基于价值工程的路面结构选择

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2010-12-30 08:52 热度:

  摘要:为解决对高速公路路面结构选择问题,首先基于价值工程理论,分析和定义了路面结构的功能和系数;其次运用工程寿命周期成本理论计算了不同路面结构方案的年费用成本,计算出了不同路面结构方案的成本系数;最后得出不同路面结构方案的价值系数。研究表明:通过实施价值工程理论,提升了路面结构选择的科学性,降低了工程成本。
  关键词:价值工程,评价方法,道路工程,路面结构,应用
  0引言
  路面结构是高速公路的主要组成部分,是道路使用功能的主要载体。我国高速公路建设取得了长足进展,但是伴随着高速公路建设出现的路面早期损坏问题日益突出,严重影响了路面的车辆行驶的舒适性,造成了巨大的经济损失。造成路面早期损坏的原因很多,其中路面结构选择的不合理是一个很重要的方面。而实际工作中,路面结构的选择仅仅依靠设计人员的定性评价或单一技术经济评价来确定,缺乏一种综合有效地技术经济评价方法。结合保沧高速公路路面结构选择这一应用实例,探讨价值工程在路面结构选择中的应用。
  1价值工程
  价值工程简称VE,又称为价值分析,是着重从对象的功能—成本的匹配关系出发,分析对建设产品进行功能分析,以较低的总成本,可靠地实现产品的必要功能,从而提高产品价值的一套科学技术经济分析方法。这里的“价值”是功能和实现这个功能所耗用(成本)的比值,其表达式为:
  
  式中:V——价值系数
  F—功能(建设产品所具有的特定职能和用途)系数
  C——成本(为达到功能要求所花费的全部成本)系数
  依据价值工程原理,价值工程分析采用一下步骤:
  1.jpg
  价值工程分析是一种十分有效的技术分析方法,特别适合于工程设计阶段的多方案选择问题。本文以保沧高速公路路面结构的选择为例,研究了价值工程分析法在路面结构选择中的作用。
  2工程案例
  2.1工程背景
  保沧(保定至沧州)高速公路是河北省“五纵六横七条线”高速公路网中的“第五线”,是连接保定、沧州两市的高速通道,设计时速120公里/小时,为双向四车道高速公路,全长122.5公里。在初步设计阶段同道路工程设计人员根据交通量和力学计算结果拟定出了三种路面结构(路面结构见表1),然后应用价值工程理论进行分析和选择。
  路面结构方案表1
2.jpg  结构
  形式 面层 上面层 4cm细粒式沥青混凝土 4cm细粒式改性沥青混凝土 4cmSMA沥青混凝土
    中面层 6cm中粒式沥青混凝土 6cm中粒式改性沥青混凝土 6cmSMA沥青混凝土
    下面层 8cm粗粒式沥青混凝土 8cm粗粒式沥青混凝土 8cm粗粒式沥青混凝土
   基层 36cm水泥稳定砂粒 36cm水泥稳定砂粒 30cm沥青稳定碎石
   底基层 40cm石灰稳定土 40cm石灰稳定土 40cm石灰稳定土
  2.2功能定义和分析
  由设计院对道路结构的功能进行定义和分析后,根据道路结构功能及自身特点即从整体布局、使用寿命、温度稳定性、行车舒适性、抗滑耐磨性、施工难易程度、养护难度、对路面结构的功能进行定义。这7种功能在道路总功能中处于的不同地位。为度定不同功能的重要性系数,以设计单位、用户、施工单位三家加权平分法综合评分。设计单位权数为60%;用户(主要是机动车司机)30%;施工单位定的权数为10%。功能系数评分见表1。
  功能系数评分表表2
3.jpg
  对四个方案功能满足程度进行评分,见表3,采用十分制加权评分法,确定每个方案功能的综合评价系数,见表3.
  各方案综合评分表表3
 4.jpg

  2.3成本指数计算
  工程寿命周期成本(LCC)是指工程项目从项目构思到项目建成投入使用直至工程寿命终结所发生的一切可直接体现为资金耗费的投入总和。寿命周期成本由设置费(建设成本)及维持费(使用成本)构成。方案由技术经济人员结合LCC的计算方法,对各路面结构方案进行成本计算。
  (1)建设成本计算
  根据保定和沧州地区的地理状况、自然条件及多年来道路使用的实际情况,依据现行的有关预算定额及市场指导价,经计算,三种方案路面结构建设成本现值分别为:方案一:187.2元/m2;方案二:219.7元/m2;方案三:253.4元/m2
  (2)养护成本计算
  在备选的三种路面结构方案中,寿命期内折现系数为12%,残值率取5%。道路在运营期的养护用费主要包括:管理费、养护费、大中修理费等,三方案年使用费平均分别为:方案一:5.5/m2;方案二:3.20/m2、2.4元/m2.
  (3)各方案寿命期内年费用计算
  A1(方案一)=-+养护费用=187.2×95%×+5.5
  =31.47+5.5=36.47元/m2
  A2(方案二)=-+养护费用=219.7×95%×+3.2
  =33.69+3.2=36.89元/m2
  A3(方案三)=-+养护费用=253.4×95%×+2.4
  =35.34+2.4=37.74元/m2
  (4)计算各方案成本指数。
  根据成本指数=方案成本(各方案成本),得出:
  C1(方案一)=36.47/111.10=0.328
  C2(方案二)=36.89/111.10=0.332
  C3(方案三)=37.74/111.10=0.340
  2.4各方案价值指数(V)计算
  根据以上分析得出的方案功能指数及成本指数,计算各方案的价值指数(),计算结果如下:
  V1(方案一)=0.287/0.328=0.875
  V2(方案二)=0.327/0.332=0.985
  V3(方案--)=0.385/0.340=1.134
  2.5方案评价
  由各方案价值指数计算结果来看,方案的价值指数评价排序为V3>V2>V1,说明方案三(SMA沥青混凝土路面)较其余两方案价值指数最高,次之为方案二(改性沥青混凝土路面),最低为方案三(普通沥青混凝土路面),故路面设计比选结果选定方案三(SMA沥青混凝土路面)为道路路面结构推荐方案。
  3结论
  综上所述,在设计方案论证阶段,运用价值工程可增进设计人员的经济意识,价值工程方法对备选方案能从技术经济两个方面对各方案进行优选论证。真正实现在保证质量,满足功能的前提下,真正体现设计的节约是最大的节约。
  参考文献
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文章标题:基于价值工程的路面结构选择

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