路面预防性养护及寿命周期成本分析方法完整

路面预防性养护及寿命周期成本分析方法完整
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路面预防性养护及寿命周期成本分析方法
朱伟雄
摘要：简要介绍预防性养护理念和预防性养护措施，以及寿命周期成本分析方法在道路项目方案比选中的应用。

阐述预防性养护与寿命周期成本分析的关系，应用寿命周期成本分析方法进行预防性养护策略方案的效益及成本分析，通过案例分析阐述寿命周期成本分析计算方法。

公路路面养护一般分为日常养护、矫正性养护、预防性养护等。

通常意义上的养护都是指被动式的矫正性养护，即哪里路面出现破损，就优先进行维修，或称之为“破者优先”(Worst First)模式。

而预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略。

预防性养护实际上是业主对道路的又一次成本投资，成本属于整个寿命周期成本的一部分，成本发生的时间段为整个运营期。

为了合理地进行投资，获取最大收益，道路管理者就需要对道路的整个成本进行优化，特别是运营期的成本投入。

因此，业主想通过优化选出最具成本效益的养护策略计划，而这个养护方案的效益分析就应选用合适的工具来进行。

当前，最为常用的就是寿命周期成本分析法，它比较适合分析长期投资的项目方案。

对于这种投资，管理部门不仅要考虑到道路的技术效果，还要考虑经济效果。

寿命周期成本分析法主要用来评价经济效果，即评价项目合理或有效利用现有资源的程度。

本文介绍预防性养护与寿命周期成本分析方法的关系。

1 预防性养护及其主要措施
路面预防性养护概念是美国在20世纪90年代初提出的。

基本理念是：(1)让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况；(2)在适当的时间，将适用的措施应用在适宜的路面上。

预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的
计划性。

而矫正性养护一般是修补路面的局部损害或对某些特定病害进行养护作业，适用于路面已经发生局部的结构性破损，但还没有波及全局的情况，是一种事后、被动的养护方式，治标不治本，各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏，最终导致昂贵的修复(大修)工程。

目前用于柔性路面预防性养护的措施主要有：雾封层，石屑封层，超薄冷拌封层(稀浆封层、微表处、开普封层)，薄层及超薄热沥青罩面(密级配混合料、OGFC开级配磨耗层、多孔隙路面、SMA、Novachip 超薄粘结磨耗层、封缝)等。

2预防性养护与寿命周期成本分析
预防性养护的核心就是采用最佳成本效益的养护措施，评估这些措施成本效益的关键方法就是寿命周期成本分析。

所谓寿命周期成本分析(Life—Cycle Cost Analysis，简称LCCA)，主要是基于某个合理的基础经济指标，对2个或2个以上的备选方案进行比较。

综合考虑备选方案在整个使用年限内(从实施开始到最终丧失使用功能为止)的所有费用，包括建设成本、养护成本以及用户成本，并对其进行分析，选出能在使用年限内提供必需的性能且成本最低的方案，即寿命周期成本最低。

LCCA法主要用来评价经济效益。

因此，被分析的这些方案本身都应具有2个最基本的特点：一是让状态良好的道路保持更长的时间；二是措施的实施应在合适的时间和合适的路面。

而且由于这些预防性养护措施都是主动性养护策略，对业主来说是一种提前投资。

所以希望所投入成本能发挥到最佳经济效益。

LCCA在对成本效益进行对比分析时，对象是养护方案。

对同一条道路在同一时间采取的措施方案如果不一样，造成道路的性能变化就不同，从而延长的道路寿命长短也会不同，相应的成本效益也会不同。

一
般养护方案的比选主要有3个步骤：
(1)采取的方案能够提高路面性能
路面性能包括舒适性、便利性、安全性或者是寿命周期成本的高低。

如果一套方案对上面这些方面都没有任何改善的话，这样的方案就没有理由被采用。

(2)备选方案的成本效益
评价养护方案的效益应该包括对路面性能的评价，而不需对处理方案本身的性能进行评价。

例如，假设在某一路面上要做封层，这时在成本效益分析时应该是将这一路面在进行封层处理后的寿命与另一相似的而未进行封层处理的路面寿命进行比较。

封层本身的寿命可能也就只有5年左右，然而它可能会将路面的寿命延长10年。

同样，如果实施裂缝封补而使得路面寿命额外延长了若干年，那么在决定养护方案的成本效益性能时就应该考虑路面寿命延长产生的价值。

(3)选择最佳养护方案
一旦处理方案的成本效益被确定后，便可根据这个指数选出最好的材料以及最为先进的施工技术。

3 LCCA法对预防性养护策略方案的效益分析
预防性养护措施对道路的寿命延长是指当采取养护措施后，路面的性能值提高使得性能衰减到某个水平值的时间推迟出现的时间长度。

在实践中，一些常用预防性养护措施能延长的寿命总结如表1所示。

预防性养护措施实施后的成本效益变化，主要体现在对路况质量的提高和为后期的养护节约成本，而对路况的质量提高可以通过与不采取任何措施状况下的路况质量做对比。

图1所示为采取养护后的性能衰减趋势和不采取养护措施的性能衰减趋势。

采取预防性养护措施的成本效益关系可以通过图2、图3表示出来。

从图2可以看出，当路况随着时间逐渐衰减，特别是当道路的性能很低时，养护费用成本一般都很大；
而在正确的时间采用合适的预防性养护措施后，路况性能有所提升，养护成本会减少且路面的寿命也会相应延长，大修的时间也会推后，次数也会相应减少。

从图2中还可以发现：在路面经历了75％的设计寿命，其质量下降40％时，进行预防性养护，假如要花l元钱；如果等路面质量下降到80％，亦即其剩余寿命仅为12％时才进行养护，那么这时通过大修所得到与进行预防性养护所得到相同的路况时所需的费用就为4～5元或更多。

更为重要的是，路面质量在很短的时间内就下降了40％，而路面剩余寿命也迅速从60％下降到18％。

推迟路面的养护将会面临着路面的大修和重建，这不仅使路面长期处于较低的服务水平，还会造成寿命期的高费用。

如图3(a)，如果在路面状况不太好时(新建后第15年)选择罩面(大修)1次，罩面的价格为8万元，则30年的寿命期内的养护维修费用为8万元。

如果选择路面状况较好时就进行表面处理，如图3(b)所示(微表处预防性养护措施2次)，其价格每次为2万元，则在服务期内的养护费用为4万元，但后者可以使路面长期保持在良好状态。

4 LCCA法对预防性养护方案的成本分析
一套预防性养护方案，包括多种养护措施，不同措施对道路性能的改善也不同，因此产生的成本效益也会不同。

为合理选择这些措施形成一个最佳策略，就需要对其进行优化分析，分析的核心就是对这些措施的成本进行估算分析，即将不同时间点的成本放在同一个基点进行折算，它是对整个道路建设项目进行寿命周期成本分析的一部分，而一条道路的整个寿命周期成本发生的过程可用图4表示。

一个道路建设项目的寿命周期成本即总成本就是图4中初始建设、大修、养护所有成本的总和，而初始建设成本、大修成本、养护成本都主要包括材料费、人工费以及现场管理费用，其中大修和养护成本中还涉及到一个现场交通控制的费用。

在分析某单个养护措施的成本时，可划分为3部分：实施时所需的业主成本；实施养护时给用户带来不便所造成的用户延期费用成本；安全费用成本。

其成本表达式为：
式中，MC为每种类型的养护方案实施所需要的业主成本；DC为由于采取养护造成的用户延误成本；SC为由于进行养护所需要的安全成本；N为寿命周期长度；PWF为折现率；Xij等于1，指方案j在第i 年内使用，等于0则不被采用。

整个成本计算过程中，除了对业主成本、用户成本计算外，还要计算残值。

期末残值可能为正，也可能为负。

正值代表材料仍可利用，而负值代表处理残余材料的费用比材料本身的价值还要高。

可以用计算期末残留的路面材料价值来估算，或者可用初始费用的百分比来估算，它是根据路面残余寿命的百分比或以往经验及历史资料推算的。

5 LCCA分析计算方法
采用LCCA对养护策略方案的成本进行评估时，一般采用考虑资金的时间价值，把不同方案各种现金流量折算在同一基年下的净现值后进行比较。

例：某一项目有2个初始方案，方案l的初期建设费为800 000元，20年后的修复费为200 000元，30年后的期末残值为100 000元；方案2的初期建设费为600 000元，第12年及22年的修复费分别为300 000元和200 000元，30年后的期末残值为60 000元。

分别采用不同的折现率时，其成本总额结果有明显的差异(表2)。

计算过程如下：
当采用3％折现率时，方案1的成本比较低；而采用5％折现率时，方案2的成本比较低。

这时，方案的选择完全受到折现率的影响。

分析期也是现值法中一个很重要的影响因素。

计算成本时，首先要确定折现率和分析期。

采用现值法进行分析，要求每个方案的分析期相同才能进行比较，设计寿命相同时(即设计成同等交通量下具有相同的使用寿命)，新建设计方案可以在相同的计算期内很容易地进行比选。

但事实上这种情况很少，大多数情况都在不同的设计寿命期方案间进行比较分析。

特别是在采取预防性养护措施后，路面寿命延长，设计方案的寿命就会不同。

在以下3种情况下，采用不同的方法来确定分析期：
(1)假定各个方案不断重复实施，直到所有方案都一致达到设计寿命，从而将各方案设计寿命的最小公倍数作为分析期。

例如，某一项目的水泥混凝土路面方案预估寿命为18年，而沥青混凝土路面方案预估寿命期为12年，这2个方案可以在36年的计算期内进行比较。

其中，水泥混凝土重复实施1次，而沥青混凝土重复实施2次。

(2)对一个或多个方案增加未来的修复使用期，从而达到相同的计算期。

如前例所述，在沥青混凝土方案12年寿命期后，加铺薄层使其延长6年，则可与水泥混凝土路面在18年的分析期内比较。

这种调整方法可能比最小公倍数法更符合实际。

(3)选取某个方案的设计寿命(首选最短的)作为分析期，其它方案的“剩余寿命”作为其残值。

6分析
从LCCA在对方案进行比选的结果中可以看出，分析期应该足够长，才能选出最具成本效益的方案。

如果以我国规范规定的设计年限作为分析期，并不适合用LCCA法作长期战略的评价。

在分析中，以初建期为基年，运营期的成本是整个成本分析的重点，它占整个寿命周期总成本的大部分。

运营期的成本包括2部分：(1)业主成本、用户成本；(2)业主成本与用户成本之间相互约束，其总和影响着整个寿命周期成本分析的结果，方案的成本效益表现为用户成本的减少与业主成本增加的比值。

因此，合理计算每一次投资即养护的业主成本和用户成本是寿命周期成本分析过程的关键。

7结语
通过分析及相关概念的介绍，得出以下结论：
(1)预防性养护这种主动养护方式，是未来养护管理的发展趋势；
(2)预防性养护措施是解决路面功能改善的有效途径；
(3)预防性养护的核心是采用最佳成本效益的养护措施，评估这些措施成本效益的关键方法就是寿命周期成本分析；
(4)预防性养护措施对道路的寿命延长是当采取养护措施后，路面的性能值提高使得性能衰减到某个水平值的时间推迟出现的时间长度；
(5)预防性养护方案分析比选应采用现值法，并要合理取用折现率及分析期。

企业内部分析方法大
全
企业资源竞争价值分析
不同的公司拥有的资源是不一样的，这就会使得不同的公司拥有的资源强势和资源弱势不同。

公司之间资源的差异可以很好的解释为什么有的公司能够在竞争中获得更大的利润，取得更大的成功。

如果一家公司所拥有的资源不但充足而且恰到好处，特别是，如果公司所拥有的强势、资产、能力和成就有着产生竞争优势的潜力的话，那么，公司在竞争取得成功的把握性就越大。

对于一个具体公司来说，它的资源--不管它是一项特异能力，资产（有形、人力、组织、无形），成就，还是一项竞争能力--如果要成为持久的竞争优势的话，必须通过以下四项竞争价值的测试：
1，这项资源是否容易被复制？一项资源的模仿成本和难度越大，它的潜在竞争价值就越大。

难于复制的资源往往限制竞争，从而使资源所带来的利润具有持久性。

资源可能会因为下列一些原因而变得难于复制：资源本身的独特性（不动产的地理位置非常好，受到专利保护），他们的建立需要时日，而且难以加速建立起来（一个品牌名，对技术精湛的掌握）；他们需要大量的建造资金。

2，这项资源能否持续多久？一项资源持续的时间很长，它的价值就越大。

有些资源很快就会丧失其竞争价值，那是因为技术或行业的环境在快速的发生变化。

3，这项资源能否真正在竞争中有上乘的价值？所有的公司都必须防止盲目地相信他们的核心竞争能力或特异能力会比竞争对手更有力量。

4，这项资源是否可以被竞争对手的其他资源/能力所抵消呢，即本公司资源的可替代性如何？一般来说，不可替代的资源对顾客来说有更大的价值，因而也就更有竞争的优势。

有许多公司并不拥有具有竞争价值的资源，能够顺利通过上述四项测试的具有上乘竞争价值的资源就更少了。

绝大多数公司是拥有一个组合的强势/资产/胜任能力/卓越能力--其中一到两种很有价值，有一些比较好，其他的从满意到平庸不等。

只有少数公司，通常是行业的领导者或者行业未来的领导者，才拥有很大的竞争价值的上乘资源。

比较分析
比较分析是一种有价值的战略分析方法，其目的是为了进一步了解组织战略能力。

比较分析有两种不同的比较基础：历史比较和行业比较。

通过行业间最佳业务的比较可以进一步了解组织，在分析最佳业务时还会用到价值链理论。

一个企业成本效益的高低、满足顾客需求的程度和财务指标的优劣，只能通过与其他企业，尤其是主要竞争对手的比较才能确定。

1，历史分析
历史分析是将组织的资源状况与以前各年相比，从而找到重大的变化。

通常会用到如销售额/资本比率和销售额/雇员比率等财务比率，以及不同活动所需的与资源比例有关的各种重要的变量。

这种方法可以揭示出一些不太明显的变化趋势，它促使公司重新评估其主要推动力，并且估计将来应该将公司的主要推动力放在什么地方。

另外，企业还可以通过历史分析来考察组织的资源状况，与前几年相比有了哪些重大的变化。

历史分析虽然不能直接反映企业的相对资源状和能力，但有益于企业正确认识本身所发生的变化及对未来可能的影响。

2，行业比较
行业分析是对整个行业经营状况的分析。

行业比较会大大地改进历史分析效果，它帮助公司展望其资源状况和经营状况。

在分析和评估战略能力时，行业分析比较关心的是公司在整个行业中的相对地位。

行业分析中，用于分析几项重要资源的有关使用指标有：存货周转率、原材料产出等。

由于行业分析有其不足之处，比如公司可能会忽视一些事实：比如整个行业的经营很糟，不能与那些资源状况更好的国家进行竞争，或者不能与一些利用其它方法满足顾客需要的其它行业竞争。

在这种情况下进行行业比较，就能比较明智地估计：与其它国家或行业的组织相比，自己公司的资源状况如何。

但是，为组织建立价值链并且维护特定的价值链是很重要的。

例如，直接比较两个竞争公司（即对成本结构进行分析）的资源使用状况时，将人工成本以总成本的百分比表示时，就可以发现非常不同的情况。

但是，以此得出的结论却取决于当时的环境：如果这些公司大部分以价格为基础竞争领先地位，那么，人工成本的差别很重要；相反，若某公司对职员的额外使用是公司区别于其竞争者的一项特殊服务，此时人工成本的增加就不甚重要。

3，最佳业务分析
行业分析的不足使许多组织创建和发展了多种行业内比较的方法。

这些方法不去建立“规范”，而是去对最佳业务进行研究，并且建立与最佳业务有关的衡量业务状况的标准。

这种方法的一些特殊的例子如下：
竞争者概况详细记录并分析竞争者的经营状况。

衡量标准所谓衡量标准是指：在执行关键价值活动时建立的、所应满足的关键业绩指标，以便确立巩固的竞争地位。

基础预算审查基础预算审查是一个与上述过程相似的过程，这种方法在许多公共事业
组织里所使用。

主要提出以下4个问题：
1）为什么要提供这种服务？
2）为什么要用那种特殊方法提供服务？
3）在其它地方的最佳业务的例子是什么？
4）根据这些比较应该怎样重新组织这种服务？
另外，在做资源和能力评估时，应该建立一个能度量企业业绩的比较标准，具体可分为以下几个步骤：
（１）明确需要进一步改善的业务活动或职能。

（２）明确哪家公司在上述业务活动或职能上是世界上领先的公司。

（３）与上述领先的公司保持接触，通过参观和调查了解它为什么会做得那么好。

（４）通过学习，重新确定目标，并重新设计价值活动过程，同时改变人们对每项职能或活动的预期。

价值链构造
企业在进行价值链分析之后，应该根据价值链的一般模型构造具有企业自己特色的价值脸，以增强自己的竞争实力。

企业在构造价值链时，需要根据利用价值链分析的目的以及自己生产经营活动的经济性，将每一项活动进一步分解。

分解后的每一项子活动要有自己的经济内容，即或者具有高度差别化的潜力，或者在成本中有重要的百分比。

企业应该将可以充分说明企业竞争力的优势或劣势的子活动单独列出来，以供分析使用。

哪些不重要的子活动可以归纳在一起进行分析。

活动的顺序应该按照工艺流程进行，但也可以根据需要进行安排。

但是无论是按照怎样的顺序，企业的管理人员都应该从价值链中得到直观的判断。

企业管理者必须认识到价值链不是一些独立活动的集合，而是相互依存的活动构成的一个系统。

在这个系统中，各项活动之间存在着一定的联系。

这些联系体现在某一价值活动进行的方式与成本之间的关系，或者与另一活动的关系。

例如，机加工的企业可以购买高质量的已经剪切好的钢板，以简化声长流程并减少废料。

由此可以看出，企业的竞争优势既可以来自企业单独活动本身，也常来自各活动之间的联系。

下面首先谈一谈形成价值链活动的基本原因，它们可以作为企业构筑价值链时的依据。

价值活动间的联系很多，最常见的是价值链中主体活动与支持活动间的各种联系。

形成这些联系的基本原因有：
1) 同一功能可以用不同的方式去实现。

例如，为了保证产品合格，企业可以采购高质量的原材料或零部件，或者明确规定生产工艺流程中的最小公差，或者对产品进行全面检验。

2) 通过间接活动保证直接活动的成本或效益。

例如通过优化时间安排（间接活动），企业可以减少销售人员的出差时间或交货车辆运输时间（直接活动）
3) 以不同的方式去实现质量保证功能。

例如，企业可以通过进货检查，部分或全部代替成品检查。

在认识了价值活动联系形成的基本原因之后，企业就应该认识并选择内在联系形成竞争优势的方式。

一般来说，企业价值活动间的内在联系形成的竞争优势有两种形式：最优化与协调。

企业为了实现其总体目标，往往在各价值活动间的联系上进行最优化的决策，以获得竞争优势。

例如，企业在考虑产品设计与服务成本时，为了获得查变化优势，可能会选择成本高昂的产品设计、严格的材料规格或严密的工艺检查，以减少服务成本。

在协调方面，企业通过协调各活动之间的联系，来增加产品的差别化或降低成本。

例如，
企业要按时发货，则需要协调企业内部的生产加工，成品储运和售后服务之间的联系。

在最优化与协调的过程中，企业需要大量的信息去认识形式多样的联系。

因二，企业有必要利用信息技术，建立自己的信息系统，创造与发展新的联系，增强旧有的联系。

与此同时，企业管理者应该认识到，价值活动的联系不仅仅存在于价值链内部，而且存在于企业与企业的价值链之间。

其中，最典型的使纵向的联系，即企业价值链与供应商和销售渠道价值链之间的联系。

后者往往对企业活动的成本效益产生影响，反之亦然。

例如，企业的采购和原材料供应活动如果与供应商的订单处理系统相互作用的话，同时，供应商的应用工程技术人员与企业的技术开发和生产人员也协同工作的话，供应商的产品特点以及其他方面就会明显的影响企业的成本和差异化。

企业价值链与供应商价值链之间的各种联系为增强企业竞争优势提供了机会。

通过影响供应商价值链的结构，或者通过改善企业与供应商价值链之间的关系，企业和供应上常常会双方受益。

在企业和其供应商之间分配由于协调或优化各种联系所带来的各种收益，取决于供应商的讨价还价能力，并反映为供应商的利润。

销售渠道的各种联系与供应商的联系类似。

销售渠道具有企业产品价值流通的价值链。

销售渠道对企业价格的抬价经常在最终销售价格中占有很大的比重。

此外，销售活动进行的各种促销活动可以替代或补充企业的活动，从而降低企业的成本或提高企业的差别化。

销售渠道也存在着与企业分配由于协议调和优化各种联系所带来的收益的问题。

企业经营力分析
由企业素质确定的企业经营成果的大小，实际上也就是企业经营力的大小。

这就是说，企业素质的强弱，是通过企业的经营力集中表现出来的。

企业经营力就是企业对包括内部条件及其发展潜力在内的经营战略与计划的决策能力，以及企业上下各种生产经营活。