高速公路日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素研究

楊亭棟 許存宏 劉浩忠

摘 要：高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)工程費(fèi)用影響因素的確定，是科學(xué)管理養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的必要條件。本文依據(jù)重慶市典型高速公路的日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用數(shù)據(jù)，選取其中典型的影響因素，分析其對(duì)日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響程度，得到日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與各影響因素的定量的關(guān)系，并依據(jù)數(shù)據(jù)資料對(duì)各個(gè)影響因素的重要性進(jìn)行排序，六個(gè)主要影響因素對(duì)日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響程度由低到高依次為車(chē)道數(shù)、路基寬度、通車(chē)年限、橋隧比、重車(chē)比例（交通量）、超載率，該結(jié)論對(duì)于高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的控制有重要的作用。

關(guān)鍵詞：高速公路；日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；影響因素

1 高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素分析

高速公路的車(chē)道數(shù)和路基寬度、橋隧比、超載率不盡相同，以上因素的不同構(gòu)成了高速公路的獨(dú)特性，正是這些特點(diǎn)導(dǎo)致了各條高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的差異。

1）通車(chē)年限。

通車(chē)時(shí)間越長(zhǎng)，隨著環(huán)境對(duì)公路的侵蝕和車(chē)輛荷載的作用，公路病害逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。為保持高速公路正常運(yùn)營(yíng)，年齡越長(zhǎng)的公路，將會(huì)投入越多的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，直至高速公路進(jìn)行大中修[1]。文章結(jié)合重慶市典型高速公路日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用數(shù)據(jù)，主要選取4車(chē)道，路基寬24.5m，橋隧比在20%65%之間，重車(chē)比例在35%50%之間且近幾年未進(jìn)行大修的數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行研究，結(jié)果如下：

y=5.421.98*x+0.38*x^2

X代表通車(chē)年限；y代表基準(zhǔn)年養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用隨著通車(chē)年限增加而不斷增加，保持是二次函數(shù)的增長(zhǎng)。并且R2=0.943，擬合效果非常的好，數(shù)據(jù)與之前的分析結(jié)果保持一致，更加支撐了分析結(jié)果。

2）橋梁隧道比例。

橋梁和隧道的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用一般比高速公路道路工程的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用要高很多，橋隧比這個(gè)指標(biāo)越高，那么養(yǎng)護(hù)費(fèi)用就越高。主要選擇4車(chē)道、重車(chē)比例在30%～60%之間、路基寬度為245、通車(chē)年限在3～6年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析結(jié)果如下：

y=1.660.01*x+1.77E-3*x^2

X代表橋隧比（%），y代表基準(zhǔn)年養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。基準(zhǔn)年日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與橋隧比的比例呈二次函數(shù)的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0924，隨著橋隧比的比例的增加，基準(zhǔn)年日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增速越來(lái)越快，與前文的分析結(jié)果相一致。

3）重車(chē)比例（交通量）。

路面病害最主要的一個(gè)原因就是車(chē)輛荷載，重車(chē)比例是交通量對(duì)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響的一個(gè)直觀的量化數(shù)據(jù)，主要選取4車(chē)道、路基寬度為24.5m、橋隧比在30%60%之間、通車(chē)時(shí)間在3～6年之間且未進(jìn)行過(guò)大修的路段數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果如下圖所示。

y=2.70.08*x+2.69E-3*x^2

X代表交通量；y代表基準(zhǔn)年養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。基準(zhǔn)年日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與軸載較大的重車(chē)比例呈二次函數(shù)的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.986，隨著重車(chē)所占交通量比例的增加，基準(zhǔn)年日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增速越來(lái)越快，與前文的分析結(jié)果相一致。

4）車(chē)道數(shù)和路基寬度。

由于6車(chē)道樣本數(shù)據(jù)較少，四車(chē)道路基寬度主要有24.5m和26m兩種。主要選擇4車(chē)道、重車(chē)比例在30%～60%之間、通車(chē)年限在36年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析得到寬度大的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用明顯高于寬度小的。基準(zhǔn)年日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與路基寬度有關(guān)，隨著路基寬度的增加，基準(zhǔn)年每公里日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的分布點(diǎn)中心明顯上移，路基寬度增長(zhǎng)，日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增大。與前文的分析結(jié)果相一致。

5）超載率。

研究超載對(duì)于日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響，同樣為了控制相對(duì)單一變量，主要選擇4車(chē)道、路基寬度24m、重車(chē)比例在30%～60%之間、通車(chē)年限在3～6年之間的高速路段作為樣本基礎(chǔ)資料，分析得到超載率高的公路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用明顯高于超載率小的。超載對(duì)路面的傷害甚至達(dá)到普通車(chē)輛荷載對(duì)路面影響的8～10倍，隨著超載率的增加，基準(zhǔn)年每公里日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的分布點(diǎn)中心明顯上移。

6）其他影響因素。

除了以上幾種影響因素，路面類(lèi)型、路面材料及厚度、地形地貌、路面保潔方式、超載等都將會(huì)對(duì)日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用產(chǎn)生影響，但與前幾點(diǎn)相比，影響程度較低。

①路面類(lèi)型。高速公路一般采用水泥路面、瀝青路面和瀝青/水泥路面，根據(jù)已有的研究成果[2]，三類(lèi)路面的日常養(yǎng)護(hù)由低到高分別是水泥路面、瀝青路面、瀝青/水泥路面。不同路面類(lèi)型，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也不同。

②路面材料及厚度。同種類(lèi)型的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用隨著材料的不同費(fèi)用也不同，同種路面材料，當(dāng)路面面層厚度不同時(shí)，養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用也不同。

③地形地貌。平原微丘區(qū)和山嶺重丘區(qū)是常見(jiàn)的兩種公路沿線地形，因此山嶺重丘區(qū)的道路日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用要高于平原微丘區(qū)。

④路面保潔方式。機(jī)械打掃和人工打掃是路面保潔常見(jiàn)的兩種方式，單公里機(jī)械打掃的成本低于人工打掃。但是該項(xiàng)本身的費(fèi)用占據(jù)養(yǎng)護(hù)成本的比例較低，所以清掃方式對(duì)于日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)的沒(méi)有很多的影響。

2 影響因素的重要性排序

高速公路日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響因素有多鐘，各因素對(duì)費(fèi)用的影響機(jī)制不是很確定，具有灰色性的特征。并且灰色關(guān)聯(lián)度分析法不要求大樣本，因此采用該方法研究各種因素對(duì)于日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響程度。本方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)潔方便，模型如下。

（1）求各序列均值像（初值像）：

令 X′i = Xi /xi （1）= （x′i （1），x′i （2），...，x′i （n），）i = 1，2，...，m（1）

（2）求差序列：

Δi（k）=|x′0（k）-x′i（k）|，Δi=（Δi（1），Δi（2），...，Δi（n））i=1，2，...m（2）

（3）求最大差和最小差令 M=maximaxkΔi（k），m=miniminkΔi（k）（3）

（4）求灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)：

γ0i（k）=m+ξMΔi（k）+ξM，ξ∈（0，1）k=1，2，...n；i=1，2，...m（4）

（5）計(jì)算關(guān)聯(lián)度：

γ0i=1n∑nk=1γ0i（k），i=1，2，...m（5）

根據(jù)收集到的日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用數(shù)據(jù)，由計(jì)算可得，γ16<γ11<γ13<γ15<γ14<γ12，這六個(gè)指標(biāo)對(duì)日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的影響程度由低到高依次為超載率、車(chē)道數(shù)、路基寬度、通車(chē)年限、橋隧比、重車(chē)比例（交通量）。

參考文獻(xiàn)：

[1]田海寧.全壽命周期費(fèi)用成本分析在吐烏大高速公路大修方案選擇中的應(yīng)用[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2010（12）：143145.

[2]胡霞光，王秉綱.兩種基于遺傳算法的路面性能綜合評(píng)價(jià)方法[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2002，22（2）：69.

作者簡(jiǎn)介：楊亭棟（1993），男，漢族，河南洛陽(yáng)人，重慶交通大學(xué)在讀研究生，主要研究方向：工程項(xiàng)目管理。