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基于“经济-效益”指标的沥青路面养护方案
评价模型研究#
周博闻，张驰**
基金项目：教育部博士点基金新教师项目（20120205120013）；陕西省自然基金项目（2012JQ7001）；长
江学者和创新团队发展计划资助 IRT1050
作者简介：周博闻（1990-），男，硕士研究生，道路养护技术
通信联系人：张驰（1981-），男，高级工程师，道路勘测设计
（长安大学公路学院，西安 710064） 5
摘要：目前国内外在养护技术上已有了充分的研究，针对沥青路面的养护技术较多，但是在
如何判别这些养护技术的优劣，尤其是其经济性的差异上却显得研究不足。现有的研究存在
着难以进行多目标对比、理论性较强和缺少实践运用等问题，在实际的工程中可应用性较差。
本文在现有工程经济学的基础上，结合了路面残值的影响，养护投入的累积性等因素，提出10
了一个新的“经济-效益”指标，再综合时间的递增效益建立了“经济-效益”模型，对三种
养护方案进行了评价，所得结果与文献的结果基本一致。
关键词：沥青路面；养护技术；“经济-效益”指标；
中图分类号：+2
15
A Research on Asphalt Pavement Maintenance Scheme
Evaluation Model based on index of Economic-Benefit
ZHOU Bowen, ZHANG Chi
( Highway School, Chang'an University, Xi'an 710064)
20
Abstract: Recently, the pavement maintenance technology has been fully studied at home and
broad, especially the asphalt pavement; however, there has been less research on the study of how
to distinguish the advantages and disadvantages of these maintenance technologies, especially the
economy differences. Difficult to multipurpose contrast, and theoretical strong but lack of
practical application are the problems to the existing research, and also poor in actual engineering 25
applicability. Based on the existing engineering economics, combined with the factors of
pavement residual value and maintenance input cumulatively, this paper puts forward a new
economic-benefit index, build a economy-benefit model in accordance with the time increasing
benefit, and evaluate three maintenance scheme. The results are the same to this paper’s
conclusion. 30
Key words: Asphalt Pavement; Pavement Maintenance Technology; Index of Economic-Benefit
0 引言
经过近十年的高速发展，截至 2011 年底，全国高速公路通车总里程已达 万公里，
仅次于美国，位居世界第二[1]。而未来十年内，我国高速公路将从交通建设期步入管养期，35
不过目前国内外的养护技术种类数量繁多，如何评价这些养护技术的优劣已成为目前道路行
业一个重要的课题，而对养护技术的评价，主要就是对其经济性的评价。因此，建立一个科
学客观的经济评价模型就尤显重要[2]。
目前，国内外已经开展针对养护技术的经济性评价研究，比较有代表性的有：羡蓓蓓，
张超等[2]，主要通过研究路面预防性养护的效益费用分析过程中效益表征方法与分析指标，40
提出了预养护效益标准化和效益指数的计算方法，分析了合理的预养护费用分析指标，为沥
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青路面预防性养护的效益费用分析提供了参考，不过缺少实例的验证，没有对比结果，无法
确定其实用性；章静文，薛文等[3]，通过经济效益—费用比、经济净现值、经济内部收益率
三个指标构建了新的效益费用模型来对养护方案进行评价，不过此种评价仅仅能够评价已有
的路段的养护方案是否合理，无法对多种养护方案进行比选；彭琛，曾应昆[4]，从高速公路45
路面养护费用及资金优化分配两方面论述了养护项目经济分析与评价，并从养护设备及养护
技术人员的角度提出了提高经济效益的措施，但是文章单纯进行了观点的论述，并无实际的
算法和指标的提出，缺乏实用性。
综上所述，目前关于路面养护技术的经济性评价上存在一定的问题。有的方法仅能评价
方案是否可行，却不能对多方案进行优选；有的方法缺少实例论证；有的则只是进行了宏观50
叙述缺少具体的算法和指标。
文章在工程经济学的基础上结合统计学，概率论等数学方法构造了“经济—效益”评价模
型，充分考虑了道路的收益，投入和时间效益等因素，对不同的预防性养护技术的经济性能
进行了客观的评价，并以天津市 A 线的十年经济数据为例，进行了实例运算得到了此方法
下经济性最高养护方案。 55
1 沥青路面预防性养护技术
现阶段国内外在沥青路面预防性养护技术方面已经开展了很多研究，主要有灌缝、封缝，
雾封层，碎石封层，稀浆封层，微表处，热沥青罩面，铣刨热铺这 8 种预防性养护技术[5]。
目前公路的养护效益与该项目的收益有较大关系。路面养护所需费用结合路面功能、路面损
坏状况和结构承载能力、路面的抗滑能力等信息分小修保养、中修、大修和改善 4 类进行的60
资金投入，目的是更准确的制定路面养护的投资方案，保证公路在严重损坏失效和故障发生
之前，对路面及其设施的维修，提高其使用质量的可靠性和稳定性[6]。因此，每种养护方案
在投入和寿命上均有较大的区别，采用不同的养护方案，将会有不同的养护效益。
本文针对我国公路沥青路面的特点，针对上述的几种常用预防性养护技术，提出了一个
新的“经济-效益”指数，并以次指数为基础构建了“经济-效益”评价模型，对几种养护措施65
进行了优选。
2 道路“经济—效益”评价模型
“经济-效益”评价模型基础公式
“经济-效益”模型的理论基础是以福利经济理论为基础的一种经济评价方法。是把经
济行为对社会福利的全部影响和效果，折算为用货币单位表示的费用和效益。本文的“经济70
—效益”模型在上述基础上还考虑了年份的影响，通过得到每种养护技术各年度的路面经济
情况指数均值，标准差来评价各养护技术。
（1）费用净现值公式
整个模型中所有的费用,都需要考虑时间效益的影响.因此,将每个时间段的费用都统一
折现到评价周期的第一年。 75
( / , , )
(1 )i
F
P F r i
r
（1）
P—现值；
F —终值；
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r —折现率；
i—年份； 80
（2）路面养护后的残值求取公式
养护后的道路随着使用寿命的增加，其剩余价值的体现，主要和养护技术的寿命及总投
入有关。
(1 )
E
N
SV c
L
（2）
SV —残余值； 85
N —已使用年数；
EL —期望寿命/年；
c —初期建设费用现值；
（3）日常维护费用
将路面性能维持在预定水平上而进行的日常预备性保护和补修工作所需的费用。它同路90
面现有状况密切相关，路况越差，所需养护费用越高；养护费用也随道路等级、路面类型、
环境条件和交通量等影响因素的变化而变化[7、8]。它是依据：
平均养护单价=（养护总投资/设备量总面积）×养护总面积
计算而得。为便于分析，通过调查搜集养护记录和养护经验，应用回归分析方法建立天
津地区的经验日常性养护费用模型[9]，如式（3）。 95
5 10 3500 logMC AADT PCI
（3）
MC—路面日常维护费用
PCI —路况指数
AADT—年平均日交通量
（4）养护费用投入公式 100
在一个投入周期内，所有的养护费用的现值总和减去这一年路面的残值得到的总额，反
映在此路段的总使用费用。
1
1
1 1
1 1
i
iPW c iM M SV
r r
（4）
PW —养护投入现值；
iM —第 i次维修养护的费用； 105
r —折现率；
i—第 i年；
“经济-效益”评价模型具体算法
（1）各养护技术年度“经济-效益”指数
在一个投入周期内，此路段的所有收益减去投入总值比上这一年的年份值，反映此路段110
这一年的经济效益指数。
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0
( / , , )
n
i
i
i
i
b P F r i PW MC
C
N
（5）
iC —第 i年的“经济—效益”指数；
iN —第 i年；
ib —第 i年的总收益； 115
（2）各养护技术经济能力
通过对每种养护技术各年度的道路经济指数求取平均值和标准差来对比各种养护技术
的经济性优劣。平均值越高，同时标准差越低的养护方法最优。
1
1 n
i
i
E C
n
（6）
2
1
1
( )
n
i
i
D C E
n
（7） 120
“经济-效益”评价模型假设条件
采用“经济-效益”评价模型需要将不同时段的资金转换为现值，从而不叫不同养护方
案的性价比。本文采用以下原则：
（1） 分析周期为 10 年；
（2） 近十年来中国的 GDP 增速保持在 10%左右，因此假设折现率 r =； 125
（3） 所有的养护均在年初进行；
（4） 铣刨摊铺不影响道路的交通量；
（5） 各养护方案的造价及使用年限按表 1 取用；
表 1 我国高速公路养护方案单位造价及期望寿命汇总表
China's expressway maintenance program unit cost and life expectancy summary table 130
维修养护方法 单价（元/m2） 期望寿命（年）
微表处 30 3
冷铣热铺
（6cm改性沥青）
114 6
热沥青罩面
（3cm改性沥青）
76 5
3 养护技术“经济-效益”优选实例分析
天津 A 线养护经济分析
A 线现有的经济效益情况
本文以天津市北辰区某区属公路—A 线为例对不同的养护方案进行养护方案的经济—
效益比选，同时还与 A 线现有的养护方式进行对比，得出在“经济—效益”评价模型下最优135
的养护方案。
1）社会效益。社会效益是指该线正常使用为国民经济发展做出的贡献．2001 年至 2010
年，天津市的经济发展良好，GDP 增长率保持在 10%．A 公路为区域国民经济增长做出的
社会效益无法量化，但是可以把 A 公路的收益率假定为 10%，即折现率 r=；
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2）单位成本效益。单位成本效益是指将所有费用折算到每 m2 面积内进行计算，A 线的140
总面积为 104m2。
3）运营效益。综合 2001 年~2010 年 A 线运营期间的交通量和收费标准后得出的总收益，
得到的 A 线年收益数据，如表 1 所示。
表 2 A 线的年收益表（经过单位面积折算后的）[3]
A line of annual income statement( Translated by unit area) 145
年份/年 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
收益/元
现值
养护费用分析
在进行公路养护经济分析和评价时，应予以考虑的费用主要包括：
1）大修费。按设计文件和规范修建路面所需的费用表明，A线全线2001年~2010年大修
形式为热沥青罩面（3cm改性沥青）；
2）后期追加的中小维修费，为恢复路面实用性能[9]，达到某一预定水平而进行的中小150
修费用。A线的修费用如所表3所示，其他两种养护方式的使用费用分别为表4和表5所示；
表 3 热沥青罩面（3cm 改性沥青）现值费用计算表（C1）
Hot asphalt overlay (3cm modified asphalt) the present value of the fee calculation sheet（C1）
年数 投资（元/m2） 现值系数 现值/元 残余值
1 76+6（铣刨） 82 82
2 2
3 2
4 3
5 5
6 82
7 2
8 2
9 3
10 5
表 4 微表处现值费用计算表（C2） 155
The micro table at the present value of the cost calculation table（C2）
年数 投资（元/m2） 现值系数 现值/元 残余值
1 30+2（铣刨） 32 32
2 3
3 5
4 32
5 3
6 5
7 32
8 3
9 5
10 32
表 5 铣刨热铺（6cm 改性沥青）现值费用计算表（C3）
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Milling thermal Shop (6cm modified asphalt) the present value of the fee calculation sheet（C3） 160
年数 投资（元/m2） 现值系数 现值/元 残余值
1 114+12（铣刨） 126 126
2 0 0 105
3 2
4 2
5 3
6 5
7 126
8 0 0
9 2
10 2
3）日常养护费用。A线路况指数为55，将A线年平均日交通量带入式（3），计算得到
表6。
表6 A线日常养护费用表
A line from day-to-day maintenance costs
年份 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
AADT（辆） 13048 14794 15542 16370 18750 19469 20243 21453 22545 23735
MC（元/m2）
现值（元/m2）
165
4）费用总投入。A线每年的养护费用总投入，由式（4）可得到表7数据。
表7 三种养护方式每年养护总费用
Three conservation methods Conservation of the total cost of a year
年份 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
C1 82
C2 32
C3 126 126
基于 A 线的各养护技术评价
1）三种养护技术年度“经济-效益”指数 170
对于上述三种养护方案，由前文所得到的养护总投入、道路总收益值，通过公式（5）
计算得出的三种养护技术十年来的“经济-效益”指数值，总结为图 1。
图 1 三种养护技术各年“经济-效益”指数曲线
Three conservation technologies “Economy-effective” exponential curve 175
2）三种养护技术经济性分析
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根据公式（6）、（7）得到三种养护技术的经济性指数
1=E ， 1=D ；
2 =E ， 2 =D ；
3=E ， 3=D ； 180
首先，由图 7 可知，三种养护方法的“经济-效益”曲线有一定的差异，在 01-04 年间，
三种养护技术的的“经济-效益”非常接近，直到 05 年微表处进行第二次投入后，其“经济-
效益”指数才有较其他两种养护方式有较明显的提高，之后均保持较大的差别。可以认为在
养护的前几年，三种养护技术均有较高的经济性，但在较长的时间段内，微表处有更大的优
势。其次，由公式（6）、（7）所得结果论证可得， 2 1 3C C C ，即微表处相比于其他两185
种预防性养护方式具有更优的经济性，较 A 线目前所使用的热沥青罩面技术有较大的优势，
因此，可以考虑在未来的养护过程中改用微表处。
4 结论
1）本文在工程经济学的基础上，综合考虑了路面残值的影响和养护投入的累计性创新
的提出了一个新的“经济-效益”指标。再根据时间的递增效益，结合统计学法构建了新的“经190
济-效益”评价模型，从经济的角度对不同的养护方案进行评价。
2）文章在已有的实际案例数据下，对三种不同的养护方案进行对比计算，得到了每种
养护方案的具体“经济-效益”值，所得结果与文献[10]所提供的结果基本一致，表明其合理可
行，同时该方法具有一定的普适性，因此也可扩展到其他方案评价中。
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[参考文献] (References)
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