高速公路養護費用估價模型及評價體系研究

晉敏等

摘要：基于控制高速公路養護費用的目的，按照日常養護、預防性養護、大中修工程以及專項工程四類，分別研究了不同類型下的養護費用影響因素。從公路養護費用實際情況出發，結合區間逼近法，提出高速公路養護費用評價標準，并使用該方法對云南省某條高速公路的實際養護費用進行了評價，驗證了其有效性和實用性，為高速公路養護費用的有效評價和管理奠定了基礎。

關鍵詞：高速公路；養護費用；估計模型；區間數逼近法

中圖分類號：U418.2文獻標志碼：B

Abstract： In order to manage the cost of expressway maintenance， factors that affect the cost of different kinds of maintenance projects including daily maintenance， preventive maintenance， overhaul and special maintenance were studied. The evaluation standard for the maintenance cost was put forward combined with the interval approximation method， and was applied to an expressway in Yunnan Province to prove its effectiveness and utility， which provides a basis for the effective evaluation and management of maintenance cost.

Key words： expressway； maintenance cost； assessment model； interval approximation method

0引言

隨著中國公路網的不斷密集，許多公路陸續進入養護維修階段，養護資金投入逐年增加。以云南省為例，自2007年至今，高速公路養護費用平均每年增漲47%，尤其是2010年，為迎國檢，費用比2009年翻了一倍。整體而言許多地方存在養護費用不足，并且預防性養護價格較為混亂等問題，因此合理地管理養護工程費用十分重要。

稅費改革使公路養護無論是在計劃審批還是費用撥付方面均與以往不同，再加上目前針對全壽命周期內的養護工程費用管理技術的不足，使得養護工程費用難以得到有效控制。高速公路養護費用評價體系以已完成的養護工程各類費用比例范圍為基礎，將計劃工程與已有標準進行對比，并進行判斷，是高速公路養護費用管理的重要依據。

1高速公路養護費用影響因素研究

影響養護工程費用的因素是多方面的，對于不同養護類型，其費用的影響因素也不相同。

（1） 日常養護。日常養護項目多、頻率高、維修急、作業時間短，一般包括日常巡查、清掃等內容。日常養護費用一般與使用年限、公路等級、交通量、養護措施類型以及各地經費、管理方式等有關，它們之間是相互關聯的；在一定范圍內，隨著交通量的增大和公路等級的提高，日常保養費用會相應增加。江西贛粵高速的日常養護費用大約為每年每公里6萬元；而陜西西禹高速則為每年每公里2～3萬元。

（2） 預防性養護。影響預防性養護費用的最重要因素是養護時機。選擇合理的時機不僅可以使路面性能保持一定的水準，還可以最大程度的降低養護費用。國外相關研究資料表明，在路面質量下降40%的范圍之內采用預防性養護措施，可有效延長路面使用壽命，減少養護成本。此時花費1元進行預防性養護的效果，相當于后期花費5～6元進行矯正性養護。

同時，在同一時間點針對同一路面狀況，采用不同的養護措施也會造成費用的差異。如在表封層類措施中，石屑封層的壽命通常為2～4年，其費用為10～16元·m-2，而微表處的壽命為4～6年，其費用為15～20元·m-2；在適宜的情況下選擇最恰當的養護措施，同時也是最經濟的養護措施，才能達到最好的養護效果。

（3） 大中修工程。

大中修工程具有投入金額大，工期長，人工、材料、機械較多的特點，且往往與新建項目類似。其養護過程分為決策、設計、工程招投標及承發包、施工以及竣工驗收等多個階段。影響大中修工程費用的因素是多方面的。本文選取其中重要幾點進行說明。

路齡是影響大中修項目費用的因素之一。一般情況下，路齡越長，質量降低越多，所需的大中修養護費用就越多。尤其是在前期未采用適宜的預防性養護措施的情況下，所需的養護費用會急劇增加。

不同面層的初建費用不同，而道路大中修時通常采用與新建時相同的材料，因此其養護費用也不相同。如改性AC路面比普通AC路面約貴32元·m-2，而SMA路面又比其貴約64元·m-2。因此在進行大中修費用預估時，應充分考慮到面層類型的影響。

基層厚度不同，大中修費用也存在差異。目前的基層結構類型存在多種形式：可分基層+底基層、2層基層+底基層或是基層+2層底基層。常用的材料包括二灰碎石、二灰土、水泥穩定碎石、水泥粉煤灰穩定碎石等。一般來說，基層厚度越大，養護費用越高。

結構狀況是影響大中修養護費用最重要的因素。路面現實結構狀況越好，所需的養護費用就越低，反之則越高。結構現狀通常包括路面平整度、抗滑性能以及路面承載能力等多方面，在進行養護費用預估時，需要統一表征。結合國內外研究現狀，可選用PQI數據表示目前路面的結構狀況，作為預估模型中的因變量。

（4） 專項工程。專項工程與大修工程不同，專項工程的針對性較強，包括路基病害處治、滑坡病害處治、橋梁病害處治、隧道病害處治、隧道機電更換、沿線附屬設施改造、災害搶修以及新增工程等部分，影響專項工程費用的主要因素為工程數量和路況現狀。endprint

2高速公路日常養護費用估價模型研究

從技術角度明確不同類型的養護工程與相對的養護費用的關系，可為新養護工程費用的估算提供理論依據。

設定估價模型的因變量（Z）為單位里程養護費用（萬元·km-1）；根據不同養護工程總費用，通過對比分析相關費用的關系，確定估計模型的自變量（Yi），通過統計的方法獲得因變量與自變量的定量關系。

Z=f（Y1，Y2，Y3，…，Yn）（1）

下面以日常養護費用為例，建立費用估價模型。

養護費用一般是通過累計資料和經驗，通過回歸分析方法建立費用預估模型。國內典型的日常養護費用一般采用如下模型

Ci=a+b×（100-Pi） Ni（2）

式中：Ci為第i年養護費用；Pi為第i年路況指數；Ni為第i年平均日交通量；a、b為參數。

目前，中國路面使用性能的資料累積并不完善，且重載貨車對于路面質量的影響遠大于客車。因此，本文根據日常養護特點，選取其中影響效果較為顯著的幾點：車道數、路基寬度、地形條件、貨車比例以及清掃類型作為影響日常養護費用的因素。地形條件主要分為山嶺重丘區和平原微丘區；清掃類型主要分為人工清掃和機械清掃。由于以上兩

方面因素較難以量化，因此本文選取均為山嶺重丘區、人工清掃的六條高速公路同一年份的養護費用作為建立估計模型的樣本數據；選取車道數（Y1）、路基寬度（Y2）和貨車比例（Y3）作為模型的自變量。建模基礎數據見表1。

根據上述自變量和因變量，采用origin程序進行多元方程擬合，得到的估價模型如下

從表1與圖1中可以看出，實測值與預測值的最大差值為0.63萬元·km-1，最小差值為0167萬元·km-1，預測值與實測值偏差的最大百分比為7827%，最小百分比為2493%，均在10%之內，說明該方程的擬合度較好，準確度較高。

3基于區間數逼近法的高速公路養護費用評價體系研究

3.1指標的區間估計與區間數

估計指標的區間是由子樣給出指標的估計范圍，并使未知指標在其中具有一定的概率，可稱這個估計范圍為區間數。由數理統計可知區間數比定值更能客觀地反映養護費用水平。

本文采用正態分布對養護費用進行區間估計。參照已有養護工程劃分標準，結合云南省高速公路養護工作實際情況，將其劃分為日常養護、預防性養護、大修工程和專項工程4個類別。各類養護工程的養護費用設為隨機變量x，其服從參數μ與δ的正態分布，即為x～N（μ，δ2）。

μ-μα/2δn

在公路工程質量檢驗與評價中，把μα/2稱為保證率系數Zα，高速公路置信系數取95%，相對應的Zα為1.96。在進行養護費用評價時，μ采用樣本平均值x-替代，δ用樣本標準差S替代。

根據式（4），可求出高速公路養護費用指標區間估計為：x-=1.96δn+1.96δn。可應用此區間求得實測數據的區間數。

3.2確定養護費用區間

確定養護費用區間，需要以實際數據為基礎。本文以云南省6條高速公路（昆嵩高速、曲勝高速、元磨高速昆東段、大保高速大理段、大保高速保山段以及元磨高速普洱段）的養護費用資料為樣本，費用資料見表3，分析各類型養護費用區間組成及其占總費用的比例，如表4、5所示。

分析各類費用占總費用比例，按照上述區間數的定義，計算得到養護費用的區間組成。

其中“優”代表表5中的高速公路養護費用比例范圍；“良”為在表5中高速公路養護費用比例范圍內上下波動5%；“中”為在表5中高速公路養護費用比例范圍內上下波動

5%～10%；“次”為在表5中高速公路養護費用比例范圍內上下波動10%～15%；“差”為在表5中高速公路養護費用比例范圍內上下波動15%～20%，得到的評價標準間表6。

3.4實例分析

以云南某高速公路養護費用狀況為例，對其進行評價。其費用及比例情況如表7所示。

4結語

（1） 日常養護費用影響因素主要為車道數、路基寬度、地形條件、貨車比例以及清掃類；預防性養護費用影響因素為養護時機與措施的選擇，而大中修工程影響因素包括路齡、面層類型、基層厚度和結構狀況；專項工程主要受工程數量和路況現狀影響。

（2） 區間數逼近法更為重視數據的客觀性，其結果準確性與可靠性更高。本文從云南省6條高速實際養護費用情況出發，計算出了它們的費用區間估計值。

（3） 確定了高速公路養護費用評價標準，并通過實例分析驗證其可行性。為使其更具實用性，建議根據此方法，采用更多實際養護費用數據，得出評價標準。

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[責任編輯：杜衛華]