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道路标线涂料选择方法研究
盛玉刚 陆 涛 刘 尚
南京林业大学，汽车与交通工程学院，南京 210037
0 前 言
随着我国交通运输业的发展，对交通安全的要求也越来越高，道路标线作为一种重要的交通安全设施，对发挥道路功能、预防和减少交通事故的发生，有着十分重要作用。但近几年，交通阻塞日益严重，道路交通流逐年增加，违章超载、变道等行为加剧了车辆对道路标线的破坏过程。经受日晒雨淋，风雪冰冻，加上车辆的冲击磨耗，使得道路标线的寿命周期逐年递减，存在施工成本高、反光性能差、老化严重等缺陷[1]。
道路标线的寿命期除了与施工、环境有关，更与标线涂料的质量、适用范围有关。随着环保意识的增强，低污染、高科技的新型道路标线涂料更受社会的青睐[2]。因此，本文选择目前市场上常用的常温溶剂型、热熔型、双组分、水性涂料四大标线涂料作为研究对象，采用价值工程相关理论和方法，提出一种道路标线涂料选择方法，使标线涂料的功能价值与成本价值相匹配。价值工程法适宜研究标线涂料使用性能与经济性能的匹配程度，因此，本次研究以价值工程法为主，配合经济学基本知识为辅，建立标线涂料选择方法。价值工程（Value engineering，VE），也称为价值分析或价值管理，它是通过研究产品的功能与成本之间的关系来改进产品，力求以最低的寿命周期成本实现产品必要功能的一种有组织的技术经济活动[3]。价值工程最早是美国为了适应军事工业的需要创立和发展起来的，目的在于确保军事装备的技术性能（功能），并最大可能地节省采购费用（成本），降低军费开支，目前已广泛应用于建筑相关行业。我国自上世纪70 年代引入该概念，目前在诸多产业部门应用，但在各领域发展水平不一，在工程领域尚未得到足够的重视，无论是在理论研究方面还是在实践应用领域方面都与国际先进水平有一定的差距[4]。
1 选择模型的构建
基于价值工程的道路标线涂料选择方法研究流程如图1 所示：
图1 标线涂料选择流程
（1）价值工程对象选择
根据工程实践应用中的实用性与可操作性，研究选择了4 种具有代表性的标线涂料，分别是常温溶剂型路标漆（下简称溶剂型）、热熔型路标漆（下简称热熔型）、双组分喷涂路面标线漆（下简称双组分）、水性路标漆[5]（下简称水性）。
（2）功能分析
功能分析包括两个方面：一是区分产品的基本功能和辅助功能、使用功能和美学功能；二是满足产品特定用户需求的同时，保证基本功能，合理选择辅助功能，取消不必要的功能和过剩功能，从而降低产品的成本。通过功能整理分析，弄清哪些是基本的，哪些是辅助的，哪些是必要的，哪些是不必要的。
（3）确定功能重要度系数
从用户需求角度确定产品各功能重要性之间的比例关系，采用德尔菲法结合层次分析法的定性分析与定量分析相结合的方法进行评分判定。以热熔型标线涂料的性能参数作为基数进行评分，标准为：0 分表示该种性能效能较差；最高分4 分表明该标线材料的性能较优。
（4）成本分析
成本分析也包括两个方面：一是功能现实成本分析，二是寿命周期成本分析[6]。功能现实成本是指实现功能的实际成本，本文用生产成本代替，即生产单位为生产产品或提供劳务而发生的各项生产费用，包括各项直接支出和制造费用，研究以每平方米标线材料的价格作为计算依据。寿命周期成本是指产品从研制、生产到经济寿命期内使用的整个期间的成本，即从用户提出需要某种产品而开始研制起，到满足用户使用需要为止的整个时期的产品成本。根据标线的特点，其寿命周期成本可以分为两个部分，一是标线材料对环境可能造成的影响，如涂料挥发所产生的化学污染等；二是材料使用后由于使用寿命或材料性能对交通所产生的影响，如抗滑性能对雨天行车安全的影响等。使用成本的分析属于后评价，实际相当于对间接经济损失进行的评估，本次研究不考虑。产品寿命周期成本最小的产品方案是最经济方案，寿命周期成本以路面使用寿命作为评价年限。
溶剂型标线涂料寿命周期成本FC 由公式（1）表示：
式中，i 为有效年利率，取10%；n 为年限；A 为年金；FC 为寿命期末的本利和。该公式含义是在一个时间序列中，在利率为i 的情况下，在每个计息期的末期收入（支出）一笔等额的资金A，求n 年后由各年的本利和累计而成的总额FC。
热熔型标线涂料的终值FR 也按照公式（1）进行计算。双组分路面标线涂料的终值FN 计算分为2 步，首先按式（2）计算资金回收A：
式中：A 为资金回收；m 为回收期，取20 年；P 为本金；其余符号同前。
该公式含义是指在初期一次投入资金数额为P，欲在n 年内全部收回，则在利率为i 的情况下，每年年末应等额回收的资金。接着按照公式（1）计算双组分路面标线涂料的终值FN。
水性涂料的终值FS 按照公式（3）进行计算：
式中：FS 为水性漆的终值，其余符号同前。
（5）确定成本系数
成本系数按功能现实成本及寿命周期成本进行计算，按照公式（4）来进行计算：
式中：Ci 为第i 种涂料的成本系数；Bi 为第i 种涂料的现实成本；Si 为第i 种涂料的寿命周期成本；k 为涂料种类。
（6）确定价值系数
定义道路标线涂料的价值系数Ji 为功能重要度系数与成本系数的比值，并按式（5）计算：
式中：Ji 为第i 种涂料的价值系数；Ei 为第i 种涂料的功能重要度系数；其余符号同前。
根据道路标线涂料的价值系数，使用者可以择优而用。
2 案例分析
（1）功能分析
综合目前市场上常用的四种标线涂料特性[7-9]，可以得到功能对比如表1 所示。
表1 四种标线材料特性对比
（2）功能重要度系数分析
根据功能对比表1，在同一级的各功能之间，计算并比较各功能价值的大小，确定不同道路标线的功能重要度系数，采用德尔菲法结合层次分析法，以热熔型标线涂料的性能参数作为基数进行评分，得到表2。
表2 四种标线材料的功能重要度系数
功能重要度系数计算结果为： 溶剂型涂料为0.132，热熔型涂料为0.149，双组分涂料为0.331，水性涂料为0.388。
（3）成本分析
根据调查统计，各类标线材料对应的生产成本（即功能现实成本）如表3 所示：
表3 四种标线材料的生产成本
根据表1~3，可得出四种标线涂料的寿命周期成本如表4 所示：
表4 四种标线材料的寿命周期成本
（4）计算成本系数
根据表3、表4 数据，按公式（4），可得到四种标线涂料的成本系数如表5 所示：
表5 四种标线材料的成本系数
（5）标线涂料价值系数计算
根据不同标线涂料的功能重要度系数和成本系数，根据公式5 计算确定价值系数，从而寻找功能与成本在量上最优匹配。计算结果可由表6 所示：
表6 四种标线材料的价值系数
可以看出，双组分标线涂料的价值系数最高，该类型涂料不含有害挥发物，是一种环保性涂料，干燥速度快，附着力和可视性强，符合当今社会的要求，而且成本低，应大力推广。
3 结束语
针对道路标线涂料的经济分析评价方法，最常用的有费用效益分析方法、费用效果分析方法、预测法等。效益分析方法是一种“次优”方法，它不同于最优分析，只是对既有方案进行评价并在其中进行选择；费用效果分析法只能比较方案的相对优劣，侧重强调方案的重要性；预测法对于分地区的产品的预测则可靠性不高。本研究提出了一种基于价值工程的道路标线材料分析评价方法，将标线涂料的功能与成本联系起来，经过分析评价，寻求功能与成本最匹配的施工材料，为标线规划、设计单位提供较为可靠的参考。由于环境污染的严重性，越来越多的国家开始关注标线材料的环保性能，因此，可以在本方法的基础上，引入使用成本概念，即使用某种产品某种需要的过程中，所需要增加的费用，分析涂料在使用过程对环境的影响系数。
