1、裝訂線道路全壽命周期成本分析研究摘 要我國公路建設在經歷了近20年的快速發展,取得了巨大成就的同時,也出現了工程質量、結構耐久性、環境保護等方面的問題。面臨公路建設在未來20年持續發展的局面,在原有公路建設經驗的基礎上,學習和借鑒國外全壽命周期理論的先進經驗與做法,研究公路建設與管理的相關政策,對于公路建設資源集約利用、提高工程質量與耐久性、保護生態環境、確保工程安全等方面意義重大。基于現階段高速公路方案決策存在的不足之處，本文提出方案決策重點應落在方案全壽命周期成本比較上，建立合理的全壽命周期成本體系是關鍵 。本文通過對我國高速公路路面常用面層和基層結構、性能總體分析，詳細闡述了增從高速公路

2、項目各路面方案結構特性和路用性能，對比分析不同面層、基層材料的優勢與劣勢。同時，根據國內外路面結構性能周期研究成果，對本文各路面方案的性能壽命周期進行預測，為路面全壽命周期成本分析奠定基礎。通過使用全壽命周期成本理論分析（LCCA），結合國內外對高速公路成本控制研究，建立高速公路路面全壽命周期成本計算模型，進而應用該模型對增從高速公路項目路面結構選型經濟比選。關鍵詞：全壽命周期成本分析；成本控制；路面；高速公路AbstractBesides the fast development and glorious achievements in the high way eonstruction o

3、f China, there are still some problems in construction quality and environment protect as well as structural durability etc. The theoretical and methodological policy systems of the high way construction based on the optimized life cycle benefit have been studied in three aspects of high way lay out

4、 policies, construction policies and maintenance policies in this dissertation.Based on the deficiency of our present scheme decision- ma king, this thesis proposes that it should emphasis life -cycle-cost comparison in the scheme decision- making; constructing a reasonable L C C system has critical

5、 significance.In this paper, based on the analysis of the pavement surface layer and base, elaborated the structure characteristics and road performance of the pavement program of Zeng cong high way project. Compare the strengths and weaknesses of the different surface layer and base materials. Mean

6、while, predict the life of this articles program according to the foreign study. Through life-cycle cost analysis (LCCA), Reference expressway cost control at home and abroad, to build pavement life cycle cost calculation model, application of the model program of pavement economic comparison.Key Wo

7、rds: LCCA, cost control, pavement, expressway目錄摘 要1Abstract2第一章 緒論51.1研究背景與意義51.1.1 研究背景51.1.2 研究意義61.2國內外研究現狀71.2.1 國外研究現狀71.2.2 國內研究現狀81.3研究內容與論文思路101.3.1研究內容101.3.2論文思路11第二章 公路建設成本分析方法概述112.1傳統公路建設成本分析方法112.2全壽命周期成本理論122.3全壽命周期成本理論在設計階段的應用132.4全壽命周期理論與傳統方法對比13第三章 LCC的基本理論與實踐143.1 LCC的概念143.2 LCC的

8、基本要素143.3 LCC的應用意義163.4現階段方案決策中LCC體系及其分析17第四章 全壽命周期成本分析模型184.1全壽命成本分析的作用及特點184.2全壽周期成本分析模型的建立194.2.1 全壽命周期成本體系構建原則194.2.2 全壽命周期成本體系204.3基于LCC的高速公路建設方案成本體系分析224.3.1方案擬定224.3.2建設初期成本234.3.3日常維護成本254.3.4大中維修成本254.3.5 用戶成本264.3.6壽命周期費用分析26第五章 結論與展望29參考文獻31致 謝33第一章 緒論1.1研究背景與意義1.1.1 研究背景交通運輸是國民經濟的命脈，是聯系工

9、業與農業、城市與鄉村、生產與消費的紐帶，是推動國民經濟發展的“領跑者”。交通運輸的現代化，是實現國民經濟現代化的必然條件。現代交通運輸系統是由鐵路、公路、水運、航空和管道運輸有機結合所形成的綜合運輸系統。這五種運輸方式各具特色，并擔當各自的分工，在社會主義建設中發揮著巨大的作用。而其中，公路運輸因其機動靈活、適應性好、通達性強、初期投資較低而成為一種主要的運輸方式。自1988年上海至嘉定高速公路的建成通車，實現了我國高速公路零的突破；1990年沈大高速公路的建成通車，標志著我國公路建設重心由一般公路建設向高等級公路建設的轉移，到1997年底，我國高速公路里程為4771公路，這十年間高速公路以每

10、年400多公路的速度增長，在這期間，我國積累了大量與高速公路的設計、施工、監理和運營相關的經驗，為1998年后高速公路的快速發展奠定了基礎。自1998年后，我國高速公路以每年4000公路的速度增長，國家平均每年投資1400億用于高速公路的建設，到2012年底達10萬公路，高速公路總里程躍居世界第二，圖1.1為我國高速公路的發展歷程。圖 1.1 我國高速公路建設的發展歷程我國修筑的高等級瀝青路面普遍采用半剛性材料作為基層，這種路面結構形式具有較高強度和穩定性以及便于就地取材等優點。由于我國正處于社會主義初級階段并將長期處于這個階段，所以國家每年投入公路建設的資金是有限的，如果采用較厚面層、基層采

11、用柔性基層，這樣的路面將消耗大量的資金。為了推動我國高速公路建設事業的高速發展，有必要尋找一種各項性能指標滿足設計要求且經濟的路面結構形式，所以強基薄面的半剛性路面在我國應運而生，并在接下來的20多年時間內得到快速發展。但是，隨著我國經濟的快速發展，人民生活水平的提高，交通量快速增長，路面設計年限內的累積軸載作用次數必將超過設計軸載，且隨著運輸成本的提高，道路使用者為了獲取更大的經濟利益，只能進行超載。這些原因導致半剛性基層路面在使用過程中出現了很多問題，如半剛性基層裂縫；在超載的作用下，路面結構的中面層受到的剪應力遠遠大于正常荷載狀況下，造成面層發生剪切破壞，同時重載也是造成車轍、擁包等病害

12、的主要原因，病害的出現，必將縮短路面的使用壽命。1.1.2 研究意義我國高速公路從開始起步，用十幾年時間，走過發達國家幾十年才能走過的歷程。特別是“十五”以來，高速公路建設實現歷史性突破，五年建成高速公路2.47萬公里，是“八五”、“九五”建成高速公路總和的1.5倍，“兩縱兩橫三個重要路段”全部建成，高速公路總里程達到4.1萬公里。根據交通部發布國家高速公路網規劃，到2035年，我國將建成8.5萬公里高速公路。在高速公路快速發展的同時，建設成本迅速上升，上漲幅度超過同期GDP增長速度。1990年通車的沈大高速公路，每公里造價僅630萬元，而2001年通車的高速公路，每公里平均造價超過2500萬

13、元，有些甚至超過了4000萬元。山區高速公路平均每公里造價5000萬元，特殊地區8000萬元，甚至突破1億元。盡管我國大幅度提高對高速公路建設的投資，但是資金仍嚴重不足。2006年至2012年高速公路建設資金缺口達1107億元。我國高速公路建設所需資金龐大，根本原因之一在于成本較高：我國高速公路快速發展，已消耗大量資金，未來的高速公路建設資金更難籌措，資金成本更大；建設方案決策不合理。目前投資與管理重點都放在建設階段，強調建設期成本，對建成后的養護成本與營運成本考慮不足，導致已建成高速公路路況差，壽命短，維修與營運成本高。加拿大工程院院士爾瑪(Dr.M.Y Fisekci)博士在 200020

14、03 年期間對我國37條高速公路進行調查發現，“高達27%的新瀝青路面在前三年中便不合格，54%在前五年中便不合格，而整體上竟有91.8%的瀝青道路不能達到8-10年的壽命指標”；計劃修建的高速公路大部分在山區高速，成本更高；通貨膨脹因素致使高速公路成本上升。成本問題制約著高速公路發展，因此對成本問題的研究顯得更加緊迫和必要。1.2國內外研究現狀1.2.1 國外研究現狀全壽命周期成本分析理論主要是由英、美的一些工程造價領域的學者于 20 世紀 70年代末提出的。后在英國皇家測量師協會的推動下，進行了廣泛的研究和推廣，至今，已經形成一種相對完整的方法體系。全壽命周期造價管理是一種實現工程項目全壽

15、命周期，包括建設前期、建設期、使用期和翻新與拆除期等階段總造價最小化的方法。一個工程的生命周期，分為建設期和服務期，而建設期又分為五個階段，即項目決策階段、項目設計階段、工程招投標階段、施工階段、竣工結算階段。因此，生命周期成本控制，就是在上述五個階段以及服務期內對工程造價進行有的控制。進入20世紀80年代，英國工程造價管理界的學者在全壽命周期成本造價管理方面研究取得了豐碩的成果。全壽命周期造價一文從建筑設計方案比較的角度出發，提出了工程項目成本劃分方法、工程項目造價的數學方法模型和工程項目的不確定性風險的估算方法。而Flanagan.R的全壽命周期造價管理所涉及的問題、全壽命周期造價管理：理

16、論與實踐從建筑學的角度出發，深入的探討了全壽命周期造價管理所涉及的技術要求等一些問題。90年代后，全壽命周期工程造價管理體系已基本形成，人們開始把注意力轉到技術和應用方面的研究。美國交通部（US.Department of Transportation1998）介紹了壽命周期成本分析技術在公路設計中的應用，提供了一個詳細的過程來決定工作區域的使用者成本，引入了一個概率方法來解決進行LCCA（Life-Cycle Cost Analysis）時輸入數據的不確定性問題。另外，A.Ockwell的公路管理：一種全生命周期工程造價管理技術的開發的文章，從公路建設項目出發，探討了這類公益性項目的全壽命周

17、期的造價管理的思想和方法，他認為公路項目的全壽命周期造價不僅應該包括公路初始的建設成本和運營費用，而且應該充分考慮公路使用者的使用成本，從而使全社會獲得最大化的經濟效益。為了克服生命周期成本分析不準確的缺點，人們也提出了許多可行的方法，主要有模糊數學和蒙特卡羅法等。其中 1999 年 Mohammed Kish 和 A.AL-Hajj提出了一個集成的LCC框架，該框架利用統計學、模糊集合論和人工神經網絡提高LCC作為一個決策制定工具的質量。隨著計算機技術的不斷成熟，人們開發了很多全壽命周期造價管理的信息系統，其中比較著名的有BLCC5.0，HDM4等，這些軟件大部分都是用來計算LCC的。目前，

18、在探討工程項目的全壽命周期成本時，生命周期成本和環境影響的集成研究成為新的研究熱點。E.Sterner（2002）探討了環境功能如何影響建筑物的生命周期成本，建立起由運營階段能源的使用而帶來的生命周期成本與環境影響之間的關系。同時，對于公路建設中比較難以界定的環境價值的計算應用也日趨成熟。在城市可持續發展的研究中，對城市環境污染的經濟計量問題也作出了許多探索。比較典型和全面的是皮爾斯（Pearce）的城市發展階段對策模型，該模型主要根據城市發展的不同階段所出現的資源環境問題，計算其環境價值損失，從而采取相對應的環境策略。可以說，在國外，路面設計方式已經幾經變革，而且仍在不斷的發展中，而全壽命周

19、期成本理論已廣泛運用到工程實際工作中。1.2.2 國內研究現狀我國在路面結構的研究與結構方案對比分析上起步較國外晚，總體上講，大多是參照國外經驗，依據本國實際情況加以修正。國內路面結構及全壽命周期成本研究具體如下：八十年代初，路面結構設計方法的經濟對比方法的研究開始得到重視，與此同時，電子計算機的發展與普及、基礎理論的完善使得從整體上用優化的方法尋求最佳效益-費用路面結構已為可能。為此，全國各個地區和部門紛紛著手研究路面結構優化方法，增強了高速公路路面結構、厚度組合優化理念，這也是我國最原始的路面典型結構優化設計。九十年代后期，甚至到現在，因為我國對交通基礎設施建設的重視，高速公路路面典型結構

20、設計方法研究迅猛發展，國內許多省份、地區開始結合本地區實際情況針對各等級公路路面的具體展開典型結構的研究。如：河南省干線公路路面典型結構的研究，提出了針對河南省公路建設特點的公路瀝青路面典型結構以及相應的設計指南。其他各省市隨后也紛紛展開了研究。從瀝青路面設計規范這個側面來看，我國瀝青路面發展經過了1958至2006年版的演變。1958年版沿用了蘇聯1954年柔性路面設計須知的方法，在道路氣候分區上作了改動。1966年路面設計規范，在我國道路工作者大量工作的基礎上，交通部正式批準列入部頒標準公路路面設計規范（JTJ004-66），該版規范提出了雙層和多層體系連續積分法的一套基本公式和參數，修訂

21、了道路氣候分區圖，規范基本公式的體系以均勻體彈性理論為基礎，荷載為單圓圖式。1978年版規范，有了中國道路自然區劃圖，雙圓雙層體系彎沉值及綜合修正系數，多層等效層法，容許彎沉值公式，車輛換算公式，厚度補強經驗公式，并建立了一系列的參數。1986年版規范，解決了參數測定問題，解決了多層體系換算問題，公路規范采用彎沉、彎拉應力兩個指標控制;城市道路規范采用彎沉、彎拉、剪切三項指標控制。1997年版規范，設計理論與方法為雙圓垂直均布荷載作用下的多層連續體系理論，以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標，計算路面結構厚度。標準軸載換算增加了軸數系數，將厚度計算和彎拉驗算交通量分開換算。將容許彎沉值變為設計

22、彎沉值。對基層材料的要求更加具體詳細。2006版規范與1997年規范相比，增加了路面全壽命周期成本概念，增加了水泥穩定集料、二灰穩定集料骨架密實級配、懸浮級配，增加了柔性基層、底基層、剛性基層設計內容，增加了瀝青面層抗裂設計要求，豐富了瀝青排水設計內容，減少了附錄中各級公路典型路面推薦結構。甘肅黃土地區高等級公路路面典型結構研究，通過對甘肅黃土地區在建和已建的高等級公路進行資料調查，進行交通和土基強度等級劃分，并實測了影響路面設計的材料參數，利用改進的遺傳算法進行路面結構造價優化，推薦了適合甘肅黃土地區筑路特點的路面典型結構。我國工程造價管理模式長期以來，還是以全過程工程造價管理體系為主。20

23、00 年，歸國博士戚安邦的工程項目全面造價管理一書成為國內最早介紹全生命周期工程造價管理的著作。同濟大學丁士昭教授在關于建立工程項目全壽命管理系統的探討一個新的集成DM、PM 和 FM 的管理系統的總體構思一文中，提出了建設項目全生命周期管理思想，談到了全生命周期決策管理階段投資控制的問題。我國真正從工程造價管理角度介紹與研究全生命周期工程造價管理并取得初步成果的是天津理工學院任國強。他先后發表了全生命周期工程造價管理及其計算機實現、生命周期成本分析在城市水利系統中的應用等學術論文和研究報告。尤其在全生命周期工程造價管理及其計算機實現研究項目報告中，給出了一個比較符合中國實際的全生命周期造價管

24、理的思想和方法及二者結合的原則。把工程造價的全壽命周期分為了六個階段：決策階段、設計階段、招投標階段、施工階段、竣工驗收階段和運營維護階段。所有的這些成果都在工程實際中得到了廣泛的運用，并取得了良好的效果。但在某些方面的研究還存在許多問題，尤其是在對工程造價影響甚大的設計階段的造價控制還有所欠缺。在我國目前的高速公路建設的設計階段，主要存在設計時間倉促，設計的錯、漏、補問題多以及缺少從全周期成本的角度考慮設計方案，造成局部、短期成本較低，但總體成本較高的問題。越來越多的專業人士在周期成本計算時開始關注環境價值的量化，蘇萬軍在環境價值在公路建設方案比選中的應用研究中提出將環境影響因素納入公路建設

25、的方案必選，明確了環境價值的概念，對環境價值的組成給予分析，總結了環境價值損失估算的方法。現在我國高速公路建設主要是半剛性基層路面結構，因此，當前高速公路建設項目在做路面結構選型對比時，一般只是在選材和部分結構形式等方面做微觀的經濟對比分析，幾乎不考慮全壽命的經濟效益。我國現行的路面設計規范并沒有將全壽命周期成本分析作為路面結構方案比選的方法。因此國內對路面組合方案對比時，單純重視公路建設初期成本投入，然而往往最后敲定方案不能維持較長壽命，且日常維護費用、用戶成本等都大大增加，從全壽命角度分析，不論是最后的工程造價總成本還是路面使用性能，都不是最優方案。單純考慮項目建設初期成本的現狀與我國國情

26、以及投資體制有關。值得一提的是，我國主要采取半剛性基層結構，路面后期養護成本、改擴建成本不存在較大的優劣，因此，項目初期投入則是影響路面經濟的主要環節。直至新型的長壽命瀝青路面結構出現，長壽命路面結構形式以其較長的使用壽命，較低的養護維修成本、用戶費用，應用全壽命周期成本分析后便體現出了巨大的優勢。近年來，國內公路行業內就全壽命周期成本分析方法在道路工程中的應用進行了大量的研究，并取得了不錯的成果。1.3研究內容與論文思路1.3.1研究內容本文將以高速公路設計階段路面選型部分的為研究對象，從壽命、成本控制的角度，研究如何利用全壽命周期成本的理論分析，使得高速公路路面選型的建設投資效益最大化。進

27、一步提出性能良好、經濟合理、切實可行的路面結構設計方案。最終實現為高速公路設計審批單位、項目業主做出合理的投資決策，為設計單位提供路面選型理論參考，提高高速公路項目建設投資的經濟效益。本文的主要研究內容包含：1）分析我國高速公路設計階段路面成本控制現狀路面成本是我國高速公路建設項目成本的主要組成部分，如何控制路面成本成為高速公路建設項目投資的一大熱點問題。通過調研相關資料，分析我國路面成本控制現狀，對本文的全壽命周期成本分析法的展開有理論指導意義。2）高速路面結構對比分析由于我國目前瀝青路面結構設計還是根據已有經驗和規范推薦的路面結構，擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案，根據選用的材料進行配

28、合比試驗及測定各結構層材料的抗壓、抗拉強度，確定各結構層材料結構參數。因此，對不同材料方案的路面特性分析是路面結構選型重要環節。通過對比不同路面結構的使用性能與使用壽命，得到各路面結構方案的相對優劣。3）高速公路路面全壽命周期成本分析通過建立高速公路路面全壽命周期成本分析模型，針對高速公路項目具體情況，對不同的路面結構方案進行全壽命周期成本分析，對比分析結果，進而提出投資最大化的最優路面設計方案，為業主決策、設計單位設計提出寶貴的意見。1.3.2論文思路論文的整體研究思路具體如下：第一章為緒論，闡述了本論文的基本背景和研究意義，總結國內外的研究概況，提出用全壽命周期成本理論指導我國高速公路方案

29、決策。第二章，對比介紹傳統公路建設成本分析方法和基于全壽命考慮的成本分析方法，比較其異同，然后通過多種表達方式，詳細介紹基于全壽命考慮公路建設成本的多種計算模型，加深對全壽命成本分析方法的理解，并完善后續政策研究的技術基礎。第三章，介紹全壽命周期成本理論，主要包括基本屬性及組成，分析我國高速公路建設方案決策與LCC的適應性，為下文方案決策時建立全壽命周期成本體系打下基礎。第四章，提出全壽命周期成本體系建立原則及構建思路，并建立全壽命周期成本體系，分析體系。第五章，總結了論文的主要研究成果，分析存在的問題。第二章 公路建設成本分析方法概述本章研究中將對比介紹傳統公路建設成本分析方法和基于全壽命考

30、慮的成本分析方法,比較其異同,然后通過多種表達方式,詳細介紹基于全壽命考慮公路建設成本的多種計算模型,加深對全壽命成本分析方法的理解,并完善后續政策研究的技術基礎。2.1傳統公路建設成本分析方法傳統的公路建設項目經濟評價,是根據國民經濟發展規劃和有關技術經濟政策的要求,結合交通量預測和工程技術情況,計算項目的投入(費用)與產出(效益),通過多種經濟指標的分析比較,對擬建工程項目的經濟合理性與財務可行性做出評價,為項目決策和建設方案的比選提供科學依據。公路建設項目在決策時,按照要求對不同的方案進行經濟合理性和財務可行性評價,為項目決策和建設方案的比較提供科學依據。其中用項目的經濟費用與財務費用來

31、作為具體的評價指標。經濟費用是衡量國民經濟為項目的興建與經營所付出的代價,衡量由于執行一個項目而帶來的國民經濟收入減少及各類資源的消耗,以作出合理的宏觀決策或調整政策。而財務費用衡量的是在執行項目過程中所有資金現值收支代價,僅站在投資者的角度考慮。公路設施的國民經濟評價分析主要是費用投入與后期效益的體現上,評價的運營期按20年設計使用壽命計算,是一種宏觀經濟的理論性評價。財務評價中主要的相關費用是工程建設期和運營期的費用。但在實際的建設中,由于我國公路的建設與運營管理相分離,工程建設項目實行招標投標制,基本上以較低標底為中標要求。因此,幾乎所有的建設單位提出的設計施工方案通常考慮的建設費用都是

32、建設期間發生的所有成本,并不包括運營期的維護費用及使用者成本,在投標過程中建設期間的很多正常成本也由于市場競爭的需要而有所降低。2.2全壽命周期成本理論全壽命周期成本理論包括全壽命周期成本分析和全壽命周期成本管理。全壽命周期總成本包括初始投資、運營和維護成本、替換成本等。通過研究歷史成本和現行成本來預測未來的成本是全壽命周期成本理論的核心內容，比較各種可選方案或者進行資產評估是全壽命周期成本理論的直接目標，最終目的是實現全壽命周期成本最小或者全壽命周期利潤最大化。本文主要應用全壽命周期成本分析對設計方案決策進行指導。全壽命周期成本理論主要有如下特點：(1)全壽命周期成本理論的基本理念:具有最小

33、的初始投資不作為方案的優選的唯一標準；它是一種面向成本的技術，為決策者提供基于數據化處理的決策支持。通常情況下，整個壽命期的成本不考慮政治、美學、安全、環境等因素，由于這些因素的成本和收益無法明確計算。(3)全壽命周期成本理論與價值工程的區別:價值工程是一種效益管理工具，其主要內容是功能分析，是一種面向功能的技術。而全壽命周期成本技術是一種效益評估工具，一種面向成本的技術，在價值工程分析過程中可應用全壽命周期成本進行分析。(4)全壽命周期成本理論與可行性研究的區別:最初的全壽命周期成本理論是可行性研究的一部分，在可行性研究當中予以應用。隨著全壽命周期成本理論的發展，它并不僅應用于可行性研究階段

34、，它還可以應用于項目的實施和運營階段。(5)全壽命周期成本理論在項目實施過程中能夠動態的控制項目成本。在建設項目的實施階段，通過比較實施成本與預測成本之間的差異，不斷修正前期的成本分析報告及結論，以此來指導后期的建設項目成本控制，在成本控制方面發揮著重要作用。2.3全壽命周期成本理論在設計階段的應用全壽命周期成本理論的最初目的是在項目可行性研究階段，在滿足一定的經濟收益的各個方案中，選定全壽命周期成本最小的方案。但是隨著理論的發展和項目的推進，將全壽命周期成本理論僅用于可行性研究階段顯然無法滿足需要，應將全壽命周期成本理論貫穿于項目的整個建設項目中，即在項目建設的全進程進行全壽命周期成本分析(

35、Life CycleCost Analysis，簡稱LCCA)。對于公路全壽命問題的研究主要集中在全壽命的使用性能及經濟性兩個方面，其中全壽命使用性能的本質是公路路面耐久性問題，而全壽命經濟性的本質是公路投資的最優化問題。在設計階段對公路項目進行全壽命周期成本分析尤為重要，分析和比較不同的設計方案，以便確定這些方案對于項目全壽命周期的經濟影響。當然，試圖評價所有的方面是不可能的，面面俱到的評價反而會降低節省成本的可能性。應該對那些影響成本較大的且效應較大的方面進行評估。隨著全壽命周期成本分析技術不斷的完善，進行評價和分析也變的越來越容易，進而促進了其他方面的深入研究。對于成本控制而言，設計階段

36、的全壽命周期成本分析是非常有效的，尤其在初步設計階段更為有效，因為與設計接近完成時相比，在初步設計階段進行變更非常容易；而在詳細設計階段，即使發現成本問題有待改善，設計師也不愿意重新設計，因為在詳細設計階段變更的阻力非常大，哪怕只是部分的重新設計，也會打亂設計的整體部署。2.4全壽命周期理論與傳統方法對比傳統的公路建設項目經濟評價是根據國民經濟發展和有關技術經濟政策的要求，結合工程技術和交通量預測情況，計算項目的投入費用與效益，通過對多種經濟指標的分析，對擬建工程項目的經濟合理性做出評價，為項目決策和建設方案的比選提供科學依據。在實際的公路建設中，在設計階段進行相關方案選擇時，沒有對于不同養護

37、策略的成本分析，對環境產生的影響即產生的環境成本也沒有考慮。在運營階段，只考慮經濟效益而沒有考慮到用戶成本、延遲成本和意外風險所帶來的費用成本。這樣就容易造成營運費用過高，使得公路造價持續上漲。因此，全壽命周期成本分析方法對于公路這種長期的項目來說是非常必要的，主要表現為以下幾個方面：（1）傳統項目中，業主往往最先考慮初始建設成本，而忽視營運期間成本，公路作為公共基礎設施，其投資是一次性的，如果方案選的不好，營運期間的成本將會是一個很大的數字，不僅得不到預期的收益，還給業主帶來沉重的負擔。（2）全壽命周期成本分析強調了業主與一些功能性成本項目之間的關系，可以評估初始建造成本和長期養護成本之間的

38、協調與平衡。例如：削減研究勘測成本、設計成本可能會導致以后壽命周期內的養護成本的增加，因為未能滿足其允許的質量表現水平。而且，全壽命周期成本分析始終強調綜合經濟效益，從成本數據來直接觀察各種成本之間的關系，可以認為只有當公路全壽命周期成本減少時，才能達到公路建設項目中所有成本之間的平衡，才能獲取最大的投資利益。第三章 LCC的基本理論與實踐3.1 LCC的概念全壽命周期成本（LCC）理論包括生命周期成本分析和生命周期成本管理兩個內容，生命周期成本分析用來計算建設項目的生命周期成本，主要用在建設項目的投資決策階段，作為一種投資決策的分析工具，它從項目的長期經濟效益出發，全面考慮項目的規劃、設計、

39、建造、購置、運行、維護、更新、改造直至報廢的全過程成本，追求項目一生所耗成本最小；生命周期成本管理是在建設項目整個生命周期的各個階段對全生命周期成本加以控制，確保全生命周期成本最小化目標的實現。本文主要應用全壽命周期成本分析指導方案決策。3.2 LCC的基本要素1初始成本與未來成本初始成本是一種準備成本，包括從項目機會研究開始到項目竣工并投入使用前所有成本；未來成本指項目投入使用后到項目報廢為止發生的費用。2壽命周期產品壽命的含義有物理壽命、折舊壽命、技術壽命、經濟壽命幾種。物理壽命是指產品從全新狀態投入使用開始，到其不能再被使用并報廢為止的全部時間，亦即產品的實際壽命，它的長短與維護保養有關

40、。折舊壽命是指根據規定的折舊原則和方法，將產品的原值通過折舊的形式轉入產品成本，直至帳面凈值為零的全部時間，其長短取決于計提折舊的規定。技術壽命是指產品使用過程中維持其自身價值而不顯陳舊落后的全部時間，其長短與技術進步有關。經濟壽命是指產品從使用開始至由于磨損導致繼續使用在經濟上不再合理的全部時間。產品的實際壽命在制造與購置時無法預測，在分析計算時不能作為評價依據；折舊壽命只是一個帳面壽命，不具備任何實際意義，也不能作為評價依據；技術壽命與經濟壽命對確定方案決策時的項目計算期有著十分重要的作用。合理確定項目計算期是全面、正確計算全壽命周期成本的前提。一方面，高速公路計算期不能太長，不需要根據其

41、實際存在時間計算；另一方面，計算期不能太短，在項目的效益尚未充分發揮時就假定它終止，其計算結果不能正確反映實際情況。每條高速公路全壽命都包括：投資機會研究期、設計期、施工期、運營期，但是其具體時間不同，應視項目具體情況而定。本文 LCC 中全壽命計算期主要依據技術壽命與經濟壽命，并在此基礎上進行延伸，始于項目機會研究，止于項目最終報廢。我國公路具體使用壽命期如表 3.1。表 3.1 公路設計年限表公路等級 面層類型 設計年限(年) 設計年限內累計標準軸次（萬次/一車道）高速或一級 瀝青混凝土 15 >400高速或二級 瀝青混凝土 12 >200高速或二級 熱拌瀝青碎石 10 100

42、200高速或二級 瀝青貫入式 10 100200高速或三級 乳化瀝青碎石 8 10100高速或三級 瀝青表面處治 8 10100高速或四級 泥結碎石 5 10高速或四級 級配碎石 5 10高速或四級 半整齊石塊路面 5 10高速或四級 粒料改善土 5 103折現值為了精確地組合初始成本和未來成本，必須準確計算出所有成本的現值。有些初始成本被認為在研究期的基年發生，其現值就等于他們的實際成本。當初始化成本的發生時間和未來成本發生的時間不同時，就要用時間與折現率將其折現。由表3.1可知，不同面層的高速公路設計壽命不相同，為了便于比較，本文參考上述壽命期，選取高速公路使用壽命期為30年，使用前期時間

43、視工程具體情況而定。折現率是對資金時間價值的估值，是用以將技術資產的未來收益還原(或轉換)為現在價值的比率。各類投資項目一般采用有關專門機構或行業規定的折現率。如果沒有行業規定，則由項目決策人員設定。設定方法：一是參考本行業一定時期的平均收益水平并考慮項目風險因素確定，二是按項目占用資金成本加一定的風險系數確定。一般來說，社會折現率根據經濟發展多種因素綜合測定，可作為經濟內部收益率的判別標準，在方案比較時多采用當前社會折現率。3.3 LCC的應用意義目前在發達國家中，全壽命周期成本在理論上和技術上已日趨成熟。1999年在瑞典進行的調查中，有66%的調查對象不同程度地應用了壽命周期成本。在美國，

44、鑒于有用4座橋的費用維持1座橋的深刻教訓，美國已經特別強調適當增加初始投入以減少后期的巨大開支。美國LCCA委員會指出，實行LCCA的目的就是“減少后期投資、提高項目質量與性能”。美國混凝土學會（ACI）戰略部與幾個單位聯合研制出LCCA365應用軟件，首先用于氯鹽環境中各種防護措施選用，預測壽命與成本的評估。處在氯鹽環境中的常規混凝土（不采取防護措施），雖然初建費是低一點，但大約15年便開始第一次修復工程，40年內要修復4次，修復費約為初建費的4倍（這與美國橋梁的實際情況相符合）；而采用加鋼筋阻銹劑同時摻硅灰的方法，40年內不用修復，初建費略有增加，60年的總費用較之“常規”至少節約70%！

45、美國 VeteransAffai(簡稱VA)機構負責全國172家醫療中心共2000棟建筑的運營及維護，VA機構采用40年分析周期，5%的折現率進行全壽命周期成本分析發現，運營及維護費用是建造費用的7.7倍。武器系統的全壽命費用往往是一個巨大的數字，如美國1981年的國防預算草案中，僅武器系統的使用保障費用就高達492億美元。因此近 20 多年來，各國的使用方和研制方、生產方都對武器系統的全壽命費用給予了極大關注。研究結論是：在武器系統的研制過程中，應強調按照全壽命費用設計(即DTC)，并實行全壽命費用管理。根據DTC的設計思想，費用指標是與性能指標是同等重要的設計參數，應將二者綜合權衡，不能滿

46、足費用指標的設計將被視為一個失敗的設計。費用不再只是設計的結果，而應該是設計的依據。由于實行了DTC，20世紀80年代初，美國國防費用中武器系統使用與維護費用所占的比例開始逐年下降，到1982年已低于采購投資費用，重大武器系統的費用年增長率也由1972年的平均6%，下降到1980年的3.9%，按費用設計對于控制全壽命費用的有效性得到了證實，武器裝備的費用效能比得到了大幅提高。總之，全壽命周期成本理論是工程項目投資決策的一種分析工具，是一種用來選擇決策備選方案的數學方法，是建筑設計的一種指導思想和手段，是可以計算工程項目整個服務期的所有成本(以貨幣值)，直接的、間接的、環境的等等，以確定設計方案

47、的一種技術方法，全壽命周期成本是一種可審計跟蹤的工程成本管理系統，全壽命周期成本理論合乎潮流（建立節約型社會），符合可持續發展，兼容考慮短期效益與長遠利益的關系，且有巨大的長遠經濟效益。3.4現階段方案決策中LCC體系及其分析雖然在國外LCC理論已應用比較成熟，但是對LCC成本體系沒有統一的公式。美國預算局所下的定義是：LCC是大型系統在預定有效期內發生的直接、間接、重復性的、一次性的及其他有關的費用，它是設計、開發、制造、使用、維護、保障等過程中發生的費用和預算中所列入的必然發生的費用的總和。在國內，全壽命周期成本理論應用剛開始，根據可查資料有兩種成本體系：（1）第一種把全壽命周期成本按時間

48、來分，分為初始化成本和未來成本，而未來成本又分為兩個范疇，一次性成本和重復發生的成本。重復發生的成本包括維護成本修理成本、運行成本、管理成本等等；一次性成本包括改建成本、大修成本等。圖 3.2 壽命周期成本分類其全壽命周期成本公式簡單如下：全壽命周期成本=初始化成本+一次性成本+運行+維護+修理+管理-殘值（2）第二種借鑒了戰略成本管理、作業成本管理、制度成本管理等成本管理理論的先進管理思想，以 LCC 為主線，以電網資產形成點為分界點，將企業總成本劃分為戰略成本、作業成本和制度成本三個階段。圖 3.3 三階段成本在 LCC 中的位置其全壽命周期成本公式簡單如下：壽命周期成本=戰略成本+作業成

49、本+制度成本-殘值上述現階段存在的全壽命周期成本體系，美國所定義 LCC 成本體系主要根據武器設備定義；我國第一種成本體系泛指所有工程全壽命周期成本體系，且對未來成本考慮不全；第二種成本體系依據電力系統定義。三種成本體系因對象不同而有所區別，各有優點，但是沒有一個具體針對高速公路的全壽命周期成本體系。因此本文參考三者觀點，結合現階段我國高速公路建設特點，建立高速公路全壽命周期成本體系。圖 3.4 前文思路第四章 全壽命周期成本分析模型4.1全壽命成本分析的作用及特點全壽命周期成本分析本質上講，是在工程結構項目全壽命周期內考慮所有的成本及效益，以追求并努力實現全壽命周期內的總收益最大化或總成本最

50、小化，從而達到指導決策的目的。它是經濟評估的一種形式，結合工程結構項目特色，主要包括以下幾個方面：1）全壽命周期成本分析是工程項目投資決策的一種分析工具。它采用數學的方法來決策不同的方案和措施，具有決策支持工具的地位和作用，可以指導人們自覺地、全面地從工程項目全壽命周期出發，綜合考慮項目的所有成本及效益，從多個可行性方案中，按全壽命經濟最優原則，選擇最佳投資方案，從而實現更為科學、合理的投資決策。2）全壽命周期成本分析是工程結構設計及施工的一種指導思想和手段。它可以計算工程項目全壽命期限內的所有直接的、間接的、社會的、環境的成本，自覺地、全面地從項目全壽命周期出發，以優化設計及施工的方案，指導

51、建筑材料及設備的選擇，以便在確保工程設計質量可靠的前提下，降低項目的全壽命成本或提高全壽命收益。3）全壽命周期成本分析是實現工程結構項目運營期有效管理的重要手段。通過工程項目全壽命經濟最優為原則確定結構運營期的檢測、維護、維修、加固、更換甚至廢除等措施的具體方式及時間的決策。綜上所述，全壽命周期成本分析具有以下幾個明顯的特點：1）全壽命周期成本分析研究的時域是工程項目的整個壽命周期，包括決策階段、設計階段、實施階段、運營老化階段和項目廢除階段，考慮的時間范圍更長，也更合理；2）全壽命周期成本分析的目標是工程項目全壽命周期收益最大化或成本最小化；3）全壽命周期成本分析的各項經濟要素是指工程項目全

52、壽命周期內的所有成本及效益。4.2全壽周期成本分析模型的建立4.2.1 全壽命周期成本體系構建原則高速公路路面全壽命周期產生成本構成復雜，為使決策成本體系盡可能客觀性、科學性，應從眾多的成本活動中選出具有代表性的指標構建成本體系，這應遵循一定的原則。（1）完整性原則所建立的成本體系應該能夠全面地反映高速公路各方面的成本，只有這樣才能全面考慮所有成本。（2）非相容性原則各個成本指標之間不能相容，既不能相互替代或包含，這里應強調的是相容性和相關性的區別，相關性不等于相容性，指標體系中允許相關指標的存在，是因為某些指標存在很強的相關性，但是它們從不同側面反映了研究特征，因而是允許的。（3）客觀性原則

53、成本指標的選擇必須具有科學的理論依據，選擇指標時，一定要站在客觀的立場上，使所選指標真正反映出對象的客觀面貌。（4）簡潔性原則選擇成本指標，應盡量做到簡單明了。如果各決策方案在某屬性下的取值相同或者相差甚微，則用該屬性區分決策方案幾乎是完全無效，因此減少決策變量的個數，減少工作量，應該把該屬性從屬性集中刪除。其作用表現在：可以避免混亂，易于使人們從負責的信息中理清頭緒，抓住關鍵；可以大大減少工作量，便于計算分析，并使方案間的權衡和決策簡單易行。（5）規范性原則選擇指標時，應盡量采用常用范圍內的指標，主要因為：具有通用性，便于規范計算；為收集數據資料帶來方便，與此同時，也可以一目了然地看出各個方

54、案相同指標的差異。（6）與環境、資源相協調，眼前利益和長久利益相結合的原則。4.2.2 全壽命周期成本體系全壽命成本根據不同的性質可具有不同的劃分。對于我國高速公路路面全壽命成本分析，國內學者做了大量的研究。本文參考同濟大學許志鴻教授的研究成果，將高速公路路面全壽命周期成本劃分為建設初期成本、日常養護成本、維修改造成本以及用戶成本，詳細的劃分，如圖 4-1所示。圖 4-1 全壽命成本構成1）建設初期成本初期修建費是指按照設計修建路面所需要的費用。在全壽命周期成本分析中，可以根據設計的路面結構，按照公路工程預算定額及建設年當地的材料費用單價來估算。項目費用是項目價值的貨幣表現，項目價值又是以項目

55、費用為基礎，交通項目自身特點對項目費用差異影響比較明顯。一般來講，初期建設費用的構成主要有三部分：首先是建筑材料、構配件及其它固定資產等按照一定比例折舊的費用；其次包括勞動者的薪酬以及必要的其他消耗費用；最后包括為承包人的所得利潤以及向國家繳納的稅金。參考我國現行規定與已有的實際工程模式，工程費用由直接費用、間接費用、利潤和稅金組成。直接費用直接費用一般指完成公路建設項目過程中，直接在工程項目中有所體現的費用，即直接使用生產資料轉移而產生工程實體所投入的費用。直接費用的影響因素包括設計水平、施工方法、定額及費率等因素。間接費用間接費用一般指完成工程項目過程中間接發生的費用成本，由施工管理費和其

56、他間接費用所組成。利潤影響工程費中利潤的因素較多，一般來說取決于承包的人的施工管理水平、投標水平及合同管理技術。一般標底編制中，預算工程費中的利潤是按平均利潤率確定的；投標人報價時，按照自己的想法與策略確定利潤額度，而實際利潤的多少，則受限于合同價及承包人控制工程實際成本的能力。由于合同預先定價決定了工程價值的大小，因此工程利潤的高低就自然取決于工程實際費用的多少。稅金稅金是指根據國家法律法規，應計入建筑安裝工程造價內的營業稅、城市建設費和附加教育稅，有固定的數額標準供參考。2）日常養護費用養護費是指：為了延長路面使用壽命，保證路面使用性能，在日常運營中對公路進行的預防性養護和修補所產生的成本。日常養護費用是高速公路運營管理過程中，最重要的日常支出之一，其費用額度的大小受很多因素影響，比如養護水平的高低、路面行駛交通狀況、路面破損狀況以及日常天氣狀況等等。路面養護工作量隨著公路等級、路面類型、環境條件和交通量等影響因素而變化，養護費用也隨之發生相應的變化。3）維修改造成本維修改造成本是指：高速公路路面行駛質量較差，基本不能滿足現有的行車要求，需要對其進行