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原文传递长寿命沥青路面结构寿命周期费用分析

论文题名：	长寿命沥青路面结构寿命周期费用分析
关键词：	沥青路面;路面结构;寿命周期;长寿命路面;费用分析;交通运输业;车辙变形
摘要：	随着交通量的逐渐增加、重载车比例逐渐加大，以及人们对公路行驶质量要求的日益提高，一种新的称为“长寿命路面”的沥青路面结构被世界各国普遍提出，希望以此改变传统路面结构小修不断、大修频繁的状况，但是长寿命沥青路面作为一种新的路面设计理念和方法并不是完美无缺的，它是通过初期的高投入来实现后期投入费用的减少，初期建设费用大大高于普通路面结构的投入。长寿命沥青路面结构与传统路面结构相比是否具有经济合理性并不明确，而一项新技术不仅要保证技术上的成熟，它还必须保证经济上的合理性才能用于实际。针对长寿命沥青路面结构的特性，本文采用寿命周期费用分析的方法对其经济性进行了系统分析研究，从研究结果可以得到： (1)长寿命沥青路面结构具有使用周期长、后期费用对经济性影响大的特点，运用传统的注重初期投资的经济分析方法对其进行经济分析不具有合理性，无法体现其设计理念，对长寿命沥青路面工程进行经济分析必须采用寿命周期费用分析的方法，全面考虑其整个寿命周期内的所有费用，否则会导致错误的投资决策； (2)交通运输业是关系国计民生的重要产业，道路工程具有一般工业产品所没有的特性，投资高并且具有相当的外部效益，对其进行经济分析需要在财务评价和国民经济评价两个方面均进行详细的分析，粗糙的间接费用计算结果不仅会导致方案选择的失败，造成投资失误，还会对国民经济发展产生严重的影响； (3)长寿命沥青路面是一种新型的路面结构形式，其损坏方式和机理与传统的路面结构有显著的不同，传统路面损坏规律的研究成果无法完全应用在新型的长寿命沥青路面损坏研究上，需要在传统研究成果的基础上重新全面认识长寿命沥青路面病害的规律，为长寿命沥青路面的应用和维护作好准备；通过环道试验，可以得到厚沥青层路面结构在病害方面(尤其是车辙方面)的发展规律：①车辙变形主要发生在初期阶段，尤其是荷载作用次数10万次以内阶段，而后车辙变形逐渐稳定，并且车辙变形发展越来越缓慢；从表层开始沥青层的变形率随着深度的增加而逐渐增大，在12cm附近变形率达到最大值，之后变形率逐渐减小，沥青层的变形率主要产生在20cm深度范围以内。②在疲劳特性方面，厚沥青路面结构具有优异的性能，50万次加载过程中，沥青层层底静态拉应变和动态拉应变均保持较小值，并随加载次数的增加没有衰变迹象。③厚沥青层路面结构在路面结构强度方面性能优异，在50万次加载过程中，柔性基层的厚沥青层路面结构弯沉平均值只有14.0(10-2mm)，而半刚性基层的厚沥青层路面结构弯沉平均值只有5.3(10-2mm)； (4)通过对厚沥青层路面结构结构等性能特点的研究，得到了不同路面结构衰变模式的内在影响因素和规律，以综合指标PCI=70作为性能低限标准，柔性基层厚沥青层路面结构的性能寿命周期为13年，半刚性基层厚沥青层路面结构的性能寿命周期为17年，而我国常用“强基厚面”路面结构性能寿命周期为9年； (5)在管理费用方面，长寿命沥青路面结构初期投资较高，但是由于其路面性能水平较高并且易于维护，无需进行“开膛破肚“式的的深层修复，后期所需的维护费用大大节省，管理费用总额与初期投资节省的半刚性基层路面结构相差无几； (6)用户费用的增加主要是因为路面状况不佳或者维修活动造成交通不畅产生的，长寿命沥青路面在运营期间能够维持较高的性能水平，对用户费用造成的额外增加很少，长寿命沥青路面大中修周期较长，施工工期短，能够显著减少对道路使用者的影响，相比传统半刚性路面结构，长寿命沥青路面在用户费用节省方面有着巨大的优势； (7)通过寿命周期费用计算，半刚性基层厚沥青层路面结构费用现值最小，以其为基准，柔性基层厚沥青层路面结构稍多，费用增加值为23.2万元/(Km·年)，传统“强基厚面”路面结构最多，费用增加值为86.1万元/(Km·年)； (8)长寿命沥青路面抵御风险的能力高于传统的半刚性路面结构，在社会折现率较低时其经济性益加明显，而半刚性路面结构寿命周期费用现值变动范围大，因素变动会造成投资风险的显著加大。经济分析是通过对与拟建项目投资效果有关的所有因素的综合分析，提出切实可行的决策和对策方案，以保证项目选择准确，方案科学，工期合理，投资可控，效益良好，避免或减少公路项目投资决策的盲目性。高速公路作为国民经济的命脉，保障其“人畅其行，货畅其流”对经济发展十分重要，当前我国高等级公路频繁的维修活动已经对经济的发展造成了严重的影响，减少路面维护是充分发挥高等级公路经济纽带作用的关键因素，长寿命沥青路面的修建是符合我国经济发展需要的必然要求，对整个社会的经济发展具有积极的作用。
作者：	张超
专业：	道路与铁道工程
导师：	许志鸿
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2008
正文语种：	中文