高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用估價模型及評價體系研究

晉 敏，楊夢柔，王選倉

(1.云南省交通運(yùn)輸廳工程造價管理局，云南 昆明 650031；2.長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

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高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用估價模型及評價體系研究

晉 敏1，楊夢柔2，王選倉2

(1.云南省交通運(yùn)輸廳工程造價管理局，云南 昆明 650031；2.長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

基于控制高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的目的，按照日常養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、大中修工程以及專項(xiàng)工程四類，分別研究了不同類型下的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素。從公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合區(qū)間逼近法，提出高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價標(biāo)準(zhǔn)，并使用該方法對云南省某條高速公路的實(shí)際養(yǎng)護(hù)費(fèi)用進(jìn)行了評價，驗(yàn)證了其有效性和實(shí)用性，為高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的有效評價和管理奠定了基礎(chǔ)。

高速公路；養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；估計(jì)模型；區(qū)間數(shù)逼近法

0 引 言

隨著中國公路網(wǎng)的不斷密集，許多公路陸續(xù)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段，養(yǎng)護(hù)資金投入逐年增加。以云南省為例，自2007年至今，高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用平均每年增漲47%，尤其是2010年，為迎國檢，費(fèi)用比2009年翻了一倍。整體而言許多地方存在養(yǎng)護(hù)費(fèi)用不足，并且預(yù)防性養(yǎng)護(hù)價格較為混亂等問題，因此合理地管理養(yǎng)護(hù)工程費(fèi)用十分重要。

稅費(fèi)改革使公路養(yǎng)護(hù)無論是在計(jì)劃審批還是費(fèi)用撥付方面均與以往不同，再加上目前針對全壽命周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)工程費(fèi)用管理技術(shù)的不足，使得養(yǎng)護(hù)工程費(fèi)用難以得到有效控制。高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價體系以已完成的養(yǎng)護(hù)工程各類費(fèi)用比例范圍為基礎(chǔ)，將計(jì)劃工程與已有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，并進(jìn)行判斷，是高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用管理的重要依據(jù)。

1 高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素研究

影響?zhàn)B護(hù)工程費(fèi)用的因素是多方面的，對于不同養(yǎng)護(hù)類型，其費(fèi)用的影響因素也不相同。

(1) 日常養(yǎng)護(hù)。日常養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目多、頻率高、維修急、作業(yè)時間短，一般包括日常巡查、清掃等內(nèi)容。日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用一般與使用年限、公路等級、交通量、養(yǎng)護(hù)措施類型以及各地經(jīng)費(fèi)、管理方式等有關(guān)，它們之間是相互關(guān)聯(lián)的；在一定范圍內(nèi)，隨著交通量的增大和公路等級的提高，日常保養(yǎng)費(fèi)用會相應(yīng)增加。江西贛粵高速的日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)。影響預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的最重要因素是養(yǎng)護(hù)時機(jī)。選擇合理的時機(jī)不僅可以使路面性能保持一定的水準(zhǔn)，還可以最大程度的降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。國外相關(guān)研究資料表明，在路面質(zhì)量下降40%的范圍之內(nèi)采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，可有效延長路面使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)成本。此時花費(fèi)1元進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的效果，相當(dāng)于后期花費(fèi)5～6元進(jìn)行矯正性養(yǎng)護(hù)。

同時，在同一時間點(diǎn)針對同一路面狀況，采用不同的養(yǎng)護(hù)措施也會造成費(fèi)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(fèi)用為10～16元·m-2，而微表處的壽命為4～6年，其費(fèi)用為15～20元·m-2；在適宜的情況下選擇最恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，同時也是最經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)措施，才能達(dá)到最好的養(yǎng)護(hù)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(jī)械較多的特點(diǎn)，且往往與新建項(xiàng)目類似。其養(yǎng)護(hù)過程分為決策、設(shè)計(jì)、工程招投標(biāo)及承發(fā)包、施工以及竣工驗(yàn)收等多個階段。影響大中修工程費(fèi)用的因素是多方面的。本文選取其中重要幾點(diǎn)進(jìn)行說明。

路齡是影響大中修項(xiàng)目費(fèi)用的因素之一。一般情況下，路齡越長，質(zhì)量降低越多，所需的大中修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用就越多。尤其是在前期未采用適宜的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的情況下，所需的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用會急劇增加。

不同面層的初建費(fèi)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(yǎng)護(hù)費(fèi)用也不相同。如改性AC路面比普通AC路面約貴3.2元·m-2,而SMA路面又比其貴約6.4元·m-2。因此在進(jìn)行大中修費(fèi)用預(yù)估時，應(yīng)充分考慮到面層類型的影響。

基層厚度不同，大中修費(fèi)用也存在差異。目前的基層結(jié)構(gòu)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(wěn)定碎石、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石等。一般來說，基層厚度越大，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用越高。

結(jié)構(gòu)狀況是影響大中修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用最重要的因素。路面現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)狀況越好，所需的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用就越低，反之則越高。結(jié)構(gòu)現(xiàn)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(jìn)行養(yǎng)護(hù)費(fèi)用預(yù)估時，需要統(tǒng)一表征。結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，可選用PQI數(shù)據(jù)表示目前路面的結(jié)構(gòu)狀況，作為預(yù)估模型中的因變量。

(4) 專項(xiàng)工程。專項(xiàng)工程與大修工程不同，專項(xiàng)工程的針對性較強(qiáng)，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(jī)電更換、沿線附屬設(shè)施改造、災(zāi)害搶修以及新增工程等部分，影響專項(xiàng)工程費(fèi)用的主要因素為工程數(shù)量和路況現(xiàn)狀。

2 高速公路日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用估價模型研究

從技術(shù)角度明確不同類型的養(yǎng)護(hù)工程與相對的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的關(guān)系，可為新養(yǎng)護(hù)工程費(fèi)用的估算提供理論依據(jù)。

設(shè)定估價模型的因變量(Z)為單位里程養(yǎng)護(hù)費(fèi)用(萬元·km-1)；根據(jù)不同養(yǎng)護(hù)工程總費(fèi)用，通過對比分析相關(guān)費(fèi)用的關(guān)系，確定估計(jì)模型的自變量(Yi)，通過統(tǒng)計(jì)的方法獲得因變量與自變量的定量關(guān)系。

Z=f(Y1,Y2,Y3,…,Yn)

(1)

下面以日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用為例，建立費(fèi)用估價模型。

養(yǎng)護(hù)費(fèi)用一般是通過累計(jì)資料和經(jīng)驗(yàn)，通過回歸分析方法建立費(fèi)用預(yù)估模型。國內(nèi)典型的日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用一般采用如下模型

Ci=a+b×(100-Pi)Ni

(2)

式中：Ci為第i年養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；Pi為第i年路況指數(shù)；Ni為第i年平均日交通量;a、b為參數(shù)。

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(zhì)量的影響遠(yuǎn)大于客車。因此，本文根據(jù)日常養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)，選取其中影響效果較為顯著的幾點(diǎn)：車道數(shù)、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(yǎng)護(hù)費(fèi)用的因素。地形條件主要分為山嶺重丘區(qū)和平原微丘區(qū)；清掃類型主要分為人工清掃和機(jī)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(qū)、人工清掃的六條高速公路同一年份的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用作為建立估計(jì)模型的樣本數(shù)據(jù)；選取車道數(shù)(Y1)、路基寬度(Y2)和貨車比例(Y3)作為模型的自變量。建?；A(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

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

Z=6.248 64+1.497 14Y1-0.298 55Y2+ 0.106 12Y3

(3)

表1 日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用情況

通過上述方程得到的預(yù)測值和實(shí)際值之間的比較見表2與圖1。

表2 預(yù)測值與實(shí)際值對比

從表1與圖1中可以看出，實(shí)測值與預(yù)測值的最大差值為0.63萬元·km-1，最小差值為0.167萬元·km-1，預(yù)測值與實(shí)測值偏差的最大百分比為7.827%，最小百分比為2.493%，均在10%之內(nèi)，說明該方程的擬合度較好，準(zhǔn)確度較高。

3 基于區(qū)間數(shù)逼近法的高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價體系研究

3.1 指標(biāo)的區(qū)間估計(jì)與區(qū)間數(shù)

估計(jì)指標(biāo)的區(qū)間是由子樣給出指標(biāo)的估計(jì)范圍，并使未知指標(biāo)在其中具有一定的概率，可稱這個估計(jì)范圍為區(qū)間數(shù)。由數(shù)理統(tǒng)計(jì)可知區(qū)間數(shù)比定值更能客觀地反映養(yǎng)護(hù)費(fèi)用水平。

本文采用正態(tài)分布對養(yǎng)護(hù)費(fèi)用進(jìn)行區(qū)間估計(jì)。參照已有養(yǎng)護(hù)工程劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合云南省高速公路養(yǎng)護(hù)工作實(shí)際情況，將其劃分為日常養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、大修工程和專項(xiàng)工程4個類別。各類養(yǎng)護(hù)工程的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用設(shè)為隨機(jī)變量x，其服從參數(shù)μ與δ的正態(tài)分布，即為x～N(μ，δ2)。

(4)

3.2 確定養(yǎng)護(hù)費(fèi)用區(qū)間

確定養(yǎng)護(hù)費(fèi)用區(qū)間，需要以實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。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(yǎng)護(hù)費(fèi)用資料為樣本，費(fèi)用資料見表3，分析各類型養(yǎng)護(hù)費(fèi)用區(qū)間組成及其占總費(fèi)用的比例，如表4、5所示。

表3 養(yǎng)護(hù)費(fèi)用情況 萬元·km-1

3.3 基于區(qū)間數(shù)逼近法的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價標(biāo)準(zhǔn)

為使評價體系更具一般性及可操作性，設(shè)評價對象U為養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，對U的評價集為{優(yōu)，良，中，次，差}，以此來表示計(jì)劃養(yǎng)護(hù)費(fèi)用與以往高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍的接近程度。將評定結(jié)果為次和差的費(fèi)用做為重點(diǎn)控制對象。

表4 養(yǎng)護(hù)費(fèi)用區(qū)間組成 萬元·km-1

表5 養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例區(qū)間組成 %

分析各類費(fèi)用占總費(fèi)用比例，按照上述區(qū)間數(shù)的定義，計(jì)算得到養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的區(qū)間組成。

其中“優(yōu)”代表表5中的高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍；“良”為在表5中高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍內(nèi)上下波動5%；“中”為在表5中高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍內(nèi)上下波動5%～10%；“次”為在表5中高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍內(nèi)上下波動10%～15%；“差”為在表5中高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比例范圍內(nèi)上下波動15%～20%，得到的評價標(biāo)準(zhǔn)間表6。

3.4 實(shí)例分析

以云南某高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用狀況為例，對其進(jìn)行評價。其費(fèi)用及比例情況如表7所示。

表6 高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價標(biāo)準(zhǔn) 萬元·km-1

表7 云南某高速養(yǎng)護(hù)費(fèi)用實(shí)例

評定結(jié)果表明，該公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的評定結(jié)果為“次”，應(yīng)從預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施、時機(jī)的選擇等方面考慮，將其作為重點(diǎn)控制對象。

4 結(jié) 語

(1) 日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素主要為車道數(shù)、路基寬度、地形條件、貨車比例以及清掃類；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用影響因素為養(yǎng)護(hù)時機(jī)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(jié)構(gòu)狀況；專項(xiàng)工程主要受工程數(shù)量和路況現(xiàn)狀影響。

(2) 區(qū)間數(shù)逼近法更為重視數(shù)據(jù)的客觀性，其結(jié)果準(zhǔn)確性與可靠性更高。本文從云南省6條高速實(shí)際養(yǎng)護(hù)費(fèi)用情況出發(fā)，計(jì)算出了它們的費(fèi)用區(qū)間估計(jì)值。

(3) 確定了高速公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用評價標(biāo)準(zhǔn)，并通過實(shí)例分析驗(yàn)證其可行性。為使其更具實(shí)用性，建議根據(jù)此方法，采用更多實(shí)際養(yǎng)護(hù)費(fèi)用數(shù)據(jù)，得出評價標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 王朝輝,王選倉,馬士賓.基于區(qū)間數(shù)逼近法的路面使用性能綜合評價[J].公路交通科技,2009,(1):21-25.

[2] 趙紅月.基于全壽命周期的路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用控制技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué),2012.

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[責(zé)任編輯:杜衛(wèi)華]

Research on Cost Assessment Model and Evaluation System for Expressway Maintenance

JIN Min1，YANG Meng-rou2，WANG Xuan-cang2

(1. Engineering Cost Bureau of Yunnan Transportation Department, Kunming 650031, Yunnan, China；2. School of Highway, Chang’an University, Xi’an 710064, Shaanxi, China)

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.

expressway; maintenance cost; assessment model; interval approximation method

1000-033X(2015)04-0063-04

2014-10-28

云南省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(HT2012015)

U418.2

B