引言

随着公路建设项目规模的不断扩大和复杂性日益增加，传统的成本管理方法已无法满足项目长期可持续发展的需求。基于生命周期的成本评估方法全面考 虑项目各阶段的成本影响，可为项目提供科学的成本控制策略。该方法不仅有助于提高项目预算的准确性，还能够有效预见成本风险，为决策者提供有力的数据支持。全生命周期成本理念为破解这一困境提供新方向，通过整合建设、养护、修复等全阶段成本，可实现路面设计综合效益最大化^[1]。基于此，需进一步深入分析成本构成要素，构建科学优化模型，探索适配不同场景的路面结构组合方案，为公路工程设计升级提供切实可行的技术路径。

一、公路路面结构组合设计现存问题及全生命周期成本失衡成因分析

项目成本是项目从内容确定到合格交付的总成本。成本管理是指通过有计划地分析和控制项目进度过程中的成本支出，以达到管理项目成本降低的最终效果。全生命周期成本管理是指项目成本管理的全过程，为了降低成本和提高竞争力，企业必须要加强整个生命周期的成本控制，使其达到最小化。在当前公路路面结构组合设计实践中，普遍存在设计方案与全生命周期成本需求脱节的问题。许多项目大大缩短了设计周期和地质调查时间，导致设计周期不合理、地质调查深度不够、数据采集有限等，使设计参考数据不准确进而影响施工质量。此外，部分 设计师没有足够的时间去研究路线规划，也没有足够的精力去优化设计结构，导致设计不合理进而浪费资源。同时，成本核算体系缺乏对环境成本与社会成本的考量，如路面破损导致交通拥堵产生的时间成本、养护作业中材料废弃物处理的环境损耗成本等，均未纳入设计阶段的成本评估范畴^[2]。此外，设计参数确定过程中对交通荷载特性的动态变化预判不足，未能根据区域交通量增长趋势、车辆轴载分布特征调整结构层厚度与材料配比，进一步加剧全生命周期内成本失衡，形成 “建设成本低 — 运营维护成本高” 的恶性循环。

二、基于全生命周期成本的公路路面结构组合优化模型构建与方案设计

针对成本失衡问题，需先构建多维度全生命周期成本核算框架，明确建设阶段的材料采购、施工机械租赁、人工投入成本，运营阶段的日常养护、周期性修复、应急抢修成本，以及寿命末期的路面材料回收利用、废弃物处置成本，并引入环境影响系数与社会成本折算公式，实现成本量化统计。在此基础上，结合沥青、水泥混凝土、改性复合材料等不同路面材料的疲劳寿命曲线、高温稳定性、低温抗裂性等性能参数，建立以全生命周期成本最小化为目标函数，以路面承载能力、耐久性、环境适应性为约束条件的优化模型^[3]。通过筛选典型公路路段的交通荷载、气候条件等基础数据，设计多组路面结构组合方案，包括不同基层材料搭配、面层厚度梯度设置等，利用层次分析法确定各成本要素权重，为后续方案筛选提供量化依据。

三、公路路面结构组合优化方案的成本效益验证与实践应用价值总结

采用现场试验与数值模拟相结合的方式，对设计的优化方案进行成本效益验证。选取代表性试验路段，分别铺设优化方案与传统方案路面，通过长期监测获取两类路面的病害发展速率、养护周期、累计养护成本等数据，对比分析显示优化方案在使用年限内的综合成本较传统方案降低 15%-20%，且路面平整度、抗滑性能等指标达标时长延长 4-6 年。同时，借助有限元分析软件模拟不同交通荷载与气候条件下路面结构的应力应变分布，验证优化方案在复杂工况下的结构稳定性，结果表明其最大弯沉值、基层底面拉应力均控制在规范允许范围内。从实践应用角度看，该优化方案可根据不同区域的经济水平、交通特征、气候条件灵活调整参数，适用于高速公路、普通干线公路等多种公路类型，为公路工程设计提供标准化、可复制的技术范式，推动公路建设从 “粗放式成本控制” 向 “全周期精细化管理” 转型，助力交通基础设施实现经济性与可持续性的协同发展。

结语

通过对公路路面结构组合设计现存问题的剖析，明确全生命周期成本失衡的核心成因在于短期成本导向与多维度成本核算缺失。围绕这一问题构建的多维度成本核算框架与优化模型，结合层次分析法实现了路面结构组合方案的科学设计，经现场试验与数值模拟验证，有效降低 15%-20% 的全生命周期综合成本，同时延长路面达标使用年限，为公路工程设计提供切实可行的技术路径。后续可进一步细化不同气候区、交通等级下的成本参数取值标准，提升优化模型的适配性；还可探索新型环保路面材料与全生命周期成本优化的结合路径，推动公路建设在经济性与生态性上的深度协同，为交通基础设施可持续发展提供更全面的技术支撑。

参考文献

[1] 徐振兴,于桂江,唐文涛,等. 智能传感器在高速公路路面病害数字化监测中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2025,(08):175-177.

[2]孙童,陈军,金光来,等. 高速公路路面沥青层最佳厚度确定及分车道路面结构设计[J].四川水泥,2025,(03):236-238.

[3]徐秋清,邹艳红. 新建公路路面结构组合设计分析[J].交通世界,2017,(34):46-47.

作者简介：伍智吉：（1990-），男，湖南长沙，工学硕士，工程师，研究方向为道路与桥梁隧道工程  ，主要从事公路路线、路基路面工程的设计与研究工作。