【博士】長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)壽命周期費用分析【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院　　學(xué)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(zhì)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(jié)構(gòu)被世界各國普遍提出，希望以此改變傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)費用大大高于普通路面結(jié)構(gòu)的投入。長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)相比是否具有經(jīng)濟合理性并不明確，而一項新技術(shù)不僅要保證技術(shù)上的成熟，它還必須保證經(jīng)濟上的合理性才能用于實際?！　♂槍﹂L壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)的特性，本文采用壽命周期費用分析的方法對其經(jīng)濟性進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究，從研究結(jié)果可以得到：　　(1)長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)具有使用周期長、后期費用對經(jīng)濟性影響大的特點，運用傳統(tǒng)的注重初期投資的經(jīng)濟分析方法對其進(jìn)行經(jīng)濟分析不具有合理性，無法體現(xiàn)其設(shè)計理念，對長壽命瀝青路面工程進(jìn)行經(jīng)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(nèi)的所有費用，否則會導(dǎo)致錯誤的投資決策；　　(2)交通運輸業(yè)是關(guān)系國計民生的重要產(chǎn)業(yè)，道路工程具有一般工業(yè)產(chǎn)品所沒有的特性，投資高并且具有相當(dāng)?shù)耐獠啃б?，對其進(jìn)行經(jīng)濟分析需要在財務(wù)評價和國民經(jīng)濟評價兩個方面均進(jìn)行詳細(xì)的分析，粗糙的間接費用計算結(jié)果不僅會導(dǎo)致方案選擇的失敗，造成投資失誤，還會對國民經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；　　(3)長壽命瀝青路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)形式，其損壞方式和機理與傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)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(yīng)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(chǔ)上重新全面認(rèn)識長壽命瀝青路面病害的規(guī)律，為長壽命瀝青路面的應(yīng)用和維護(hù)作好準(zhǔn)備：通過環(huán)道試驗，可以得到厚瀝青層路面結(jié)構(gòu)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(nèi)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(dá)到最大值，之后變形率逐漸減小，瀝青層的變形率主要產(chǎn)生在20cm深度范圍以內(nèi)。②在疲勞特性方面，厚瀝青路面結(jié)構(gòu)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(yīng)變和動態(tài)拉應(yīng)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(jié)構(gòu)在路面結(jié)構(gòu)強度方面性能優(yōu)異。　　(4)通過對厚瀝青層路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)等性能特點的研究，得到了不同路面結(jié)構(gòu)衰變模式的內(nèi)在影響因素和規(guī)律，以綜合指標(biāo)作為性能低限標(biāo)準(zhǔn)，柔性基層厚瀝青層路面結(jié)構(gòu)的性能壽命周期為13年，半剛性基層厚瀝青層路面結(jié)構(gòu)的性能壽命周期為17年，而我國常用“強基厚面”路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(hù)，無需進(jìn)行“開膛破肚“式的的深層修復(fù)，后期所需的維護(hù)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)費用現(xiàn)值最小，以其為基準(zhǔn)，柔性基層厚瀝青層路面結(jié)構(gòu)稍多，費用增加值為23．2萬元／(Km•年)，傳統(tǒng)“強基厚面”路面結(jié)構(gòu)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(fēng)險的能力高于傳統(tǒng)的半剛性路面結(jié)構(gòu)，在社會折現(xiàn)率較低時其經(jīng)濟性益加明顯，而半剛性路面結(jié)構(gòu)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。　　經(jīng)濟分析是通過對與擬建項目投資效果有關(guān)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(zhǔn)確，方案科學(xué)，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。　　高速公路作為國民經(jīng)濟的命脈，保障其“人暢其行，貨暢其流”對經(jīng)濟發(fā)展十分重要，當(dāng)前我國高等級公路頻繁的維修活動已經(jīng)對經(jīng)濟的發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響，減少路面維護(hù)是充分發(fā)揮高等級公路經(jīng)濟紐帶作用的關(guān)鍵因素，長壽命瀝青路面的修建是符合我國經(jīng)濟發(fā)展需要的必然要求，對整個社會的經(jīng)濟發(fā)展具有積極的作用?！　?

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