公路工程设计与施工方案比选
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1．费用效率（CE）法
式中 CE——费用效率； SE——工程系统效率,时间和运费节约；
LCC——工程寿命周期成本； IC——设置费； SC——维持费。
2．固定效率法和固定费用法 固定效率法是将费用值固定下来，然后选出能得到最
佳效率的方案。固定效率法是将效率固定下来，然后选取 能达到这个效率而费用最低的方案。
某公路设计有A、B两个方案，两条路线的交通量预 测结果均为日平均流量5000辆。假设该公路营运年限为20 年，残值为0，期间不进行大修，基准收益率10%，其他 数据见下表：
项目 里程（km） 初期建设投资（万元） 年维护运行费（万元/km·年） 运输时间费用节约（元/d·辆）
方案A 20
5000 0.8 2.5
=304.15(万元/年) 则LCC=IC+SC=12410+304.15=12714.15 (万元/年)
3)求费用效率（CE）
CE=SE÷LCC=4520.16÷12714.15=0.355
(2)计算穿山路线方案的费用效率（CE） 1)求系统效率（SE）：
时间费用节约=6000×365×15÷50×2.6÷10000=170.82(万元/年) 运输费用节约=6000×365×15×1.13÷10000=3702.2(万元/年) 则 SE=170.82+3702.2=3873.02 (万元/年) 2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维持费（SC） ①IC=105000（A/P，12%，30）=105000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］ =105000×0.1241=13030.5 (万元/年) ②SC=2.5×15+［3500 (P/F,12%,10)+ 3500(P/F,12%,20)］(A/P,12%,30)
一、价值工程理论评价方法与案例 1．功能评价 即评定功能的价值，是找出实现功能的最低费用作为功能
的目标成本，以功能目标成本为基准，通过与功能现实成本的 比较，求出两者的比值和两者的差异值，改善期望值大的功能 作为价值工程活动的重点对象。
2．功能现实成本C的计算 成本指数的计算：
3．功能评价值F（目标成本）的计算 （1）采用功能重要性系数评价法：
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：5136.22-3884.31=1251.91（万元） B方案：6114.93-4661.18=1453.75（万元）
④确定合理方案。 由于1251.91万元＜1453.75万元，即A方案成本效益合计＜B方案，
因此A方案优于B方案。
【案例10】
B方案年维护运行费：0.9×15=13.50（万元/年） B方案生命周期年成本：704.76+13.50=718.26（万元/年）
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.50（万元/年）
=37.5+［ 3500 ×(1+12%)-10+ 3500 ×(1+12%)-20］×0.1241
=37.5+［ 3500 ×0.3220+ 3500 ×0.103 7］×0.1241=222.4 (万元/年) 则LCC=IC+SC=13030.5+222.4=13252.9 (万元/年) 3)求费用效率（CE）
问题： 假设两个方案营运养护管理成本相等，社会折现率取5%， 请从全寿命周期成本的角度，选择经济合理的方案。
参考答案：
1．建设成本的计算 A方案：面层、基层、垫层 120×710850+45×771780+28×832710=143347980（元） B方案： 85×710850+45×771780+28×832710=118468230（元）
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：34553.9-26131.72=8422.18（万元） B方案：41138.21-31358.06=9780.15（万元）
④确定合理方案。 由于8422.18万元＜9780.15万元，即A方案成本效益合计＜B方
案，因此A方案优于B方案。
（2）按年值法计算 ①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护运行 和养护费用。
105000 2.5 3500 1.13
问题： 试用全生命周期费用分析CE法比较两条路线的优劣， 并做出方案选择（计算结果保留两位小数）。
参考答案: （1）计算沿河路线方案的费用效率（CE） 1)求系统效率（SE）： 时间费用节约=6 000×365×20÷50×2.6÷1 0000=227.76(万元/年) 运输费用节约=6 000×365×20×0.98÷10000=4292.4(万元/年) 则SE=227.76+4292.4=4520.16(万元/年)
A方案初期建设成本年值： 5000×[10%×（1+10%）20] ÷ [（1+10%）20-1]=587.3（万元）
A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案生命周期年成本：587.30+16.00=603.30（万元/年）
B方案初期建设成年值： 6000×[10%×（1+10%）20] ÷ [（1+10%）20-1]=704.76 （万元）
16×[（1+10%）20-1] ÷[10%×（1+10%）20]=136.22（万元） A方案生命周期成本现值：5000+136.22=5136.22（万元）
B方案初期建设成本：6000（万元） B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年） B方案维护运行费现值：
13.5×[（1+10%）20-1] ÷[10%×（1+10%）20]=114.93（万元） B方案生命周期成本现值：6000+114.93=6114.93（万元）
方案B 15
6000 0.9 3.0
问题： 请从项目全寿命周期的角度比较两个方案的优劣 （计算结果取两位小数）。
参考答案： （1）按现值法计算 ①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护
运行和养护费用。
A方案初期建设成本：5000（万元） A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案维护运行费现值：
3．权衡分析法 对性质完全相反的两个要素做适当的处理，其目的是
为了提高总体的经济性。通过有效的权衡分析，可使系统 的任务能很好的完成，即保证了系统的性能，又可使有限 资源得到有效的利用。
【案例8】2005年甲级
某地拟建一条高速公路，根据交通量需要和全寿命 周期成本控制的要求，设计单位提出了A（沥青混凝土路 面）、B（水泥混凝土路面）两个方案。该高速公路面层 数量为710850m2、基层数量为771780m2、垫层数量为 832710m2。为对两个方案进行深入比选，设计单位进行了认真的调 查研究和分析，有关情况如下： 1．公路通车年建设成本为：沥青混凝土面层120元/m2、水泥混凝土 面层85元/m2、路面基层45元/m2、路面垫层28元/m2，公路使用 寿命为100年，预计沥青混凝土路面每15年大修一次，水泥混凝 土路面每10年大修一次，大修费用按重新铺筑面层计算。 2．旧路面挖除费用为：A方案4.5元/m2、B方案8.0元/m2。 3．假定社会成本为：A方案500000元/年、B方案1 000000元/年。 4．每次大修时，将增加有关社会和经济成本：预计将减少收费收 入100万元，增加燃油损耗、时间损失等社会成本200万元。
（2）按终值法计算 ①计算项目生命周期成本终值，包括初期建设成本、运营期维护 运行和养护费用。
A方案初期建设成本终值：5000×（1+10%）20=33637.5（万元） A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案维护运行费终值：
16×[（1+10%）20-1] ÷10%=916.4（万元） A方案生命周期成本终值：33637.5+916.4=34553.9（万元）
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：603.30-456.25=147.05（万元/年） B方案：718.26-547.50=170.76（万元/年）
④确定合理方案。 由于147.05万元/年＜170.76万元/年，即A方案成本效益合计＜
B方案，因此A方案优于Bຫໍສະໝຸດ Baidu案。
价值工程理论 预备知识
B方案初期建设成本终值：6000 ×（1+10%）20=40365 （万元） B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年） B方案维护运行费终值：
13.5×[（1+10%）20-1] ÷10%=773.21（万元） B方案生命周期成本终值：40365+773.21=41138.21（万元）
CE=SE÷LCC=3873.02÷13252.9 = 0.292
(3)方案选择 ∵沿河路线方案的费用效率（CE）>穿山路线方案费用效率（CE） ∴选择沿河路线方案
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） A方案效益费用现值： 456.25×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=3884.31（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.5（万元/年） B方案效益费用现值： 547.5×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=4661.18（万元/年）
即应选择沥青混凝土路面设计方案）。
【案例9】2006年 某城市拟修建一条快速干线，正在考虑两条备选路
线——沿河路线与穿山路线，两条路线的平均车速都提高 了50km/h，日平均流量都是6 000辆，寿命均为30年，且 无残值，基准收益率为12%，其他数据如下表所示。
100000 2.0 5000 0.98
是一种根据功能重要性系数确定功能评价值的方法。这种方 法是把功能划分为几个功能区（即自系统），并根据各功能区的 重要程度和复杂程度，确定各个功能区在总功能中所占的比重， 即功能重要性系数。然后将产品的目标成本按功能重要性系数分 配给各功能区作为该功能区的目标成本，即功能评价值。
第二章 公路工程设计与施工方案比选
2.1 公路工程设计方案比选
寿命周期成本的评价方法 预备知识
一、寿命周期成本的评价方法与案例 为了从各可行性方案中筛选出最佳方案以有效地利用
稀缺资源，而对项目方案进行系统分析的过程或者活动。 寿命周期成本评价是为了使用户所用的系统具有经济寿命 周期成本，在系统的开发阶段将寿命周期成本作为设计的 参数，而对系统进行彻底地分析比较后作出决策的方法。
2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维待费（SC）
IC=100000（A/P，12%，30）=100000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］ =100000×0.1241 =12410(万元/年)
SC=2×20+［5000 (P/F,12%,10)+5000 (P/F,12%,20)］(A/P,12%,30) =40+［5000×(1+12%)-10+5000×(1+12%)-20］×0.1241 =40+［5000×0.3220+5000×0.1037］×0.1241
2．大修成本的计算 ？
3． 社会成本计算
4． 确定项目全寿命周期成本 A方案：143 347 980+83 759 855+9 923 950=237 031 785（元） B方案：118 468 230+108 528 852+19 847 900=246 844 982（元）
5． 确定合理方案 由于237 031 785元＜246 844 982元，因此A方案比B方案经济（
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） A方案效益费用终值： 456.25×[(1+10%)20-1]÷10%=26131.72（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.5（万元/年） B方案效益费用终值： 547.5×[(1+10%)20-1]÷10%=31358.06（万元/年）
式中 CE——费用效率； SE——工程系统效率,时间和运费节约；
LCC——工程寿命周期成本； IC——设置费； SC——维持费。
2．固定效率法和固定费用法 固定效率法是将费用值固定下来，然后选出能得到最
佳效率的方案。固定效率法是将效率固定下来，然后选取 能达到这个效率而费用最低的方案。
某公路设计有A、B两个方案，两条路线的交通量预 测结果均为日平均流量5000辆。假设该公路营运年限为20 年，残值为0，期间不进行大修，基准收益率10%，其他 数据见下表：
项目 里程（km） 初期建设投资（万元） 年维护运行费（万元/km·年） 运输时间费用节约（元/d·辆）
方案A 20
5000 0.8 2.5
=304.15(万元/年) 则LCC=IC+SC=12410+304.15=12714.15 (万元/年)
3)求费用效率（CE）
CE=SE÷LCC=4520.16÷12714.15=0.355
(2)计算穿山路线方案的费用效率（CE） 1)求系统效率（SE）：
时间费用节约=6000×365×15÷50×2.6÷10000=170.82(万元/年) 运输费用节约=6000×365×15×1.13÷10000=3702.2(万元/年) 则 SE=170.82+3702.2=3873.02 (万元/年) 2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维持费（SC） ①IC=105000（A/P，12%，30）=105000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］ =105000×0.1241=13030.5 (万元/年) ②SC=2.5×15+［3500 (P/F,12%,10)+ 3500(P/F,12%,20)］(A/P,12%,30)
一、价值工程理论评价方法与案例 1．功能评价 即评定功能的价值，是找出实现功能的最低费用作为功能
的目标成本，以功能目标成本为基准，通过与功能现实成本的 比较，求出两者的比值和两者的差异值，改善期望值大的功能 作为价值工程活动的重点对象。
2．功能现实成本C的计算 成本指数的计算：
3．功能评价值F（目标成本）的计算 （1）采用功能重要性系数评价法：
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：5136.22-3884.31=1251.91（万元） B方案：6114.93-4661.18=1453.75（万元）
④确定合理方案。 由于1251.91万元＜1453.75万元，即A方案成本效益合计＜B方案，
因此A方案优于B方案。
【案例10】
B方案年维护运行费：0.9×15=13.50（万元/年） B方案生命周期年成本：704.76+13.50=718.26（万元/年）
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.50（万元/年）
=37.5+［ 3500 ×(1+12%)-10+ 3500 ×(1+12%)-20］×0.1241
=37.5+［ 3500 ×0.3220+ 3500 ×0.103 7］×0.1241=222.4 (万元/年) 则LCC=IC+SC=13030.5+222.4=13252.9 (万元/年) 3)求费用效率（CE）
问题： 假设两个方案营运养护管理成本相等，社会折现率取5%， 请从全寿命周期成本的角度，选择经济合理的方案。
参考答案：
1．建设成本的计算 A方案：面层、基层、垫层 120×710850+45×771780+28×832710=143347980（元） B方案： 85×710850+45×771780+28×832710=118468230（元）
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：34553.9-26131.72=8422.18（万元） B方案：41138.21-31358.06=9780.15（万元）
④确定合理方案。 由于8422.18万元＜9780.15万元，即A方案成本效益合计＜B方
案，因此A方案优于B方案。
（2）按年值法计算 ①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护运行 和养护费用。
105000 2.5 3500 1.13
问题： 试用全生命周期费用分析CE法比较两条路线的优劣， 并做出方案选择（计算结果保留两位小数）。
参考答案: （1）计算沿河路线方案的费用效率（CE） 1)求系统效率（SE）： 时间费用节约=6 000×365×20÷50×2.6÷1 0000=227.76(万元/年) 运输费用节约=6 000×365×20×0.98÷10000=4292.4(万元/年) 则SE=227.76+4292.4=4520.16(万元/年)
A方案初期建设成本年值： 5000×[10%×（1+10%）20] ÷ [（1+10%）20-1]=587.3（万元）
A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案生命周期年成本：587.30+16.00=603.30（万元/年）
B方案初期建设成年值： 6000×[10%×（1+10%）20] ÷ [（1+10%）20-1]=704.76 （万元）
16×[（1+10%）20-1] ÷[10%×（1+10%）20]=136.22（万元） A方案生命周期成本现值：5000+136.22=5136.22（万元）
B方案初期建设成本：6000（万元） B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年） B方案维护运行费现值：
13.5×[（1+10%）20-1] ÷[10%×（1+10%）20]=114.93（万元） B方案生命周期成本现值：6000+114.93=6114.93（万元）
方案B 15
6000 0.9 3.0
问题： 请从项目全寿命周期的角度比较两个方案的优劣 （计算结果取两位小数）。
参考答案： （1）按现值法计算 ①计算项目生命周期成本，包括初期建设成本、运营期维护
运行和养护费用。
A方案初期建设成本：5000（万元） A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案维护运行费现值：
3．权衡分析法 对性质完全相反的两个要素做适当的处理，其目的是
为了提高总体的经济性。通过有效的权衡分析，可使系统 的任务能很好的完成，即保证了系统的性能，又可使有限 资源得到有效的利用。
【案例8】2005年甲级
某地拟建一条高速公路，根据交通量需要和全寿命 周期成本控制的要求，设计单位提出了A（沥青混凝土路 面）、B（水泥混凝土路面）两个方案。该高速公路面层 数量为710850m2、基层数量为771780m2、垫层数量为 832710m2。为对两个方案进行深入比选，设计单位进行了认真的调 查研究和分析，有关情况如下： 1．公路通车年建设成本为：沥青混凝土面层120元/m2、水泥混凝土 面层85元/m2、路面基层45元/m2、路面垫层28元/m2，公路使用 寿命为100年，预计沥青混凝土路面每15年大修一次，水泥混凝 土路面每10年大修一次，大修费用按重新铺筑面层计算。 2．旧路面挖除费用为：A方案4.5元/m2、B方案8.0元/m2。 3．假定社会成本为：A方案500000元/年、B方案1 000000元/年。 4．每次大修时，将增加有关社会和经济成本：预计将减少收费收 入100万元，增加燃油损耗、时间损失等社会成本200万元。
（2）按终值法计算 ①计算项目生命周期成本终值，包括初期建设成本、运营期维护 运行和养护费用。
A方案初期建设成本终值：5000×（1+10%）20=33637.5（万元） A方案年维护运行费：0.8×20=16（万元/年） A方案维护运行费终值：
16×[（1+10%）20-1] ÷10%=916.4（万元） A方案生命周期成本终值：33637.5+916.4=34553.9（万元）
③计算两个方案的成本效益合计（成本-效益）。 A方案：603.30-456.25=147.05（万元/年） B方案：718.26-547.50=170.76（万元/年）
④确定合理方案。 由于147.05万元/年＜170.76万元/年，即A方案成本效益合计＜
B方案，因此A方案优于Bຫໍສະໝຸດ Baidu案。
价值工程理论 预备知识
B方案初期建设成本终值：6000 ×（1+10%）20=40365 （万元） B方案年维护运行费：0.9×15=13.5（万元/年） B方案维护运行费终值：
13.5×[（1+10%）20-1] ÷10%=773.21（万元） B方案生命周期成本终值：40365+773.21=41138.21（万元）
CE=SE÷LCC=3873.02÷13252.9 = 0.292
(3)方案选择 ∵沿河路线方案的费用效率（CE）>穿山路线方案费用效率（CE） ∴选择沿河路线方案
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） A方案效益费用现值： 456.25×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=3884.31（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.5（万元/年） B方案效益费用现值： 547.5×[(1+10%)20-1]÷[10%×(1+10%)20]=4661.18（万元/年）
即应选择沥青混凝土路面设计方案）。
【案例9】2006年 某城市拟修建一条快速干线，正在考虑两条备选路
线——沿河路线与穿山路线，两条路线的平均车速都提高 了50km/h，日平均流量都是6 000辆，寿命均为30年，且 无残值，基准收益率为12%，其他数据如下表所示。
100000 2.0 5000 0.98
是一种根据功能重要性系数确定功能评价值的方法。这种方 法是把功能划分为几个功能区（即自系统），并根据各功能区的 重要程度和复杂程度，确定各个功能区在总功能中所占的比重， 即功能重要性系数。然后将产品的目标成本按功能重要性系数分 配给各功能区作为该功能区的目标成本，即功能评价值。
第二章 公路工程设计与施工方案比选
2.1 公路工程设计方案比选
寿命周期成本的评价方法 预备知识
一、寿命周期成本的评价方法与案例 为了从各可行性方案中筛选出最佳方案以有效地利用
稀缺资源，而对项目方案进行系统分析的过程或者活动。 寿命周期成本评价是为了使用户所用的系统具有经济寿命 周期成本，在系统的开发阶段将寿命周期成本作为设计的 参数，而对系统进行彻底地分析比较后作出决策的方法。
2)求生命周期费用（LCC），包括设置费（IC）和维待费（SC）
IC=100000（A/P，12%，30）=100000×12%（1+12%）30/［（1+12%）30-1］ =100000×0.1241 =12410(万元/年)
SC=2×20+［5000 (P/F,12%,10)+5000 (P/F,12%,20)］(A/P,12%,30) =40+［5000×(1+12%)-10+5000×(1+12%)-20］×0.1241 =40+［5000×0.3220+5000×0.1037］×0.1241
2．大修成本的计算 ？
3． 社会成本计算
4． 确定项目全寿命周期成本 A方案：143 347 980+83 759 855+9 923 950=237 031 785（元） B方案：118 468 230+108 528 852+19 847 900=246 844 982（元）
5． 确定合理方案 由于237 031 785元＜246 844 982元，因此A方案比B方案经济（
②计算各方案效益（即运输时间节约费用）。 A方案年运输时间节约费用： 365×5000×2.5÷10000=456.25（万元/年） A方案效益费用终值： 456.25×[(1+10%)20-1]÷10%=26131.72（万元/年） B方案年运输时间节约费用： 365×5000×3÷10000=547.5（万元/年） B方案效益费用终值： 547.5×[(1+10%)20-1]÷10%=31358.06（万元/年）