基于全寿命周期成本理论的高速公路养护工程成本控制研究——以H线K1245-K1338段为例

摘要：我国高速公路建设已从大规模新建阶段转向建设与养护并重、乃至以养护为主的新阶段，传统事后修补的养护成本管控模式存在理念滞后、核算片面、手段粗放等问题，已无法适配行业精细化发展需求。本文以全寿命周期成本（LCC）理论为核心框架，系统构建了高速公路养护工程全周期成本核算体系与路面性能预测模型，以高速公路H线K1245-K1338段为实证研究对象，解析其养护成本管控现状与核心问题，设计四类差异化养护备选方案，通过全寿命周期成本现值（LCC）与效果-成本比（ECR）双维度比选确定最优方案，并构建了日常养护成本精细化管控的量化方法体系。研究结果表明，全寿命周期梯度养护方案较传统被动养护方案，综合养护效益提升19.14%，全寿命周期综合成本降幅达14.80%，实现了路面长期性能稳定与养护投入产出效率最大化的协同目标。基于研究结论，本文从管理体系、计划优化、技术支撑、资金管理、人才保障五个维度提出系统化优化对策，可为同类型高速公路养护成本精细化管控提供理论支撑与实践参考。

关键词：全寿命周期成本；高速公路养护；成本控制；路面性能衰变；效果-成本比

一、引言

交通运输部数据显示，截至2025年底，我国公路总里程已突破550万公里，其中高速公路里程接近20万公里，形成了覆盖广泛、衔接顺畅的公路交通网络。随着路网体系的日益完善，我国高速公路发展重心已从规模扩张转向质量效益提升，从大规模新建阶段迈入建设与养护并重、乃至以养护为主的全新发展阶段。养护工程作为保障高速公路服役性能、延长道路使用寿命、维护行车安全与通行效率的核心环节，其成本控制水平直接决定了路网可持续运营能力与巨额交通资产的投资效益发挥。

然而，传统高速公路养护管理模式普遍存在重建设、轻养护，重短期投入、轻长期效益的认知偏差，管控重心集中于事后修补与单次养护工程的短期成本控制，缺乏从全寿命周期视角对成本的系统性考量，导致养护成本居高不下、资金使用效率偏低，与日益增长的养护需求之间的矛盾愈发突出。在此背景下，全寿命周期成本理论应运而生，该理论强调从项目规划、设计、建设、运营、养护直至拆除回收的全过程开展成本分析与优化，以全生命周期内总成本最小化为核心目标，为破解高速公路养护成本管控难题提供了核心理论支撑。

二、相关理论基础

（一）高速公路养护工程核心内涵

高速公路养护工作是贯穿道路全寿命周期的系统性工程，指为保持高速公路及其附属设施的使用性能、服务水平与安全通行能力，开展的预防性、修复性、应急性和专项性工程作业与管理活动的总称。按照作业性质与技术特征，可将养护工程划分为四大核心类别：一是日常养护，涵盖路面保洁、巡查、小型病害修复等经常性、琐碎性作业，是维持道路基础服务功能的核心环节；二是预防性养护工程，实施于路面技术状况良好阶段，通过微表处、碎石封层等技术延缓性能衰变，是主动式、前瞻性养护的核心载体；三是修复养护工程，针对路面出现的结构性损坏开展功能性与结构性修复，包括小修、中修与大修工程；四是专项养护工程，聚焦常规养护难以处置的特殊病害与设施功能升级需求，具有技术集成度高、专业性强的特征。

（二）全寿命周期成本理论核心内涵

全寿命周期成本理论（LCCA）起源于20世纪60年代美国国防工程领域，80年代被引入公路工程领域，历经数十年发展已成为基础设施成本管控的成熟理论工具。其核心内涵体现在四个方面：一是成本的全周期性，强调成本管控需贯穿项目规划、设计、建设、运营、养护至报废的全过程，打破传统管理重短期、轻长期的局限；二是成本的全要素性，统筹核算直接成本与间接成本、业主成本与用户成本，全面反映项目真实成本[1]；三是成本管控的系统性，协调各阶段、各参与方的利益关系，形成全方位、多层次的闭环管控体系；四是成本与效益的最优性，并非单纯追求成本节约，而是实现全寿命周期内成本与效益的平衡，追求经济效益、社会效益与环境效益的统一。

（三）核心量化模型与评价方法

本文以路面状况指数（PCI）、路面性能指数（PPI）为核心构建路面性能预测模型[2]，采用孙立军教授提出的标准衰变方程，量化路面性能随路龄的自然衰减规律，同时基于世界道路协会（PIARC）预防性养护性能预测模型，明确不同养护工艺对路面性能的提升幅度与效果持续周期。

在方案评价层面，本文采用效果-成本比（ECR）评价法作为核心决策工具，通过量化不同方案单位成本产生的路面性能提升效果，实现多方案的客观比选。其中，养护效果以PPI综合效益面积与PCI有效服务面积的加权值计量[3]，成本则采用费用现值法，将不同时间点发生的业主成本与用户成本统一折现至基准时点，计算全寿命周期综合成本现值（LCC），最终以ECR数值衡量方案的投入产出效率，数值越大则方案经济性越优。

三、研究路段养护成本管控现状与问题诊断

（一）路段养护工程与成本构成概况

高速公路H线K1245-K1338段位于内蒙古牧区平原地带，是我国向北开放的重要交通通道，2022年完成一级公路向高速公路的升级改造，路面呈现新旧状况并存的复杂特征。该路段管养单位具备公路养护全序列甲级资质。截至2025年底，该路段养护作业以日常养护为核心，主要包括公路巡查、路面除雪与融雪剂撒布、路肩与分隔带草木修剪、小型病害修复四大类，尚未开展系统性预防性养护与修复性养护工程。

（二）成本管控核心问题与成因

通过实地调研与系统分析，该路段养护成本管控存在四大核心问题：一是成本管控理念落后，仍沿用被动修复式管控模式，未建立全寿命周期成本管控理念，预防性养护前瞻性投入不足，往往在路面性能严重衰减后才开展修复作业，导致全周期综合成本显著增加；二是成本核算体系片面，仅聚焦业主直接费用，完全忽视用户成本与期末资产残值，无法反映养护工程的全周期真实成本；三是成本控制手段粗放，以经验式决策为主，缺乏科学的量化模型支撑，未能建立事前预测、事中管控、事后评价的全流程闭环管控体系；四是成本数据管理不完善，路况检测、养护施工、成本核算等数据碎片化分布，未形成统一的全周期数据库，无法为精细化管控提供数据支撑。

四、基于LCC的养护方案优化与日常养护管控

（一）养护方案设计与参数标定

基于路段路况特征与养护需求，本文设计四类差异化养护备选方案：方案1为基准方案，维持现状被动养护模式，仅开展常规日常养护，第6年路面PCI降至60以下时实施铣刨重铺大修工程；方案2为轻度预防性养护方案，在第1、4、7年实施全线微表处预防性养护，配合年度局部病害修复；方案3为中度预防性养护方案，第1年实施路面灌缝与碎石封层，第5年实施4cm SMA-13薄层罩面；方案4为全寿命周期梯度养护方案，采用分阶段梯度式主动养护，第1年实施路面灌缝与含砂雾封层，第3年实施微表处，第6年实施2.5cm超薄磨耗层，第9年实施碎石封层，全周期不开展结构性大修。

（二）方案比选与最优方案确定

通过对四类方案开展路面性能预测、全寿命周期成本核算与综合养护效益量化，本文以LCC与ECR为核心指标开展双维度比选，计算结果如下：

从全寿命周期成本来看，方案2的LCC最低，为12278.68万元，方案4次之，为12641.84万元，较基准方案1分别下降17.25%、14.80%；方案3成本降幅仅4.88%，优化效果有限。从养护效益来看，方案4的综合养护效益最高，较基准方案提升19.14%，10年周期内路面性能始终保持在良及以上水平，无结构性病害风险；方案2效益较基准方案仅提升9.77%，显著低于方案4。从投入产出效率来看，方案4的ECR值为0.0175，为四类方案最高，单位成本产生的养护效益最优；方案2、3、1的ECR值依次为0.0166、0.0136、0.0125，均低于方案4。

（三）日常养护成本精细化管控方法

针对日常养护成本占比高、管控碎片化的特征，本文构建了两套量化管控工具，弥补传统日常养护管理经验化、粗放化的短板。

其一，基于层次分析法（AHP）构建日常养护项目优先级排序体系。通过组织养护管理、施工、质量监督等领域5位专家，从成本支出、路况改善紧迫性、行车安全影响程度三个维度开展打分，构建判断矩阵并计算权重排序。

其二，基于灰色系统理论构建GM(0,N)日常养护成本动态预警模型。基于该模型可实现日常养护成本的精准预测，设定“实际成本超出预测值10%”为预警阈值，能够及时识别成本异常波动并开展管控干预，避免成本失控，形成日常养护成本的闭环管控。

五、高速公路养护全寿命周期成本控制优化对策

基于理论研究与实证分析结果，本文针对高速公路养护成本管控的共性问题与深层成因，从五个方面构建系统化的全寿命周期成本控制优化对策体系。

第一，构建全寿命周期养护管理闭环体系。建立技术性能与经济成本双维度的养护管理指标体系，以PCI、PPI、RQI为核心性能指标[5]，以LCC、ECR为核心经济指标，明确分级管控阈值。

第二，推进数据驱动的全寿命周期养护计划优化。依托路面性能监测数据与衰变预测模型，锁定预防性养护最佳窗口期，制定中长期滚动式养护计划，统筹排布各类养护工程，降低养护作业引发的用户成本增量。

第三，完善精细化管控技术与信息化支撑体系。推动LCC分析模型[6]、路面性能预测模型、成本预警模型的落地应用，构建事前预测、事中管控、事后评价的全流程闭环管控体系。

第四，优化养护资金管理与市场化运作机制。建立覆盖全寿命周期、全成本要素的预算管理体系，将中长期养护规划与年度预算编制相结合，实现预算全周期滚动管理；优化绩效考核机制，将LCC、路面性能长期保持率、ECR等指标纳入核心考核体系，扭转管理主体短期化决策倾向；健全养护市场准入与监管机制，完善招投标评价体系与从业单位信用评价体系，通过充分市场竞争压降养护成本，提升资金使用效率。

第五，强化人才队伍建设与技术创新保障。建立系统化的人才培养与引进体系，打造兼具工程技术、成本管理、数据分析与全寿命周期分析能力的复合型人才队伍，定期开展专项培训，转变从业人员传统经验式管理理念。

六、结论与展望

本文以全寿命周期成本理论为核心框架，围绕高速公路养护工程成本控制开展系统研究，形成的核心结论如下：其一，构建了高速公路养护全寿命周期成本管控的理论框架，提出了业主成本与用户成本双维度的核算体系；其二，识别出升级改造路段养护成本管控存在理念落后、核算片面、手段粗放、数据管理不完善四大核心问题；其三，通过四类养护方案的双维度比选，确定全寿命周期梯度养护方案为最优方案，该方案较传统被动养护方案综合效益提升19.14%，全周期成本下降14.80%，验证了LCC理论在高速公路养护方案优化中的适用性与有效性；其四，构建了基于AHP的日常养护项目优先级排序体系与基于GM(0,N)的成本动态预警模型，形成了日常养护成本精细化管控的量化方法体系。

参考文献

[1]刘陈阳.基于全生命周期的公路建管养高质量发展协同机制研究[J].运输经理世界,2025,(35):141-143.

[2]李佳蓉.基于全生命周期成本分析和车辆分担的高速公路养护管理费定价研究[D].长安大学,2022.

[3]王丹丹.高速公路全寿命周期养护成本控制分析[J].价值工程,2025,44(08):48-51.

[4]谢胜.基于全寿命周期成本理念的高速公路养护成本控制[J].住宅与房地产,2018,(24):196.

[5]成丛.全寿命周期的高速公路土建养护成本控制与优化策略[J].运输经理世界,2025,(14):136-138.

[6] 陈娟.基于全寿命周期成本的高速公路沥青路面养护决策研究[D].长安大学,2016.