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學交通運輸工程學院　　學位年度： 2008年　　隨著交通量的逐漸增加、重載車比例逐漸加大，以及人們對公路行駛質量要求的日益提高，一種新的稱為“長壽命路面”的瀝青路面結構被世界各國普遍提出，希望以此改變傳統(tǒng)路面結構小修不斷、大修頻繁的狀況，但是長壽命瀝青路面作為一種新的路面設計理念和方法并不是完美無缺的，它是通過初期的高投入來實現(xiàn)后期投入費用的減少，初期建設費用大大高于普通路面結構的投入。長壽命瀝青路面結構與傳統(tǒng)路面結構相比是否具有經濟合理性并不明確，而一項新技術不僅要保證技術上的成熟，它還必須保證經濟上的合理性才能用于實際?！　♂槍﹂L壽命瀝青路面結構的特性，本文采用壽命周期費用分析的方法對其經濟性進行了系統(tǒng)分析研究，從研究結果可以得到：　　(1)長壽命瀝青路面結構具有使用周期長、后期費用對經濟性影響大的特點，運用傳統(tǒng)的注重初期投資的經濟分析方法對其進行經濟分析不具有合理性，無法體現(xiàn)其設計理念，對長壽命瀝青路面工程進行經濟分析必須采用壽命周期費用分析的方法，全面考慮其整個壽命周期內的所有費用，否則會導致錯誤的投資決策；　　(2)交通運輸業(yè)是關系國計民生的重要產業(yè)，道路工程具有一般工業(yè)產品所沒有的特性，投資高并且具有相當?shù)耐獠啃б?，對其進行經濟分析需要在財務評價和國民經濟評價兩個方面均進行詳細的分析，粗糙的間接費用計算結果不僅會導致方案選擇的失敗，造成投資失誤，還會對國民經濟發(fā)展產生嚴重的影響；　　(3)長壽命瀝青路面是一種新型的路面結構形式，其損壞方式和機理與傳統(tǒng)的路面結構有顯著的不同，傳統(tǒng)路面損壞規(guī)律的研究成果無法完全應用在新型的長壽命瀝青路面損壞研究上，需要在傳統(tǒng)研究成果的基礎上重新全面認識長壽命瀝青路面病害的規(guī)律，為長壽命瀝青路面的應用和維護作好準備：通過環(huán)道試驗，可以得到厚瀝青層路面結構在病害方面(尤其是車轍方面)的發(fā)展規(guī)律：①車轍變形主要發(fā)生在初期階段，尤其是荷載作用次數(shù)10萬次以內階段，而后車轍變形逐漸穩(wěn)定，并且車轍變形發(fā)展越來越緩慢；從表層開始瀝青層的變形率隨著深度的增加而逐漸增大，在12cm附近變形率達到最大值，之后變形率逐漸減小，瀝青層的變形率主要產生在20cm深度范圍以內。②在疲勞特性方面，厚瀝青路面結構具有優(yōu)異的性能，50萬次加載過程中，瀝青層層底靜態(tài)拉應變和動態(tài)拉應變均保持較小值，并隨加載次數(shù)的增加沒有衰變跡象。③厚瀝青層路面結構在路面結構強度方面性能優(yōu)異?！　?4)通過對厚瀝青層路面結構結構等性能特點的研究，得到了不同路面結構衰變模式的內在影響因素和規(guī)律，以綜合指標作為性能低限標準，柔性基層厚瀝青層路面結構的性能壽命周期為13年，半剛性基層厚瀝青層路面結構的性能壽命周期為17年，而我國常用“強基厚面”路面結構性能壽命周期為9年?！　?5)在管理費用方面，長壽命瀝青路面結構初期投資較高，但是由于其路面性能水平較高并且易于維護，無需進行“開膛破肚“式的的深層修復，后期所需的維護費用大大節(jié)省，管理費用總額與初期投資節(jié)省的半剛性基層路面結構相差無幾；　　(6)用戶費用的增加主要是因為路面狀況不佳或者維修活動造成交通不暢產生的，長壽命瀝青路面在運營期間能夠維持較高的性能水平，對用戶費用造成的額外增加很少，長壽命瀝青路面大中修周期較長，施-E-E期短，能夠顯著減少對道路使用者的影響，相比傳統(tǒng)半剛性路面結構，長壽命瀝青路面在用戶費用節(jié)省方面有著巨大的優(yōu)勢；　　(7)通過壽命周期費用計算，半剛性基層厚瀝青層路面結構費用現(xiàn)值最小，以其為基準，柔性基層厚瀝青層路面結構稍多，費用增加值為23．2萬元／(Km•年)，傳統(tǒng)“強基厚面”路面結構最多，費用增加值為86．1萬元／(Km•年)；　　(8)長壽命瀝青路面抵御風險的能力高于傳統(tǒng)的半剛性路面結構，在社會折現(xiàn)率較低時其經濟性益加明顯，而半剛性路面結構壽命周期費用現(xiàn)值變動范圍大，因素變動會造成投資JxL險的顯著加大?！　〗洕治鍪峭ㄟ^對與擬建項目投資效果有關的所有因素的綜合分析，提出切實可行的決策和對策方案，以保證項目選擇準確，方案科學，工期合理，投資可控，效益良好，避免或減少公路項目投資決策的盲目性?！　「咚俟纷鳛閲窠洕拿}，保障其“人暢其行，貨暢其流”對經濟發(fā)展十分重要，當前我國高等級公路頻繁的維修活動已經對經濟的發(fā)展造成了嚴重的影響，減少路面維護是充分發(fā)揮高等級公路經濟紐帶作用的關鍵因素，長壽命瀝青路面的修建是符合我國經濟發(fā)展需要的必然要求，對整個社會的經濟發(fā)展具有積極的作用?！　?

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