ارائه مدل نگهداری و بهسازی شبکه راه‌های اصلی با به کارگیری تحلیل هزینه چرخه عمر -مطالعه موردی استان خراسان جنوبی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

به علت گسترش روزافزون راه‌ها و محدودیت در‌ بودجه‌، مدیریت روسازی همواره مورد توجه محققان بوده است. هدف از این تحقیق در نظر گرفتن تحلیل هزینه چرخه عمر و نرم افزار HDM-4، در راستای تعیین نوع و زمان اجرای به‌صرفه‌ترین روش‌های نگهداری و بهسازی می‌باشد. بدین منظور، قطعات همگن اولیه با بررسی عواملی همچون شاخص وضعیت روسازی، شاخص ناهمواری بین المللی و افت و خیز حسگر مرکزی دستگاه FWD، در سطح شبکه‌ای از راه‌های اصلی، تشکیل شدند. سپس با ادغام آن‌ها، قطعات همگن نهایی مشخص و راهکارهایی به منظور بهبود شرایط، معرفی شدند. اثر هر یک از راهکارها بر ناهمواری، بررسی و مجموع هزینه‌های همراه شده با اجرای هر یک از راهکارها، محاسبه گشت و به صرفه‌ترین مورد برای هر قطعه، تعیین شد. اهمیت بودجه‌ و نرخ تنزیل، موجب شد تا اثرات تغییر در آن‌ها، توسط آنالیز حساسیت، ارزیابی شود. نتایج نشان داد کلیه راهکارهای انتخابی (به جز راهکار پایه)، توانسته‌اند از ناهمواری در طول دوره تحلیل، بکاهند. همچنین مقادیر بالای هزینه‌های کاربران نسبت به هزینه‌های اداره-های راهداری، اهمیت آن‌ها در تحلیل هزینه چرخه عمر را نمایان ساخت. از طرفی با افزایش نرخ تنزیل از صفر به دو درصد، با انتخاب راهکارهای ارزان‌تر یا پرهزینه‌تر در نرخ تنزیل صفر، گزینه‌های اجرایی به ترتیب ثابت مانده و یا به مورد ارزانتر تبدیل شد‌ه-اند. این مورد اهمیت نرخ تنزیل در تحلیل‌های مربوطه را نشان می‌دهد. در مورد بودجه‌های تخصیصی اولیه از طرف سازمان راهداری، مشخص شد در نظر گرفتن بودجه 100 میلیارد ریالی برای بهسازی شبکه در اولین سال از تحلیل با افزایش سالانه 10 درصدی، برای برنامه عملیاتی پیشنهادی مکفی می‌باشد. همچنین بودجه 700 میلیارد ریالی به عنوان حداقل بودجه مورد نیاز اجرای برنامه عملیاتی و ذخیره 54 درصد از کل بودجه اولیه، تعیین شد که کارآمدی برنامه عملیاتی پیشنهادی در حفظ سرمایه‌های ملی را عنوان می‌دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Providing the Maintenance and Rehabilitation Model of Primary Road Network Using Life Cycle Cost Analysis - Case Study South Khorasan Province

نویسندگان [English]

  • Amir Kavussi 1
  • Mohammadsina Semnarshad 2
  • Mahmoud Saffarzadeh 1
1 Professor, Faculty of Civil Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 MSc Grad., Faculty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The rapid development of roadways and the limited budget require establishing an effective pavement management system. The paper aimed to utilize the Life Cycle Cost Analysis (LCCA) and implement HDM-4 Software to determine the most appropriate maintenance and rehabilitation technique in part of a network in South Khorsan Region in Iran. In doing so, initial homogenous segments were assigned based on Pavement Condition Index (PCI), International Roughness Index (IRI) and maximum deflection under the center of the load plate in Falling Weight Deflectmeter (FWD) device. The final homogenous segments were determined based on the selected maintenance and rehabilitation work items. The effects of each rehabilitation alternative on roughness and the attributed costs were analyzed at the network level. Finally, the effects of change in the budget heads and the discount rates were investigated performing sensitivity analysis. Results indicated that all the maintenance and rehabilitation alternatives, except for the base method, decreased the IRI values. Furthermore, the higher amount of road user costs, compared with road agency costs, indicated the importance of considering the user cost in LCCA. With increasing the discount rates, the proposed work program would change. Taking into consideration various maintenance alternatives, the importance of inserting the correct discount rate in LCCA was confirmed. Regarding allocated budget for the analysis period, it was revealed that the allocated 100 billion Rials in the first year of the analysis period, followed by 10 percent annual increase, was enough for implementing the proposed program. With further analysis, it was found that the 700 billion Rials (54 percent of the total allocated budget) was considered a minimum budget required for application of the proposed work program, saving large amounts of national financial sources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pavement Management System
  • life cycle cost analysis
  • HDM-4
  • rehabilitation model

مراجع

- امینی، امیرعلی (1393) "ارائه مدل یکپارچه احتمالی هزینه چرخه عمربرای راه­هایی با روسازی انعطاف پذیر در سطوح شبکه و پروژه"، رساله دکتری استاد راهنما: حمید بهبهانی، حسن زیاری، تهران: دانشکده فنی – مهندسی، گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه علم و صنعت ایران.
- سازمان راهداری و حمل و نقل جاده­ای (1395) "مرکز مدیریت راه"، وبسایت:www.rmto.ir
- صفارزاده، محمود، کاووسی، امیر و باقری ساری، محمد (1385) "ارائه مدلی برای مدیریت روسازی راه درسطح پروژه به روش تحلیلی سلسله مراتبی"، پژوهشنامه حمل و نقل، سال سوم، شماره 2.
- عبدالله زاده، اسماعیل (1390) "تحلیل و بررسی هزینه های نگهداری روسازی راه با استفاده از نرم افزارReal Cost"، واحد درسی سمینار مقطع کارشناسی ارشد، استاد راهنما: دکتر غلامعلی شفابخش، سمنان، دانشکده فنی – مهندسی، گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه سمنان.
- فخری، منصور (1389) "حدود شاخص بین‌المللی ناهمواری (IRI) برای راه­های ایران"، تهران: وزارت ‌راه ‌و ترابری، معاونت‌ آموزش تحقیقات و فناوری، پژوهشکده حمل و نقل.
- معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور(1390) " نشریه شماره 234 ، آیین نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران"، ویرایش اول.
- ASTM D4694 – 09 (2015) “Standard Test Method for Deflections with a Falling-Weight-Type Impulse Load Device”, ASTM International.
- ASTM D6433-11 (2011) “Standard Practice for Roads and Parking Lots Pavement Condition Index Surveys”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011, www.astm.org
- Babashamsi, P., Golzadfar, A, Yusoff, N.I.M., Ceylan, H. and Nor, N.G.M. (2016) “Integrated fuzzy analytic hierarchy process and VIKOR method in the prioritization of pavement maintenance activities”, International Journal of Pavement Research and Technology, Vol. 9, No. 2, pp. 112–120.
- California Department of Transportation (Caltrans). (2013) “Life Cycle Cost Analysis Procedures Manual”, State of California Department of Transportation Division of Maintenance Pavement Program.
- Chen, C. (2007) “Soft computing-based life cycle cost analysis tools for transportation infrastructure management”, PhD dissertation, Virginia Polytechnic Institute and State University.
- De la Garza, J.M., Akyildiz, S., Bish, D.R. and Krueger D.A. (2011) “Network-level optimization of pavement maintenance renewal strategies”, Advanced Engineering Informatics, Vol. 25, No. 4, pp. 699-712.
- Ferreira, Adelino and Santos, J. (2012) “LCCA system for pavement management: sensitivity analysis to the discount rate”, 5th International Congress - Sustainability of Road Infrastructures. Procedia - Social and Behavioral Sciences, Vol. 53, pp.1174 – 1183.
- Gransberg, D.D. and Diekmann, J. (2004) “Quantifying pavement life cycle cost inflation uncertainty”, AACE International Transaction, ProQuest. Pg. RI81.
 
- Kerali, H.G.R. (2002) “Highway Development and management Manual (HDM-4 version 1.3)”, The World Road Association (PIARC).
- Kulkarni, R.B. and Miller, W.R. (2003) “Pavement Management Systems: Past, Present, And Future”, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, Vol. 1853,     pp. 65-71.
- Mikolaj, J. and Remek L. (2014) “Life Cycle Cost Analysis – Integral Part of Road Network Management System”, XXIII R-S-P seminar, Theoretical Foundation of Civil Engineering (23RSP) (TFoCE 2014), Procedia Engineering, Vol. 91, pp. 487 – 492.
- Ofosu, K. (2010) “AN integrated approach to transportation infrastructure management”, PhD dissertation, The Florida State University.
- Salem, S. and Genaidy, A. (2008) “Improved models for user costs analysis”, Ohio Department of Transportation, FHWA/OH-2008/3.
- Santos, J. and Ferreira, A. (2012) “Life-cycle cost analysis system for pavement management”, Transportation Research Arena- Europe 2012, Procedia, Social and behavior sciences. Vol. 48. pp. 331-430.
- Sen, T., Onyango, M., Owino J., Fomunung I., Maxwell J. and Byard B. (2014) “Pavement management analysis of Hamilton County, Tennessee USA, Using HDM-4 and HPMA”, IRF Examiner, Vol 2: Road Asset Management, summer 2014.
- Shahin, Mohammad (2006) “Pavement management for airports, roads, and parking lots (2nd ed.)” New York: Springer.
- Wei, F. and Feng, W. (2014) “Managing pavement maintenance and rehabilitation projects under budget uncertainties”, Journal of Transportation System Engineering and Technology, Vol. 14, No. 6, Pages 92–100.
 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 12 مهر 1395
  • تاریخ بازنگری: 29 اسفند 1395
  • تاریخ پذیرش: 12 مهر 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار