钢桥面铺装结构组合的全寿命经济分析

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1、s一⋯一s◎钢桥面铺装结构组合的全寿命经济分析张德佳，叶奋(同济大学道路与交通工程教育部重点试验室，上海201804)摘要：以双层SMA结构、浇注式沥青混合料(GA)+改性沥青马蹄脂混合料(SMA)、环氧沥青混合料(EA)+改性沥青马蹄脂混合料(SMA)等三种铺装结构组合方案为研究对象，采用净现值分析方法，通过确立铺装结构周期成本构成、寿命周期及标准折现率，得到三种铺装结构全寿命周期成本净现值。机构成本和用户费用的对比分析表明：双层SMA铺装结构方案性价比最好，而EA+SMA铺装结构方案的全寿命周期费用最高。本研究可为钢桥面铺装结构类型的优选提供参考依据

2、。关键词：钢桥面铺装；全寿命费用；净现值分析方法；结构组合；折现率0引言用净现值分析时，需要在相同的寿命周期内进行分与普通道路铺装及混凝土桥面铺装不同，钢桥面析，把分析期内不同时期支出的费用按一定的折现铺装直接作用在正交异性钢桥面板上，应力应变复杂，率折算为净现值，记作NPV。净现值计算模型如公在恶劣的外部环境及超载、重载等作用下极易造成铺式(1)所示。^一1装层的破坏。国内外几乎所有的钢桥面铺装不到设计NPV一c+蚤[Mc+Jc+FRc+]年限就出现了不同程度的推移、拥包及车辙等病害，不11仅影响了交通的通畅性和舒适性，还造成不良的社会+Dc一S(1)

3、影响。因此，钢桥面铺装的建设不能仅重视当前的利式中：NP为现值；IC为初始建设费用；MC为维护益，更要考虑铺装层寿命周期内的养护及维修等问题，费用；UC为检测费用；FRC为大修费用；UC为用户费即要以铺装层全寿命周期的性能与成本作为衡量指用；DC为拆除费用；S为残值；K为分析的时间域；i标，并以此来评价铺装层的优劣及经济性。本文将采为折现率。用净现值分析方法，对双层SMA、GA+SMA及EA+SMA等三种铺装结构组合进行全寿命周期成本分析，2寿命周期及标准折现率比较各铺装结构组合周期成本净现值，为钢桥面铺装钢桥面铺装层的寿命周期往往达不到设计年限，结构类

4、型的优选提供依据。考虑到目前钢桥面铺装的实际使用情况，本文拟定各铺装结构组合的寿命周期为20年。标准折现率由利1全寿命周期成本构成及分析方法率和通货膨胀率决定，即折现率i一(利率一通货膨胀全寿命周期成本是指从规划、设计、建造直至最后率)／(1+通货膨胀率)。相关研究表明：折现率的取值退出服务、拆除整个周期内的的全部成本。对桥面铺通常在3～5之间E2-8。对于铺装层而言，当铺装装进行全寿命周期成本分析，首先要确定周期成本的层结构的使用寿命小于25年时，折现率取5；当铺构成。一般而言，周期成本包括管理部门成本(初始建装层结构的使用寿命大于25年时，折现率取3

5、，因设成本、养护成本、拆除成本)和用户成本(时间延误此本文的折现率取5。费、车辆营运费、交通事故)两大部分。净现值分析方法是较为科学的经济分析方法，3机构成本净现值通过计算一定时期内所有费用的总和，并把不同时3．1初始建设费用期发生的费用折算为现值，然后加以比较，就能够比初始建设费用为各铺装结构各项工程单价，见表较直观地反映分析期内建、养、修的各项费用口]。采1所示。收稿日期：2012-06—27No．32012上冯么咯21◎s—G—Ys表1钢桥面铺装各方案初始建设费用(仅材料费用)方案的大修费用并不相同，假定各铺装方案的大修费每rn2总造价用占各自初始

6、投资费用的20。铺装方案结构层次造价／元／元·IT13．4拆除费用与残值sMA一13(4cm)(壳牌高黏改性沥青)83．1铺装层达到使用年限后需要对其拆除，拆除费用SBR改性乳化沥青(0．3～0．5kg／m)6双层SMAsMA一10(4cm)(壳牌高黏改性沥青)83．1为各方案费用的1O。由于SMA铺装结构拆除后材1382．2结构环氧黏结层(O．8～L2kg／m)8O料仍可回收利用，所以假定方案一的残值占初始建设环氧富锌漆80费用的3，方案二和方案三占初始建设费用的1。桥面处理503．5机构成本分析SMA一13(4cm)(壳牌高黏改性沥青)83．1通过费

7、用计算模型公式(1)即可得到各铺装方案SBR改性乳化沥青(O．3～O．5kg／m)6GA一10GA一10(3cm)240的机构成本净现值，如表2所示。2+SMA—l3539．1环氧黏结层(0．8～1．2kg／m)80结构环氧富锌漆8表2各铺装方案机构成本净现值0桥面处理50费用构成每次事件费用／元·m净现值／元·msMA一13(4cm)(壳牌高黏改性沥青)83．1方案1方案2方案3方案1方案2方案3SBR改性乳化沥青(O．3～O．5kg／m)6初始建设费用382．2539．1549．1382．2539．1549．1EA—lOEA一10(2．5cm)250

8、检测0．760．76O．769．429．489．483+SMA一13549．1环