高速公路养护费用估价模型及评价体系研究

晋敏等

摘要：基于控制高速公路养护费用的目的，按照日常养护、预防性养护、大中修工程以及专项工程四类，分别研究了不同类型下的养护费用影响因素。从公路养护费用实际情况出发，结合区间逼近法，提出高速公路养护费用评价标准，并使用该方法对云南省某条高速公路的实际养护费用进行了评价，验证了其有效性和实用性，为高速公路养护费用的有效评价和管理奠定了基础。

关键词：高速公路；养护费用；估计模型；区间数逼近法

中图分类号：U418.2文献标志码：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

随着中国公路网的不断密集，许多公路陆续进入养护维修阶段，养护资金投入逐年增加。以云南省为例，自2007年至今，高速公路养护费用平均每年增涨47%，尤其是2010年，为迎国检，费用比2009年翻了一倍。整体而言许多地方存在养护费用不足，并且预防性养护价格较为混乱等问题，因此合理地管理养护工程费用十分重要。

税费改革使公路养护无论是在计划审批还是费用拨付方面均与以往不同，再加上目前针对全寿命周期内的养护工程费用管理技术的不足，使得养护工程费用难以得到有效控制。高速公路养护费用评价体系以已完成的养护工程各类费用比例范围为基础，将计划工程与已有标准进行对比，并进行判断，是高速公路养护费用管理的重要依据。

1高速公路养护费用影响因素研究

影响养护工程费用的因素是多方面的，对于不同养护类型，其费用的影响因素也不相同。

（1） 日常养护。日常养护项目多、频率高、维修急、作业时间短，一般包括日常巡查、清扫等内容。日常养护费用一般与使用年限、公路等级、交通量、养护措施类型以及各地经费、管理方式等有关，它们之间是相互关联的；在一定范围内，随着交通量的增大和公路等级的提高，日常保养费用会相应增加。江西赣粤高速的日常养护费用大约为每年每公里6万元；而陕西西禹高速则为每年每公里2～3万元。

（2） 预防性养护。影响预防性养护费用的最重要因素是养护时机。选择合理的时机不仅可以使路面性能保持一定的水准，还可以最大程度的降低养护费用。国外相关研究资料表明，在路面质量下降40%的范围之内采用预防性养护措施，可有效延长路面使用寿命，减少养护成本。此时花费1元进行预防性养护的效果，相当于后期花费5～6元进行矫正性养护。

同时，在同一时间点针对同一路面状况，采用不同的养护措施也会造成费用的差异。如在表封层类措施中，石屑封层的寿命通常为2～4年，其费用为10～16元·m-2，而微表处的寿命为4～6年，其费用为15～20元·m-2；在适宜的情况下选择最恰当的养护措施，同时也是最经济的养护措施，才能达到最好的养护效果。

（3） 大中修工程。

大中修工程具有投入金额大，工期长，人工、材料、机械较多的特点，且往往与新建项目类似。其养护过程分为决策、设计、工程招投标及承发包、施工以及竣工验收等多个阶段。影响大中修工程费用的因素是多方面的。本文选取其中重要几点进行说明。

路龄是影响大中修项目费用的因素之一。一般情况下，路龄越长，质量降低越多，所需的大中修养护费用就越多。尤其是在前期未采用适宜的预防性养护措施的情况下，所需的养护费用会急剧增加。

不同面层的初建费用不同，而道路大中修时通常采用与新建时相同的材料，因此其养护费用也不相同。如改性AC路面比普通AC路面约贵32元·m-2，而SMA路面又比其贵约64元·m-2。因此在进行大中修费用预估时，应充分考虑到面层类型的影响。

基层厚度不同，大中修费用也存在差异。目前的基层结构类型存在多种形式：可分基层+底基层、2层基层+底基层或是基层+2层底基层。常用的材料包括二灰碎石、二灰土、水泥稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石等。一般来说，基层厚度越大，养护费用越高。

结构状况是影响大中修养护费用最重要的因素。路面现实结构状况越好，所需的养护费用就越低，反之则越高。结构现状通常包括路面平整度、抗滑性能以及路面承载能力等多方面，在进行养护费用预估时，需要统一表征。结合国内外研究现状，可选用PQI数据表示目前路面的结构状况，作为预估模型中的因变量。

（4） 专项工程。专项工程与大修工程不同，专项工程的针对性较强，包括路基病害处治、滑坡病害处治、桥梁病害处治、隧道病害处治、隧道机电更换、沿线附属设施改造、灾害抢修以及新增工程等部分，影响专项工程费用的主要因素为工程数量和路况现状。endprint

2高速公路日常养护费用估价模型研究

从技术角度明确不同类型的养护工程与相对的养护费用的关系，可为新养护工程费用的估算提供理论依据。

设定估价模型的因变量（Z）为单位里程养护费用（万元·km-1）；根据不同养护工程总费用，通过对比分析相关费用的关系，确定估计模型的自变量（Yi），通过统计的方法获得因变量与自变量的定量关系。

Z=f（Y1，Y2，Y3，…，Yn）（1）

下面以日常养护费用为例，建立费用估价模型。

养护费用一般是通过累计资料和经验，通过回归分析方法建立费用预估模型。国内典型的日常养护费用一般采用如下模型

Ci=a+b×（100-Pi） Ni（2）

式中：Ci为第i年养护费用；Pi为第i年路况指数；Ni为第i年平均日交通量；a、b为参数。

目前，中国路面使用性能的资料累积并不完善，且重载货车对于路面质量的影响远大于客车。因此，本文根据日常养护特点，选取其中影响效果较为显著的几点：车道数、路基宽度、地形条件、货车比例以及清扫类型作为影响日常养护费用的因素。地形条件主要分为山岭重丘区和平原微丘区；清扫类型主要分为人工清扫和机械清扫。由于以上两

方面因素较难以量化，因此本文选取均为山岭重丘区、人工清扫的六条高速公路同一年份的养护费用作为建立估计模型的样本数据；选取车道数（Y1）、路基宽度（Y2）和货车比例（Y3）作为模型的自变量。建模基础数据见表1。

根据上述自变量和因变量，采用origin程序进行多元方程拟合，得到的估价模型如下

从表1与图1中可以看出，实测值与预测值的最大差值为0.63万元·km-1，最小差值为0167万元·km-1，预测值与实测值偏差的最大百分比为7827%，最小百分比为2493%，均在10%之内，说明该方程的拟合度较好，准确度较高。

3基于区间数逼近法的高速公路养护费用评价体系研究

3.1指标的区间估计与区间数

估计指标的区间是由子样给出指标的估计范围，并使未知指标在其中具有一定的概率，可称这个估计范围为区间数。由数理统计可知区间数比定值更能客观地反映养护费用水平。

本文采用正态分布对养护费用进行区间估计。参照已有养护工程划分标准，结合云南省高速公路养护工作实际情况，将其划分为日常养护、预防性养护、大修工程和专项工程4个类别。各类养护工程的养护费用设为随机变量x，其服从参数μ与δ的正态分布，即为x～N（μ，δ2）。

μ-μα/2δn

在公路工程质量检验与评价中，把μα/2称为保证率系数Zα，高速公路置信系数取95%，相对应的Zα为1.96。在进行养护费用评价时，μ采用样本平均值x-替代，δ用样本标准差S替代。

根据式（4），可求出高速公路养护费用指标区间估计为：x-=1.96δn+1.96δn。可应用此区间求得实测数据的区间数。

3.2确定养护费用区间

确定养护费用区间，需要以实际数据为基础。本文以云南省6条高速公路（昆嵩高速、曲胜高速、元磨高速昆东段、大保高速大理段、大保高速保山段以及元磨高速普洱段）的养护费用资料为样本，费用资料见表3，分析各类型养护费用区间组成及其占总费用的比例，如表4、5所示。

分析各类费用占总费用比例，按照上述区间数的定义，计算得到养护费用的区间组成。

其中“优”代表表5中的高速公路养护费用比例范围；“良”为在表5中高速公路养护费用比例范围内上下波动5%；“中”为在表5中高速公路养护费用比例范围内上下波动

5%～10%；“次”为在表5中高速公路养护费用比例范围内上下波动10%～15%；“差”为在表5中高速公路养护费用比例范围内上下波动15%～20%，得到的评价标准间表6。

3.4实例分析

以云南某高速公路养护费用状况为例，对其进行评价。其费用及比例情况如表7所示。

4结语

（1） 日常养护费用影响因素主要为车道数、路基宽度、地形条件、货车比例以及清扫类；预防性养护费用影响因素为养护时机与措施的选择，而大中修工程影响因素包括路龄、面层类型、基层厚度和结构状况；专项工程主要受工程数量和路况现状影响。

（2） 区间数逼近法更为重视数据的客观性，其结果准确性与可靠性更高。本文从云南省6条高速实际养护费用情况出发，计算出了它们的费用区间估计值。

（3） 确定了高速公路养护费用评价标准，并通过实例分析验证其可行性。为使其更具实用性，建议根据此方法，采用更多实际养护费用数据，得出评价标准。

参考文献：

[1]王朝辉，王选仓，马士宾.基于区间数逼近法的路面使用性能综合评价[J].公路交通科技，2009，（1）：2125.

[2]赵红月.基于全寿命周期的路面养护费用控制技术研究[D].西安：长安大学，2012.

[3]李涛.湖北省汉十高速公路养护管理研究[D].西安：长安大学，2011.

[4]滕伟玲，姚玉玲.高速公路小修保养工程量的预测模型[J]，长安大学学报：自然科学版，2012，32（6）：2327.

[5]刘义富.安徽省高等级公路养护管理分析与对策[J]，公路交通科技：应用技术版，2011（3）：6769.

[6]朱合利.芮夕捷.基于ISM的高速公路养护成本影响因素分析[J].中外公路，2013，33（1）：300303.

[责任编辑：杜卫华]