Nghiên cứu ứng dụng hdm 4 trong phân tích hiệu quả kinh tế phương án bảo trì các tuyến quốc lộ do sở gtvt tỉnh thanh hóa quản lý

Các vấn đề tồn tại khi lựa chọn các phương án bảo trì

Hiện nay, công tác kế hoạch bảo trì các tuyến đường chủ yếu được chia bình quân theo số km, tuy nhiên, việc phân tích hiệu quả kinh tế đầu tư chưa được chú trọng, hoặc nếu có thực hiện thì hiệu quả chưa cao Điều này dẫn đến quá trình phê duyệt công tác bảo trì không đạt mục tiêu đề ra, và việc đầu tư vào các công trình không được khai thác đúng cách, từ đó không mang lại hiệu quả kinh tế cao và không đáp ứng nhu cầu đi lại cũng như phát triển của địa phương.

Trong quá trình đánh giá hiệu quả công tác bảo trì, nhiều quốc gia phát triển đã đối mặt với những vấn đề tương tự Để khắc phục, nhiều mô hình quản lý đã được đề xuất và áp dụng, trong đó Mô hình quản lý và phát triển đường bộ HDM-4 (The Highway Development and Management System) được xem là hiệu quả nhất HDM-4 là phần mềm đánh giá các khía cạnh kinh tế và kỹ thuật của dự án đầu tư đường bộ, đã được áp dụng rộng rãi tại hơn 100 quốc gia, bao gồm cả các nước phát triển Mô hình này nổi bật với các ưu điểm như: kết hợp chi phí của nhà quản lý và người sử dụng đường trong phân tích, sử dụng hệ số hiệu chỉnh cho phép áp dụng linh hoạt trong các điều kiện khác nhau, và có thể thiết kế mặt đường phù hợp cho các nước đang phát triển.

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này nhằm nâng cao đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án bảo trì thông qua việc xác định các chỉ tiêu kinh tế bằng mô hình HDM-4 Bằng cách tính toán các chỉ tiêu như NPV, TTC và IRR, nghiên cứu so sánh và lựa chọn các phương án bảo trì đường bộ, từ đó hỗ trợ quyết định lựa chọn phương án mang lại hiệu quả kinh tế cao Đồng thời, nghiên cứu cũng xây dựng cơ sở dữ liệu các tuyến Quốc lộ do Sở GTVT tỉnh Thanh Hóa quản lý, phục vụ cho việc phân tích và lựa chọn phương án bảo trì hiệu quả nhất.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Tại Việt Nam, HDM-4 đã được áp dụng trong nhiều dự án quan trọng như Dự án tăng cường năng lực quản lý đường bộ (HCMP, 2002) và Dự án nâng cấp mạng lưới đường bộ – Lập kế hoạch chiến lược 10 năm (RNIP, 2004) Các dự án này đã xem xét khả năng ứng dụng HDM-4 và sự kết hợp với các chương trình hiện có như RosyBASE trong quản lý và bảo trì mạng lưới đường bộ Trong RNIP (2004) và AWP (2006), HDM-4 hỗ trợ xây dựng chiến lược dài hạn cho việc nâng cấp và bảo trì hơn 15.000 km đường quốc lộ, xác định mức độ ưu tiên đầu tư và lập kế hoạch phân bổ nguồn vốn hợp lý trong điều kiện hạn chế Dựa trên những tiền đề này, học viên đã chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng HDM-4 trong phân tích hiệu quả kinh tế các phương án bảo trì các tuyến Quốc lộ do Sở GTVT Thanh Hóa quản lý.”

Trong bài viết này, học viên sẽ xem xét hiệu quả kinh tế của các phương án bảo trì, đồng thời tổng quan về ứng dụng mô hình HDM-4 và những bài học kinh nghiệm từ các dự án thực tế Bài viết cũng sẽ đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình HDM-4 trên các tuyến Quốc lộ do Sở GTVT Thanh Hóa quản lý Cuối cùng, bài viết sẽ đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng mô hình HDM-4 trong công tác đánh giá kinh tế của bảo trì.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng CSDL

Ứng dụng phân tích dự án giúp đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án trong dự án đường bằng cách so sánh các lựa chọn khác nhau Các phương án điển hình bao gồm đầu tư thường xuyên và bảo dưỡng định kỳ cho các tuyến đường Quốc lộ.

Sở GTVT tỉnh Thanh Hóa chịu trách nhiệm quản lý và xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) nhằm phân tích lợi ích kinh tế từ công tác bảo trì các tuyến Quốc lộ trong khu vực.

Xây dựng trình tự thực hiện phân tích

Phân tích từng đoạn tuyến được thực hiện dựa trên các công việc bảo trì đã được người sử dụng xác định, nhằm đưa ra các chi phí và lợi ích dự kiến hàng năm trong suốt thời gian phân tích Các bước thực hiện bao gồm: xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho phân tích, tính toán lợi ích kinh tế của các phương án bảo trì dự kiến, dự báo tình trạng xuống cấp của mặt đường và so sánh các lựa chọn phương án.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Nghiên cứu này sẽ đóng góp vào cả lý thuyết và thực tiễn trong phân tích kinh tế các dự án bảo trì, đặc biệt là mô hình HDM-4 trong đánh giá hiệu quả kinh tế Kết quả nghiên cứu sẽ chỉ ra những tồn tại khi áp dụng mô hình HDM-4 tại Thanh Hóa và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ đưa ra các phương án so sánh để lựa chọn giải pháp bảo trì hợp lý và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc đánh giá hiệu quả kinh tế của công tác bảo trì các tuyến quốc lộ do Sở GTVT tỉnh Thanh Hóa quản lý.

Bố cục luận văn

Nội dung của luận văn bao gồm 4 Chương như sau:

Chương 1: Tổng quan tình hình phân tích hiệu quả kinh tế các phương án bảo trì Chương 2: Phương pháp luận nghiên cứu và xây dựng CSDL

Chương 3: Xây dựng CSDL và phân tích hiệu quả kinh tế các phương án bảo trì QL

Chương 4: Kết Luận - Kiến Nghị.

TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN BẢO TRÌ VÀ ỨNG DỤNG CỦA HDM-4

Giới thiệu khái quát về HDM-4

HDM-4 bắt đầu được hình thành vào năm 1968, từ đó đến nay đã phát triển trải qua các mô hình sau:

Mô hình chi phí cho công trình đường và chi phí vận doanh được nghiên cứu bởi các tổ chức uy tín như Phòng Nghiên cứu Đường và Giao thông Anh (TRRL), Trung tâm Thí nghiệm Mặt đường Pháp (LCPC) và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) trong giai đoạn 1968-1972.

Mô hình chi phí cho công việc đường tại TP.HCM năm 1971 đã mở đường cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực giao thông Năm 1977, mô hình đầu tư giao thông đường bộ cho Kenya RTIM ra đời, tiếp theo là mô hình tiêu chuẩn bảo dưỡng và thiết kế đường HDM – Harral năm 1979 Năm 1987, HDM-3 được phát triển, cùng năm đó xuất hiện mô hình HDM-Q, tập trung vào việc bảo dưỡng và thiết kế đường với xét đến tắc nghẽn giao thông Đến năm 1993, mô hình đầu tư giao thông đường bộ RTIM3 được giới thiệu, và năm 1994, HDM Manager đã trở thành chuẩn mực cho công tác duy tu và thiết kế đường.

Mô hình quản lý và phát triển đường bộ HDM-4 được giới thiệu lần đầu vào năm 1995, và phiên bản 1 chính thức được phát hành vào tháng 3 năm 2000 Sau đó, các phiên bản cập nhật 1.1, 1.2 và 1.3 đã được ra mắt với giao diện sử dụng thân thiện hơn.

Mô hình HDM-4, được phát triển dựa trên dữ liệu từ Kenya, Ấn Độ, Brazil và các nước Caribbean, đã được áp dụng rộng rãi tại hơn 100 quốc gia nhằm tối ưu hóa lợi ích kinh tế cho người sử dụng đường trong nhiều điều kiện giao thông, tự nhiên, môi trường, kinh tế và xã hội khác nhau HDM-4 nổi bật với khả năng thích nghi cao, nhờ vào các chức năng điều chỉnh mô hình phù hợp với điều kiện địa phương, cùng với việc tính toán chi phí của nhà quản lý và người sử dụng đường trong phân tích vòng đời dự án Mô hình này còn được xem như một công cụ thiết kế hữu ích cho các nước đang phát triển nếu được điều chỉnh hợp lý Hiện tại, HDM-4 đang trong quá trình phát triển và hoàn thiện với phiên bản mới 2.0.

Tại Việt Nam, HDM-4 đã được áp dụng trong nhiều dự án quan trọng như Dự án tăng cường năng lực quản lý đường bộ (HCMP, 2002) và Dự án nâng cấp mạng lưới đường bộ (RNIP, 2004) Đặc biệt, HDM-4 đã được sử dụng để phân tích mạng lưới đường quốc lộ nhằm lập kế hoạch bảo trì cho năm thứ 2 và năm thứ 3 (AWP, 2006) Dự án HCMP, thông qua việc phân tích 2000 km đường quốc lộ, đã chứng minh tiềm năng của HDM-4 và khả năng tích hợp với các chương trình hiện có như RosyBASE trong quản lý và bảo trì mạng lưới đường bộ Việt Nam.

Khuôn khổ phân tích

Khuôn khổ phân tích của HDM-4 dựa trên khái niệm chu kỳ sống của mặt đường, cho phép dự báo các thông số quan trọng trong suốt thời gian từ 15 đến 40 năm.

* Sự hư hỏng của đường

* Tác động của công tác làm đường

* Tác động của người sử dụng đường

* Tác động kinh tế - xã hội và môi trường

Một khi đã được xây dựng, kết cấu mặt đường sẽ bị hỏng dần do hậu quả của một số yếu tố đáng chú ý nhất là:

* Tác động của hệ thống thoát nước không tương xứng

Mức độ hư hỏng mặt đường phụ thuộc vào tiêu chuẩn bảo dưỡng được áp dụng để sửa chữa các hư hỏng như vết nứt, độ lồi lõm và ổ gà Việc bảo trì đúng cách không chỉ giúp khắc phục các vấn đề trên bề mặt đường mà còn bảo tồn kết cấu nguyên vẹn của nó Các biện pháp như xử lý bề mặt và rải lớp tăng cường giúp đảm bảo con đường hoạt động hiệu quả theo chức năng thiết kế, từ đó nâng cao an toàn và hiệu quả lưu thông.

Tình trạng bền vững của mặt đường trong thời gian dài phụ thuộc trực tiếp vào các tiêu chuẩn bảo dưỡng và nâng cấp được áp dụng cho hệ thống đường.

Hình 1.1 minh họa xu hướng dự báo tình trạng mặt đường, được đặc trưng bởi độ êm thuận, thường được đo bằng trị số độ gồ ngề quốc tế (IRI) Việc xác định tiêu chuẩn bảo dưỡng giúp ấn định giới hạn mức độ hư hỏng mà mặt đường có thể chịu đựng.

Hình 1.1 Biểu đồ tình trạng mặt đường theo thời giam

Do đó cộng với chi phí vốn xây dựng đường, cải tạo nâng cấp được áp dụng cho mạng lưới đường

Khôi phục §-êng cong tình trạng mặt đ-ờng

Thời gian (năm) hoặc tải trọng giao thông

Mức độ chính xác trong việc dự báo tình trạng mặt đường phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh mô hình HDM-4 để phù hợp với điều kiện địa phương Để biết thêm chi tiết, hãy tham khảo tập 5 về hướng dẫn điều chỉnh và làm phù hợp.

Tình trạng đường và tiêu chuẩn thiết kế có ảnh hưởng lớn đến người sử dụng, được đánh giá qua “Chi phí của người sử dụng đường” cùng với các tác động xã hội và môi trường khác.

- Chi phí của người sử dụng đường bao gồm:

+ Chi phí vận doanh của phương tiện giao thông cơ giới (tiêu hao nhiên liệu săm lốp, xăng dầu phụ tùng, khấu hao xe và sử dụng )

+ Chi phí thời gian đi lại cho cả hành khách và hàng hoá

Chi phí kinh tế từ các tai nạn giao thông bao gồm thiệt hại về người, số lượng người bị thương, hư hại đối với xe cộ và các tài sản khác trên đường Những tổn thất này không chỉ ảnh hưởng đến nạn nhân mà còn tạo gánh nặng cho xã hội và nền kinh tế.

- Tác động xã hội và môi trường bao gồm:

+ Khí xả của xe, tiêu hao năng lượng

+ Tiếng ồn (tiếng động của giao thông)

Các phúc lợi xã hội từ việc xây dựng con đường đi qua khu vực dân cư có thể được đánh giá thông qua phân tích kinh tế của HDM-4, mặc dù việc định lượng các tác động xã hội và môi trường là thách thức Việc xác định số lượng các tác động bên ngoài sẽ giúp cải thiện tính chính xác trong phân tích này.

Hiệu quả sử dụng đường của con người có thể được đánh giá cho cả hai loại hình vận tải: vận tải cơ giới như xe máy, ô tô, xe tải và vận tải thô sơ như xe đạp, xích lô, xe kéo bằng động vật.

Hình 1.2 Tác động của tình trạng đường lên chi phí vận doanh của xe ở địa hình đường gồ ghề

Chi phí của người sử dụng đường trong HDM-4 được ước tính bằng cách tính toán lượng vật chất tiêu hao và nhân với chi phí đơn vị đã xác định cho từng người sử dụng.

Cần phải đảm bảo số lượng nguồn xe (lưu lượng xe) ước đoán phải phù hợp với các số liệu đã quan sát được trong khu vực áp dụng

Lợi ích kinh tế từ đầu tư cho đường được xác định bằng cách so sánh tổng chi phí cho các phương án xây dựng khác nhau với trường hợp cơ bản, tức là không có dự án hoặc chỉ duy trì ở mức tối thiểu Phần mềm HDM-4 được sử dụng để lập dự toán chi phí và phân tích kinh tế cho các phương án đầu tư, dự toán chi phí hàng năm trong một giai đoạn phân tích cụ thể Tất cả chi phí tương lai sẽ được khấu trừ vào năm cơ bản đã xác định, và để thực hiện các so sánh này, cần có thông số chi tiết của Chương trình đầu tư cùng với tiêu chuẩn thiết kế.

Chi phí sử dụng đường ($/xe-km) bao gồm phương án bảo dưỡng, chi phí đơn vị, khối lượng giao thông của dự án và các điều kiện môi trường.

Ứng dụng của HDM-4

Phân tích mạng lưới đường là bước quan trọng trong việc lập kế hoạch dài hạn, nhằm ước tính chi phí phát triển và bảo trì đường trong các điều kiện ngân sách khác nhau Mạng lưới này được phân loại dựa trên các đặc tính như cấp hạng đường, loại mặt đường, điều kiện mặt đường và dòng xe Phân tích chiến lược thường kéo dài từ 5 đến 40 năm, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể HDM-4 sử dụng khái niệm ma trận mạng lưới đường, bao gồm các hạng mục đường được xác định theo các thuộc tính ảnh hưởng đến hoạt động và chi phí của người sử dụng Mặc dù có thể mô hình hóa từng đoạn đường riêng lẻ, nhưng điều này sẽ gây khó khăn cho cơ quan quản lý khi phải xử lý hàng nghìn km đường Ma trận mạng lưới đường tiêu biểu có thể được phân hạng theo nhiều tiêu chí khác nhau.

- Khối lượng giao thông hoặc tải trọng

- Vùng môi trường hoặc khí hậu

Phân tích chiến lược giúp đánh giá một mạng lưới đường bộ để lập kế hoạch ngân sách cho phát triển và bảo trì trong các tình huống tài chính khác nhau Ứng dụng của phân tích chiến lược trong quản lý đường bao gồm việc dự đoán nhu cầu chi tiêu và tối ưu hóa nguồn lực cho các dự án đường bộ.

Dự báo trung và dài hạn về nhu cầu quỹ cho các tiêu chuẩn bảo dưỡng đường cần xác định rõ các mục tiêu, chẳng hạn như độ gồ ghề bình quân IRI Việc này giúp đảm bảo chất lượng và an toàn cho hệ thống giao thông.

- Dự báo lâu dài về tình trạng của mạng lưới đường với các mức quỹ tài trợ thay đổi

- Phân bổ tối ưu các quỹ theo danh mục ngân sách đã xác định: bảo dưỡng thường xuyên, bảo dưỡng định kỳ và ngân sách phát triển

Nghiên cứu chính sách liên quan đến tác động của việc điều chỉnh giới hạn tải trọng trục và tiêu chuẩn bảo dưỡng mặt đường, đồng thời phân tích cân đối năng lượng và cung cấp tiện ích cho giao thông không cơ giới Điều này cũng bao gồm việc đánh giá quy mô mạng lưới đường có thể duy trì và các tiêu chuẩn thiết kế mặt đường.

Chuẩn bị kế hoạch duy tu và phát triển mạng lưới đường cho từng đoạn là rất quan trọng, đặc biệt khi nguồn vốn hạn chế Cần xác định các lựa chọn đầu tư phù hợp để đảm bảo công việc đường và chi phí cần thiết được dự đoán trước cho mỗi đoạn trong từng năm của thời kỳ bỏ vốn.

Phần này tập trung vào việc tối ưu hóa danh sách dài các dự án đường đề xuất trong một Chương trình làm việc ngắn hạn hoặc dài hạn, với ngân sách hạn chế Điều quan trọng là chúng ta đang xem xét các dự án đường đã được lựa chọn như những phân đoạn riêng lẻ của một mạng lưới đường Tiêu chuẩn lựa chọn thường dựa vào các yêu cầu về bảo trì, cải tạo, nâng cấp hoặc xây dựng mà cơ quan quản lý đường xác định Các tiêu chí lựa chọn cho các dự án đề xuất có thể bao gồm nhiều yếu tố khác nhau.

- Ngưỡng bảo dưỡng định kỳ

- Ngưỡng cải tạo, nâng cấp

Khi xác định tất cả các dự án đề xuất, phân tích Chương trình HDM-4 có thể so sánh chi phí chu kỳ tuổi thọ dự đoán theo quy chế hiện hành về quản lý mặt đường với chi phí chu kỳ tuổi thọ cho các dự án bảo dưỡng, cải tạo hoặc xây dựng Điều này là cơ sở để ước tính lợi ích kinh tế từ việc gộp các dự án trong khung thời gian ngân sách Sự khác biệt chính giữa phân tích chiến lược và phân tích Chương trình là cách xác định các liên kết và đoạn đường Phân tích chiến lược xem xét hệ thống đường tổng thể mà không chú trọng đến các liên kết riêng lẻ, trong khi phân tích Chương trình tập trung vào cả liên kết và đoạn đường cụ thể Việc kết hợp hai phân tích này cho phép tối ưu hóa các phương án xử lý tại một số đoạn trong mạng lưới dưới giới hạn ngân sách.

Đánh giá tính khả thi kinh tế và kỹ thuật của các phương án trong dự án đường được thực hiện bằng cách so sánh với phương án gốc, tức là phương án không có dự án.

Phân tích dự án liên quan đến việc đánh giá các dự án đường bộ và lựa chọn đầu tư, ứng dụng này tập trung vào việc phân tích một đoạn đường hoặc tuyến đường dựa trên các phương án xử lý do người sử dụng lựa chọn, kết hợp với các chi phí và lợi ích liên quan Công việc này được thực hiện hàng năm và kéo dài trong suốt kỳ phân tích, với các chỉ tiêu đánh giá kinh tế được xác định cho từng lựa chọn đầu tư khác nhau.

Phân tích dự án là bước quan trọng để ước tính khả năng kỹ thuật và kinh tế của các dự án đầu tư đường bộ, bao gồm việc xem xét các yếu tố như chi phí, lợi ích, và tính khả thi.

- Quá trình hình thành tình trạng cấu trúc của các lớp mặt đường

- Dự đoán chu kỳ tuổi thọ về độ hư hỏng của đường, chi phí và ảnh hưởng của các công việc về đường bộ

- Lợi ích và chi phí của người sử dụng đường

- Các so sánh về mặt kinh tế của việc lựa chọn dự án

Các dự án đánh giá điển hình sẽ tập trung vào việc bảo trì và khôi phục các con đường hiện có, bao gồm cải thiện hình học, mở rộng, nâng cấp mặt đường và xây mới Mặc dù không có thay đổi cơ bản nào trong phương pháp luận của hệ thống, nhưng mối quan hệ về hư hỏng đường đã được cải thiện, mở rộng qua nhiều kết cấu mặt đường và tình trạng vật liệu trong khí hậu ôn đới và lạnh Đồng thời, việc xem xét mối tương quan của người sử dụng đường cũng sẽ bao gồm các tác động đến an toàn giao thông.

Sự khác biệt chủ yếu giữa phân tích chiến lược và chương trình với phân tích dự án nằm ở yêu cầu về chất lượng thông tin (IQL) mà Ngân hàng Thế giới đặt ra Trong phân tích chiến lược và chương trình, số liệu có thể được đánh giá theo mức độ tương đối (tốt, trung bình, xấu), trong khi ở phân tích dự án, số liệu được xác định bằng các giá trị cụ thể.

Bảng 1.1 Các ứng dụng của HDM-4

Chức năng quản lý Công việc chính Ứng dụng

- Hệ thống phân tích chiến lược

- Hệ thống quy hoạch mạng lưới

- Hệ thống quản lý mặt đường

HDM-4: Phân tích chiến lược Lập kế hoạch

- Hệ thống phân tích kế hoạch

- Hệ thống phân bổ vốn

HDM-4: Phân tích kế hoạch

- Hệ thống phân tích dự án

- Hệ thống quản lý cầu

- Hệ thống thiết kế tăng cường kết cấu mặt đường

HDM-4: Phân tích dự án

1.5 Cấu chúc mô hình HDM-4

Phân tích của HDM-4 sử dụng khái niệm chu kỳ tuổi thọ của mặt đường để dự báo các thông số trong suốt quá trình này, bao gồm các yếu tố quan trọng liên quan đến kết cấu mặt đường.

- Sự hư hỏng của đường

- Tác động của các công tác bảo trì

- Tác động đến người sử dùng đường

- Tác động đến kinh tế, xã hội và môi trường

Mức độ hư hỏng của đường chịu ảnh hưởng từ tải trọng xe, tác động môi trường, hệ thống thoát nước không phù hợp và tiêu chuẩn bảo dưỡng Việc sửa chữa các hư hỏng như vết nứt, bong tróc và ổ gà, cũng như bảo tồn tính kết cấu của mặt đường, rất quan trọng để đảm bảo con đường hoạt động hiệu quả theo chức năng thiết kế Tình trạng tổng thể của mặt đường trong thời gian dài phụ thuộc vào các tiêu chí bảo dưỡng và cải tạo nâng cấp được áp dụng.

Kết quả dự báo tình trạng mặt đường của HDM-4 có độ chính xác cao khi được hiệu chỉnh phù hợp với điều kiện địa phương.

Tác động của tình trạng đường cũng như tiêu chuẩn thiết kế lên người sử dụng đường được đo chi phí bao gồm:

- Chi phí vận doanh của xe cộ: tiêu hao nhiên liệu, săm lốp, xăng dầu…

- Chi phí thời gian đi lại cho cả hành khách và hàng hoá

- Chi phí của nền kinh tế cho tai nạn giao thông

- Tác động xã hội, môi trường: khí xả của xe, tiếng ồn, tiêu hao năng lượng, phúc lợi xã hội…

Chu trình phân tích HDM-4

Chu trình phân tích sử dụng HDM-4 được minh họa trong Hình 1.4, trong đó mô hình phân tích kinh tế dựa trên các chỉ tiêu quan trọng như NPV, IRR, B/C và TTC (tổng chi phí giao thông).

Bắt đầu vòng lặp phân tích

Hư hỏng đường Ảnh hưởng đến người sử dụng đường Ảnh hưởng công trình đường Ảnh hưởng môi trường và xã hội

Trở lại vòng lặp phân tích

Số liệu đầu vào Số liệu đầu ra

Kiểu xe, lưu lượng và hệ số tăng trưởng là những yếu tố quan trọng trong việc xác định tải trọng và các thông số vật lý của đường Địa hình và lượng mưa cũng ảnh hưởng đến thiết kế, trong khi yếu tố hình học đường và đặc điểm mặt đường quyết định đến khả năng chịu tải Cuối cùng, đơn giá là một yếu tố không thể thiếu trong việc tính toán chi phí xây dựng và bảo trì đường.

Kiểu mặt đường, cường độ, tuổi thọ, điều kiện mặt đường Độ ghồ ghề và yếu ố hình học đường, tốc độ xe, thông số tắc nghẽn, đơn giá.

Chiến lược và các tiêu chuẩn công trình đường

Bề mặt kết cấu mặt đường, đạt tính xe cộ

Sự phát triển, tai nạn, môi trường và các lợi ích chi phí khác

Nứt, lượn sóng, ổ gà, vệt lún bánh xe, chiều dày lớp cội sỏi, độ ghồ ghề.

Lượng xăng dầu, lốp, duy tu, chi phí cố định, tốc độ, thời gian hành trình, chi phí của người sử dụng đường.

Sửa chữa các vết nứt, lượn sóng và ổ gà trên mặt đường là rất cần thiết để đảm bảo an toàn giao thông Việc khắc phục các vệt lún bánh xe và độ ghồ ghề của bề mặt đường cũng góp phần cải thiện chất lượng đường Đối với lớp sỏi cuội không phủ mặt, việc kiểm tra chiều dày và số lượng công việc cần thực hiện là rất quan trọng Chi phí sửa chữa do nhà quản lý tính toán sẽ ảnh hưởng đến ngân sách và hiệu quả của dự án.

Sửa chữa các vết nứt, lượn sóng và ổ gà trên bề mặt đường, cùng với việc xử lý vệt lún bánh xe, là những công việc quan trọng để duy trì chất lượng hạ tầng giao thông Độ ghồ ghề và chiều dày lớp sỏi cuội cũng cần được kiểm tra và cải thiện, đặc biệt là những khu vực không được phủ mặt Số lượng công việc và chi phí của nhà quản lý đóng vai trò quyết định trong việc lập kế hoạch và triển khai các dự án sửa chữa này.

Chi phí và lợi ích, bao gồm các lợi ích khác.

Tổng chi phí các thành phần, NPV, IRR của từng đoạn.

Hình 1.4 Chu trình phân tích HDM–4

Phương pháp phân tích dùng trong HDM-4

1.7.1 Phân tích vòng đời dự án

Phân tích vòng đời dự án là một công cụ quan trọng trong việc đánh giá các ứng dụng chiến lược, chương trình và dự án (PIARC, 2001) HDM-4 được sử dụng để dự đoán tình trạng mặt đường và chi phí người sử dụng đường trong suốt vòng đời dự án, dựa trên các kịch bản nâng cấp và bảo trì Chi phí quản lý và người sử dụng đường được xác định bằng cách ước tính số lượng tiêu hao và nhân với đơn giá tương ứng Lợi ích kinh tế được tính toán bằng cách so sánh tổng chi phí của các công việc xây dựng và bảo trì với trường hợp cơ bản, thường là duy tu tối thiểu Mỗi đoạn tuyến xem xét đều có ít nhất một phương án cơ bản hoặc đầu tư tối thiểu, và lợi ích từ các công việc đường được tính cho toàn bộ thời gian phân tích Giá trị hiện tại thuần (NPV) được xác định từ tổng chênh lệch chi phí giữa các phương án đầu tư và phương án cơ bản Tình trạng mặt đường trung bình trong suốt vòng đời dự án được thể hiện qua chỉ số độ ghồ ghề quốc tế (IRI).

1.7.2 Phân tích thời đoạn ngân sách

Việc xác lập Chương trình xây lắp không nên sử dụng phương pháp phân tích vòng đời dự án do tính không hợp lý trong việc xem xét quyết định đầu tư trong thời gian lập Chương trình (thường là 3 hoặc 5 năm) Thay vào đó, việc trì hoãn các công việc xây lắp cho giai đoạn sau sẽ không ảnh hưởng đến quyết định đầu tư, vì chi phí và mức độ giao thông trong 10 hoặc 20 năm tới không phải là yếu tố quyết định Phân tích ưu tiên hóa dài hạn gặp phải hạn chế như dự báo dòng xe không chính xác và sự thay đổi trong nguồn vốn Do đó, phương pháp phân tích thời đoạn ngân sách là phù hợp cho các mô hình như HDM-4 và HERS, giúp đơn giản hóa quy trình và giảm số lần chạy Chương trình, đặc biệt khi số lượng đoạn tuyến lớn Trong phân tích, hai phương án được so sánh: (1) thực hiện công việc đường trong thời gian ngân sách và (2) trì hoãn công việc sau thời đoạn ngân sách Lợi ích kinh tế được đánh giá qua việc so sánh giữa hai phương án này, ví dụ như việc bảo trì bằng lớp phủ bê tông nhựa so với cải tạo sau thời gian ngân sách.

1.7.3 Phân tích ưu tiên hóa

Mục đích của phân tích trong Chương trình xây lắp HDM-4 là lựa chọn các đoạn tuyến cần đầu tư để tối ưu hóa hàm mục tiêu trong điều kiện ngân sách hạn chế Đồng thời, phân tích chiến lược toàn bộ mạng lưới đường giúp xác định loại công việc phù hợp cho từng nhóm đường nhằm tối đa hóa lợi ích kinh tế và xác định nguồn vốn cần thiết để đạt tiêu chí đường trong kế hoạch ngắn hoặc dài hạn Vấn đề chính trong phân tích chiến lược là tìm tổ hợp phương án đầu tư tối ưu hóa hàm mục tiêu với ngân sách hạn chế hoặc điều kiện mạng lưới đã xác định Cần lưu ý rằng các phương án đầu tư được tối ưu hóa là do người sử dụng ấn định trước, không phải tất cả các phương án khả thi Do đó, tối ưu hóa ở đây không phải là tối ưu hóa triệt để, mà chỉ là phương án tốt nhất trong số các phương án đã được so sánh.

HDM-4 sử dụng 3 hàm mục tiêu sử dụng cho các ứng dụng ở mức phân tích chiến lược và Chương trình, đó là:

Thời đoạn ngân sách §Çu t- ngay

Lợi ích từ việc đầu t-

Hình 1.5 Tính toán lợi ích các công việc trong thời gian phân tích

- Tối đa hoá lợi ích kinh tế dựa trên các chỉ tiêu kinh tế (như là giá trị hiện tại thuần (NPV) và IRR)

- Tối đa hoá việc cải thiện điều kiện mạng lưới (như là giảm độ gồ ghề)

- Tối thiểu hoá chi phí nhà quản lý để đạt được điều kiện mạng lưới như mục tiêu đề ra

Khi tối đa hóa lợi ích kinh tế, cần phân tích các phương án đầu tư cho các đoạn tuyến nhằm tối đa hóa NPV cho toàn mạng lưới, với điều kiện tổng chi phí tài chính luôn nhỏ hơn ngân sách có sẵn Tương tự, để cải thiện điều kiện mạng lưới đường, độ giảm giá trị độ gồ ghề cho mỗi đoạn tuyến (IRI*chiều dài đoạn tuyến) được sử dụng thay cho NPV Trong phân tích tối thiểu hóa chi phí, tiêu chí về tình trạng mạng lưới đường phải được xác định trước cho mỗi đoạn tuyến dựa trên trị số IRI trung bình dài hạn, và lưu ý rằng phân tích này chỉ áp dụng ở mức độ chiến lược.

Kết luận Chương 1

Phân tích kinh tế đóng vai trò then chốt trong việc lựa chọn các phương án bảo trì, từ đó giúp tối ưu hóa quyết định đầu tư cho các dự án, đảm bảo mang lại hiệu quả cao nhất.

Mô hình HDM-4 được ứng dụng trong việc phân tích kinh tế các phương án bảo trì tại tỉnh Thanh Hóa, nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư cho các công trình giao thông Chương 2 của luận văn sẽ trình bày chi tiết về trình tự thực hiện và cơ sở dữ liệu chung được sử dụng trong quá trình phân tích này.

PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU

Mô hình phân tích hiệu quả kinh các phương án bảo trì

Phân tích hiệu quả kinh tế các phương án bảo trì giúp nhà quản lý đưa ra quyết định đầu tư hợp lý, nâng cao hiệu quả cho công tác duy tu bảo trì các tuyến đường Điều này không chỉ khắc phục tình trạng hiện tại mà còn đảm bảo công tác bảo trì được chia đều và hợp lý theo số km đường.

Việc đánh giá lựa chọn phương án bảo trì được thực hiện theo mô hình sau:

Xây dựng các phương án đầu tư, bảo trì

Các quyết định đầu tư

Kết luận và kiến nghị

Phân tích hiệu quả kinh tế sử dụng mô hình

Xây dựng cơ sở dữ liệu cho phân tích hiệu quả đầu tư

Hình 2.1 Mô hình thực hiện phân tích

Mô hình đề xuất là công cụ quan trọng trong việc đánh giá và lựa chọn phương án, giúp lượng hóa và so sánh các chỉ tiêu đánh giá Quy trình này bao gồm thu thập, xử lý và phân tích số liệu, thực hiện các tính toán, cũng như phối hợp và tổ chức công việc trong suốt quá trình đánh giá và lựa chọn.

Cơ sở dữ liệu để phục vụ tính toán

Cơ sở dữ liệu đầu vào cho Chương trình HDM-4 bao gồm thông tin về đặc trưng và tình trạng mạng lưới đường bộ cùng với lưu lượng giao thông Đối với đường rải mặt, đặc trưng như địa lý, độ rộng, loại mặt đường, độ dày, loại móng đường và các chỉ số cường độ được xem xét, trong khi chỉ số tình trạng bao gồm nứt, ổ gà, bong bật và độ gồ ghề Đối với đường chưa rải mặt, các đặc trưng như mặt đường đất hoặc cấp phối, hình học, kích cỡ hạt và chỉ số dẻo cũng được ghi nhận Tình trạng đường phụ thuộc vào độ dày cấp phối và thường được thu thập từ các phương tiện thống kê đường bộ với các biện pháp đo đạc cụ thể Dữ liệu về dòng giao thông, bao gồm đặc trưng và số lượng phương tiện, cũng được tích hợp vào các file đầu vào để chạy Chương trình HDM-4.

Chuẩn bị cơ sở dữ liệu (CSDL) cho phân tích là một quá trình phức tạp, bắt đầu bằng việc lựa chọn bộ dữ liệu phù hợp từ các tùy chọn hiện có để xác định các đoạn đường đề xuất Sau khi lựa chọn, dữ liệu cần được tổ chức và củng cố trước khi được chuyển đổi sang định dạng HDM-4.

Dự án đường trong "phân tích dự án sử dụng các đoạn đồng nhất" yêu cầu tổng chiều dài được xác định rõ ràng Các hạng mục dữ liệu cần thu thập sẽ phụ thuộc vào mô hình lựa chọn phương án Thông thường, các mô hình này đòi hỏi một lượng dữ liệu lớn cho mỗi phân đoạn tuyến, bao gồm các điều kiện đường và hệ thống thoát nước như thể hiện trong Hình 2.1.

Diện tích vết nứt, diện tích bong bật, độ sâu vệt lún bánh xe, diện tích phá hoại lề, số lượng các ổ gà, điều kiện thoát nước, v.v.

Chi tiết và đặc trưng về kết cấu mặt đường

Chiều rộng phần xe chạy và lề đường, số làn đường, kiểu thoát nước, cấp hạng đường, hình học đường, chiều dày các lớp kết cấu mặt đường, cùng với các chi tiết về nền và lớp móng là những yếu tố quan trọng trong thiết kế và xây dựng đường.

Lịch sử công việc bảo trì trước đây.

Trong những năm gần đây, công tác bảo trì đường bao gồm thảm bê tông nhựa, xử lý bề mặt, cải tạo và xây dựng lại đã được tiến hành Đánh giá điều kiện mặt đường dựa trên các tiêu chí như độ gồ ghề (IRI), độ võng, sức kháng trượt và cấu trúc bề mặt là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả giao thông.

Dữ liệu về giao thông

Lưu lượng trung bình hàng ngày và hàng tháng, cùng với hệ số tăng trưởng lưu lượng, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đơn giá chi phí Chi phí này bao gồm chi phí nhân công, vật liệu, máy móc và trang thiết bị Đặc trưng của dòng xe cũng cần được xem xét để đánh giá hiệu quả kinh tế.

Chi phí liên quan đến việc mua xe, bảo dưỡng, vận chuyển hàng hóa, thời gian lãng phí, tiêu hao nhiên liệu, hao mòn máy móc, thời gian hoàn vốn và tỷ số chi phí tài chính/kinh tế là những yếu tố quan trọng cần xem xét Bên cạnh đó, đặc trưng vùng khí hậu như lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm và tần suất lũ cũng ảnh hưởng lớn đến các quyết định đầu tư và quản lý chi phí trong lĩnh vực vận tải.

Cấp hạng đường Cấp hạng đường và lưu lượng giao thông

Dữ liệu định dạng Mức thay đổi của độ ghồ ghề, điều kiện mặt đường và cường độ Định dạng dòng giao thông

Chi phí công việc Đoàn xe

Cấp hạng đường Định dạng dữ liệu

Hình 2.2 Số liệu đầu vào yêu cầu cho phân tích sử dụng HDM-4

Tổng số có 159 tham số dữ liệu mạng lưới đưa ra của HDM-4

(Chi tiết các chỉ tiêu có phụ lục 1 kèm theo)

- Các chỉ tiêu HDM-4 yêu cầu xác định cho mặt đường nhựa gồm: 99 chỉ tiêu

+ Chỉ tiêu chung: mã hiệu từ 128 ; 76; 152; 157 ; 158 ; 159

+Chỉ tiêu riêng: mã hiệu từ 3044; 75 ; 7784 ; 9199 ; 101119 ; 121 

+ Chỉ tiêu gộp : mã hiệu 29 ; 120

2.2.1 Xác định các số liệu đầu vào

Số liệu dầu vào được xác định từ thông tin của các công ty quản lý đường bộ và hồ sơ thiết kế, hoàn công của các dự án liên quan Các số liệu này được phân loại thành các nhóm cụ thể như thể hiện trong Hình 2.3.

Số liệu về hư hỏng các dạng hư hỏng

Số liệu về mặt đường

Số liệu về giao thông (đoàn xe)

Số liệu đặc trưng của các khu vực như khí hậu, độ ẩm

Số liệu về đơn giá

Số liệu về tiêu chuẩn áp dụng

CSDL để phục vụ phân tích

Hình 2.3 Hệ thống các dữ liệu đầu vào của HDM-4 a Số liệu về giao thông đoàn xe:

- Phân chia đoàn xe (các loại xe)

- Tỷ lệ tăng trưởng % so hàng năm

- Lưu lượng giao thông hàng năm (AA DT)

- Ghi chép về giao thông hàng năm b Số liệu về mặt đường:

- Vị trí công trình, đoạn đường (lý trình)

- Kết cấu mặt đường c Số liệu về hư hỏng

- Vết nứt (tỷ lệ % diện tích mặt đường)

- Chiều sâu việt lún, tính TB d Số liệu đơn giá:

- Số liệu mặc định bảo dưỡng

- Chi phí phương tiện e Tiêu chuẩn công việc thích hợp

- Tiêu chuẩn nâng cấp f Số liệu về khí hậu

2.2.2 Phương pháp xác định các số liệu đầu vào

- Sưu tầm các tài liệu cần thiết như hồ sơ KSTK, Hồ sơ hoàn công, Hồ sơ quản lý đường

- Lập đề cương điều tra và thu thập dữ liệu

- Chuẩn bị dụng cụ và thiết bị đo

* Công tác điều tra trên tuyến:

- Đo cao bằng máy thuỷ bình

- Đo góc bằng máy kinh vĩ loại: theo 020

- Đo độ dài bằng xe đo cự ly LRTP

- Đếm xe bằng thiết bị đếm xe

- Nhập dữ liệu để lưu trữ

- Khoan lấy mẫu kết cầu mặt đường bằng máy khoan NIROLS

- Kiểm tra độ gồ ghề IRI bằng máy đo ROMDAS lắp trên xe ô tô

- Kiểm tra mô đun đàn hồi bằng cần Benkelman và bằng thiết bị động FWD

- Đo độ nhám mặt đường bằng phương pháp rắc cát theo tiêu chuẩn TCN 65-84

- Các động tác điều tra khác tiến hành bằng phương pháp điều tra trực tiếp (bằng thủ công)

- Thu nhập điều tra các hồ sơ liên quan

- Tổng hợp chỉnh lý số liệu

- Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của mẫu đất nền…

Các số liệu đầu vào được xác định dựa trên hồ sơ thiết kế và hoàn công của các dự án, cũng như thông tin từ các công ty quản lý đường bộ.

Bảng 2.1 Tên các dữ liệu đầu vào

TT Mã HDM-4 Tên dữ liệu đầu vào Phương pháp thu thập

2 3 Tên quốc lộ Lấy theo hồ sơ quản lý

3 Điểm đầu (Mã liên kết) Ghi điểm bắt đầu

4 Điểm cuối (Mã liên kết) Tương tự điểm đầu

6 8 Vùng khí hậu Ghi tên một trong bốn vùng khí hậu

7 9 Dạng bề mặt đường (kiểu mặt đường)

Ghi theo mẫu quy định

8 10 Loại kết cấu mặt đường Ghi theo mẫu quy định

9 11 Chiều dài đoạn đường (m hoặc km)

Ghi chiều dài thực đo

10 12 Bề rộng mặt đường (m) Ghi chiều dài thực đo

11 13 Bề rộng lề đường (m) Ghi chiều rộng thực đo

12 14 Số làn xe (số nguyên) Ghi theo KS thực tế

13 15 Lưu lượng xe tính đổi về

AADT (xe con) của xe cơ giới (xe/ng đêm)

Lưu lượng xe cơ giới/ngày đêm TB/1 năm cho cả 2 hướng

14 16 Lưu lượng xe không cơ giới

Không cơ giới/ngày đêm TB/1 năm cho cả 2 hướng

15 17 Năm đếm xe (Số ng) Ghi năm 2001

16 18 Hướng lưu thông (số chiều xe chạy - số nguyên)

Chiều ngược, chiều xuôi và 2 chiều

17 19 Tổng tuyệt đối độ chênh cao

Phải đo đạc, khảo sát thực tế hiện trường

18 20 Số đoạn tuyến đổi dốc (Số nguyên, số/km)

Dùng máy thuỷ bình để đo

19 21 Trị số siêu cao TB các đoạn (Số nguyên, No/km)

20 22 Tổng tuyệt đối góc chuyển hướng (Số thực - độ/km)

21 24 Tốc độ cho phép (Số ng - km/h)

Lấy theo cấp kỹ thuật của tuyến

22 29 Loại vật liệu bề mặt(Số nguyên) Điều tra thực tế trên tuyến và ghi theo mẫu

23 30; 47; 90 Bề dày lớp mặt trên cùng (Số nguyên - mm)

24 31 Tổng bề dày các lớp mặt ở dưới

25 32 bề dày lớp móng gia cố của đường (Số nguyên - mm)

26 33; 59 Môdun đàn hồi của vật liệu móng (Số ng - Gpa)

Môdun đàn hồi dùng cho móng gia cố

27 38 Mùa đo độ võng TRUE - cho mùa khô;

(Lấy giá trị trung bình)

Số dọc ở tâm chậu võng FWD đo 2 điểm/km

(Độ võng quy đổi về 30 0 C - 22TCN-211-93)

(Theo điều 16/5 Quy trình KS22-TCN)

30 45 Loại đất nền (Loại nền đường - số, nguyên) Điều tra cụ thể tại hiện trường và ghi theo mẫu

31 46 Môdun đàn hồi vật liệu nền

(Gpa) Điều tra và nhận dạng vật liệu 22 TCN-211-93

Lấy theo hồ sơ hoàn công Khoa 2 điểm/1km

59 Môdun đàn hồi lớp móng Lấy theo hồ sơ hoàn công

35 60 Loại móng (Số ng) Điều tra ghi theo mẫu

36 61 Lớp móng có tính thấm nước không (logic)

62 Năm xây dựng (Số ng) Ghi theo HS hoàn công

37 63 Kích thước hạt Max vật liệu mặt (Số thực - mm)

Lấy theo HSHC hoặc (TN

38 77 Tỷ lệ % diện tích mặt bị nứt -

Lấy theo báo cáo cảu cơ quan quản lý đường

39 78 Số % diện tích mặt bị bong tróc

Lấy theo báo cáo của cơ quan quản lý đường

40 79 Số ổ gà tiêu chuẩn - Số thực S 0,1m 2 , sâu 0,1m Điều tra, KS thực tế tại hiện trường

Số thực m 2 /km Điều tra, khảo sát thực tế tại hiện trường

42 81 Vệt lún vệt bánh xe

(Chiều sâu, số ng - mm) Đo bằng thước 2m đặt ngang đg, 5 điểm/1km

43 82 Độ nhám mặt đường (Số ng - Theo HSHC - Dùng

TT Mã HDM-4 Tên dữ liệu đầu vào Phương pháp thu thập mm) phương pháp rắc cát

44 83 Độ chống trơn trượt (Số thực) Theo HSHC - Dùng TB

45 84 Tình trạng hệ thống thoát nước

(1- Tốt; 2-TB, ) Điều tra và ghi theo mẫu quy định

90 Độ dày của lớp cấp phối

Năm xây dựng - Số ng Là năm XD mới hoặc XD lại lần cuối cùng

Năm cuối cùng hoàn thành việc láng nhựa

Năm cuối cùng h/thành việc láng nhựa 1 lớp

49 96 Năm cải thiện cuối cùng

Thảm dày, cào bóc và thay thế bù vệt lún

50 120 Số lượng các làn xe hiệu quả

Số lượng bằng chiều rộng mặt xe chạy/2,75m

51 121 Thời gian ổ gà tồn tại

Thời gian ổ gà tồn tại theo mẫu

52 140 Xác định độ gồ ghề mặt đường

(logic) Đo máy đo độ gồ ghề ROMDAS đặt xe con

53 143 Xác định độ gồ ghề Min

Xác định qua KS thực tế xác định bằng m/km Máy đo ROMDAS

54 144 Xác định độ gồ ghề Max

(Số nguyên m/km) Đo máy đo độ gồ ghề ROMDAS đặt xe con

Có lề 2 bên - ghi 2, vìa hè không coi là lề

56 150 Độ chênh cao mặt và lề

Chênh cao mép mặt nhựa

(Số nguyên) Điều tra cụ thể và ghi theo mẫu quy định

58 152 Chênh cao của đường so mực nước biển (Số thực - m)

59 157 Có làn dành riêng cho xe không cơ giới (logic)

Có/không: Điều tra tại hiện trường

60 158 Số làn xe thô sơ (Số ng) Điều tra tại hiện trường

61 159 Loại mặt làn xe thô sơ

KS tại hiện trường, ghi theo mẫu quy định.

Trình tự thực hiện phân tích

Sau khi xây dựng CSDL phục vụ cho phân tích trình tự thực hiện phân tích hiệu quả các phương án bảo trì theo Hình 2.4

Số liệu đầu vào của phương án phân tích

Các phương án bảo trì

Chạy HDM4 phân tích hiệu quả của các phương án bảo trì

Quyết định thực hiện các phương án bảo trì

Kết quả chạy HDM4 gồm các chỉ tiêu kinh tế NPV, IRR, B/C, TTC, và biểu đò lưu lương ảnh hưởng các chỉ tiêu

Công tác bảo trì

Nghiên cứu này xem xét các phương án bảo trì đường, bao gồm bảo trì định kỳ theo điều kiện mặt đường và bảo trì thường xuyên Bảo trì thường xuyên bao gồm công tác bảo trì hệ thống thoát nước hàng năm và xử lý 100% ổ gà khi số lượng vượt quá 2, cùng với việc xử lý vết nứt khi diện tích vượt quá 5% Các biện pháp bảo dưỡng định kỳ bao gồm xử lý láng một lớp (SDST) dày 1,5 cm hoặc láng nhựa hai lớp (DBST) dày 2,5 cm khi tổng diện tích thiệt hại vượt quá 10%, 20% hoặc 30% Thảm lớp bê tông nhựa (BTN) được áp dụng với độ dày từ 3 đến 7 cm tương ứng với độ gồ ghề (IRI) từ 3 đến 8 m/km Khoảng cách tối thiểu giữa hai lần thực hiện láng nhựa và thảm BTN là 4 và 5 năm Công việc bảo trì được thực hiện theo thời gian cụ thể cho SDST, DBST và thảm BTN.

Cơ sở phân tích kinh tế lựa chọn các phương án bảo trì

Phân tích kinh tế dòng thời gian của chi phí và lợi nhuận giúp so sánh hiệu quả kinh tế của các phương án đầu tư khác nhau, từ đó cung cấp tiêu chuẩn cần thiết cho quyết định đầu tư Việc xác định thời điểm thực hiện và thời gian thích hợp cho các lựa chọn là rất quan trọng Ngoài ra, phân tích kinh tế còn hỗ trợ trong việc điều tra các tiêu chuẩn kỹ thuật và chiến lược thực hiện tiếp theo cho quyết định đầu tư cụ thể Từ góc độ này, việc lựa chọn phương án tối ưu trở nên rõ ràng hơn.

Tối đa hóa giá trị hiện tại ròng (NPV) là phương pháp được áp dụng khi cần lựa chọn một tập hợp các khoản đầu tư trên một số đoạn đường nhằm tối ưu hóa NPV.

Để tối đa hóa cải tạo hiện trạng mạng lưới đường, NPV được tính bằng tích của số gia (giảm) độ ghồ ghề trên từng đoạn đường nhân với chiều dài đoạn đường (ΔIRI * Chiều dài) Quá trình tính toán này tương tự như quá trình tối đa hóa giá trị hiện tại ròng.

Tối đa hóa chi phí công tác đường bộ nhằm đạt được mục tiêu hiện đại hóa hạ tầng giao thông Quá trình tối ưu hóa sẽ lựa chọn phương án thực hiện công tác đường sao cho chỉ số IRI trung bình bằng hoặc thấp hơn chỉ tiêu IRI đã đề ra, đồng thời đảm bảo tổng chi phí tài chính ở mức thấp nhất.

Các lựa chọn công việc cải tạo và bảo dưỡng đường được xác định cho từng đoạn đường, bao gồm trường hợp cơ bản và trường hợp tối thiểu, thường là bảo dưỡng thường xuyên tối thiểu Lợi nhuận từ các lựa chọn này được tính toán qua so sánh dòng chi phí kinh tế dự đoán trong từng năm Chất lượng đi lại trong chu kỳ tuổi thọ trung bình được thể hiện qua chỉ số độ ghồ ghề quốc tế (IRI), cũng được tính cho từng lựa chọn.

Các tiêu chí xác định kinh tế:

Các chỉ số kinh tế sau được tính từ dòng thời gian lợi nhuận hoặc chi phí theo tỷ lệ chiết khấu do người sử dụng xác định:

- Giá trị hiện tại ròng – NPV

- Tỷ lệ hoàn vốn nội bộ - IRR

- Tỷ lệ Chi phí/ Lợi nhuận – B/C

- Tổng chi phí giao thông – TTC

So sánh kinh tế giữa các phương án lựa chọn khác nhau, bao gồm:

- Giảm chi phí và lợi nhuận hàng năm so với một năm cơ sở được chọn

- So sánh dòng thời gian chi phí đối với từng cặp phương án lựa chọn

Để đánh giá hiệu quả kinh tế, cần tính toán các chỉ số quan trọng như giá trị hiện tại ròng (NPV), tỷ lệ hoàn vốn nội bộ (IRR), và tỷ lệ chi phí - lợi nhuận Đặc biệt, cần chú ý đến lợi nhuận năm đầu tiên và tổng chi phí giao thông để có cái nhìn tổng quát về tính khả thi của dự án.

2.5.1 Giá trị hiện tại ròng – NPV

Giá trị hiện tại ròng (NPV) của một lựa chọn đầu tư thứ m liên quan đến lựa chọn cơ sở n được xác định là tổng lợi nhuận hoặc chi phí ròng hàng năm đã được chiết khấu.

Lợi nhuận kinh tế ròng của lựa chọn đầu tư thứ m trong năm thứ y liên quan đến lựa chọn cơ sở n được xác định bởi tỷ lệ chiết khấu % Năm phân tích được đánh dấu từ y = 1 đến Y, phản ánh hiệu quả đầu tư qua các giai đoạn khác nhau.

Giá trị hiện tại ròng (NPV) cao hơn cho thấy lựa chọn đầu tư thứ m mang lại lợi nhuận cao hơn so với lựa chọn cơ sở Khi không bị giới hạn ngân sách, việc lựa chọn giữa hai phương án đầu tư dựa trên NPV là phương án tối ưu nhất Đầu tư lớn hơn thường dẫn đến NPV cao hơn.

2.5.2 Tỷ lệ hoàn vốn nội bộ - IRR

Tỷ lệ hoàn vốn nội bộ (IRR) là tỷ lệ chiết khấu mà tại đó NPV = 0 và tính với ẩn số với r 0 :

Để xác định r 0, người ta sử dụng phương pháp tính NPV với tỷ lệ chiết khấu 5%, trong khoảng từ -95% đến +900%, thông qua nội suy tuyến tính Tùy thuộc vào bản chất của dòng lợi nhuận ròng NBy(m-n), có thể xuất hiện một đáp số, nhiều đáp số hoặc không có đáp số nào.

IRR không xác định rõ ràng phạm vi chi phí hoặc lợi nhuận của một khoản đầu tư, mà chỉ cung cấp một chỉ số về khả năng sinh lợi - giá trị càng cao càng tốt Nếu IRR tính được vượt quá tỷ lệ chiết khấu trong quá trình lập kế hoạch, điều này cho thấy đầu tư sẽ mang lại hiệu quả kinh tế.

2.4.3 Tỷ lệ Chi phí/ Lợi nhuận – BCR

Tỷ lệ chi phí lợi nhuận (BCR) của lần lựa chọn đầu tư thứ m liên quan đến lựa chọn cơ sở thứ n là tỷ lệ được tính như sau:

BCR(m-n) Tỷ lệ chi phí lợi nhuận của lần lựa chọn đầu tư thứ m liên quan đến lựa chọn cơ sở n

NPV(m-n) là tổng lợi nhuận ròng đã chiết khấu từ lựa chọn đầu tư thứ m, liên quan đến cơ sở thứ n Đây thể hiện giá trị hiện tại ròng tại tỷ lệ chiết khấu r.

Cm Tổng quản chi phí đã chiết khấu của lần lựa chọn đầu tư thứ m

Nếu NPV(m-n) = 0, thì (NPV/C) (m-n) cũng bằng 0, cho thấy khả năng sinh lợi của lựa chọn đầu tư thứ m so với lựa chọn cơ sở thứ n tại tỷ lệ chiết khấu cụ thể Các phương pháp này giúp giảm sự không cân bằng của NPV đối với các lựa chọn đầu tư lớn hơn Tuy nhiên, giống như IRR, chúng không cung cấp thông tin về phạm vi chi phí hoặc lợi nhuận liên quan.

Kết luận Chương 2

Phương pháp tính toán đưa ra các chỉ tiêu

1 Đưa ra chi phí vận tải TTC của từng phương án duy tu; Dựa vào kết quả này, ta chọn được hình thức duy tu tối ưu tương ứng từng với từng lưu lượng giao thông

2 Đưa ra các chỉ tiêu kinh tế đối với từng phương án duy tu đưa vào phân tích như là: NPV, IRR, B/C

3 Đánh giá được sự biến đổi chỉ số độ gồ ghề IRI trước và sau khi duy tu định kỳ ứng với từng gía trị lưu lượng

Kết quả tính toán cung cấp cho nhà đầu tư và người quyết định đầu tư cơ sở vững chắc để lựa chọn các dự án mang lại hiệu quả đầu tư tối ưu Nội dung này sẽ được phân tích chi tiết trong Chương 3 của bài viết.

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN BẢO TRÌ QUỐC LỘ 47 TỈNH THANH HÓA

Giới thiệu chung mạng lưới giao thông tỉnh Thanh Hóa

Thanh Hoá, nằm ở cực Bắc miền Trung, cách Hà Nội 150 km về phía Nam và TP Hồ Chí Minh 1.560 km, giáp với các tỉnh Sơn La, Hoà Bình, Ninh Bình, Nghệ An và nước Lào Vị trí chiến lược của Thanh Hoá kết nối Bắc Bộ với Trung Bộ, cùng với hệ thống giao thông thuận lợi như đường sắt Xuyên Việt, đường Hồ Chí Minh, và các quốc lộ lớn, tạo điều kiện cho lưu thông Bắc - Nam Thanh Hoá cũng có cảng biển nước sâu Nghi Sơn và hệ thống sông ngòi phát triển Hiện nay, sân bay Sao Vàng đang hoạt động và dự kiến sẽ có thêm sân bay quốc tế gần biển để phục vụ Khu kinh tế Nghi Sơn và khách du lịch.

Hình 3.1 Bản đồ giao thông vận tải tỉnh Thanh Hóa

Thanh Hoá sở hữu một mạng lưới giao thông vận tải đa dạng, bao gồm các phương thức như đường sắt, đường bộ, đường sông và đường biển, trong đó đường bộ đóng vai trò chủ chốt.

Hệ thống giao thông vận tải (GTVT) tỉnh Thanh Hoá còn nhiều hạn chế so với cả nước, chưa đáp ứng được yêu cầu của công nghiệp hoá - hiện đại hoá Cải thiện cơ sở hạ tầng GTVT là ưu tiên hàng đầu của tỉnh, nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, giảm nghèo, tăng cường ổn định chính trị và đảm bảo an ninh quốc phòng.

Tính đến ngày 30/6/2010, tổng chiều dài mạng lưới đường bộ đạt 21.071 km Trong đó, loại trừ 10.489,5 km đường thôn xóm, 1.023,41 km đường giao thông kết hợp với đường đê, 738 km đường đô thị, 276,24 km đường chuyên dùng và 159,87 km đường tuần tra biên giới, mạng lưới giao thông thiết yếu còn lại là 8.384,3 km.

- Quốc lộ: 793 km chiếm 9,46%/8.384,3km

- Đường tỉnh: 1.023,3 km, chiếm 12,24%/8.384,3km

- Đường huyện: 1.959,5 km chiếm 23,36%/8.384,3km

- Đường xã: 4.608,5 km chiếm 54,94%/8.384,3km [11]

Giới thiệu chung các tuyến QL do Sở GTVT Thanh Hóa quản lý

Sở GTVT tỉnh Thanh Hóa hiện đang được Tổng cục đường bộ Việt Nam giao nhiệm vụ quản lý và khai thác ba tuyến Quốc lộ, bao gồm Quốc lộ 15A đi qua tỉnh Thanh Hóa, Quốc lộ 47 và Quốc lộ 217.

Quốc lộ 47 dài 61 km, là trục đường ngang quan trọng nối liền hướng Đông - Tây Tuyến đường bắt đầu từ ngã tư giao với đường Nguyễn Du tại thị xã Sầm Sơn (Km0+00) và kết thúc tại thị trấn Lam Sơn, huyện Thọ Xuân, giao với đường Hồ Chí Minh (Km161+057) Quốc lộ 47 đi qua các địa phận như thị xã Sầm Sơn, huyện Quảng Xương, TP Thanh Hóa, huyện Đông Sơn, Triệu Sơn và huyện Thọ Xuân.

Quốc lộ 15A dài 114km, nối Hoà Bình với Thanh Hoá, bắt đầu từ Km28+00 tại huyện Quan Hoá và kết thúc tại Km114+00 giao với đường mòn Hồ Chí Minh ở huyện Ngọc Lặc Tuyến đường đi qua các huyện Quan Hoá, Bá Thước, Lang Chánh và Ngọc Lặc, đã được đầu tư nâng cấp đạt tiêu chuẩn đường cấp IV và V miền núi, phục vụ phát triển kinh tế địa phương và vận tải quá cảnh Tuy nhiên, hiện nay một số đoạn của quốc lộ này đã bị xuống cấp, đặc biệt là mặt đường hư hỏng nặng do quá trình sử dụng và tác động của thiên nhiên.

Quốc lộ 217 dài 195 km, kết nối vùng đồng bằng ven biển phía đông bắc với vùng núi phía tây tỉnh Thanh Hoá Điểm đầu tại km0+00 giao với Quốc Lộ 1A ở thị trấn Đò Lèn, huyện Hà Trung, và điểm cuối tại km195+00 tại cửa khẩu quốc tế Na Mèo, huyện Quan Sơn, nối tiếp với QL6 của Lào Tuyến đường đi qua 6 huyện: Hà Trung, Vĩnh Lộc, Cẩm Thuỷ, Bá Thước, Quan Hoá và Quan Sơn Trong những năm qua, Quốc lộ 217 đã được đầu tư nâng cấp đạt tiêu chuẩn đường cấp IV và V miền núi, phục vụ nhu cầu vận tải và phát triển kinh tế của các địa phương.

3.2.1 Số liệu 03 tuyến Quốc lộ do Sở GTVT tỉnh Thanh Hóa quản lý

Dữ liệu phân tích được thu thập từ hồ sơ hoàn công của các dự án trên các tuyến Quốc lộ và thông tin từ công ty quản lý đường bộ 1 Thanh Hóa.

Dự án Nâng cấp Mạng lưới Giao thông Tiểu vùng Mê kông mở rộng (GMS) phía Bắc thứ 2, bao gồm việc nâng cấp Quốc lộ 217 giai đoạn 1, đã được Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt đầu tư theo Quyết định số 2814/QĐ-BGTVT ngày 27 tháng 9 năm 2010.

Dự án nâng cấp Quốc lộ 15 (tiểu dự án 3) tại tỉnh Thanh Hóa có tổng chiều dài 56 km, kéo dài từ Km 53+00 đến Km 109+00 Dự án này đã được Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt đầu tư theo Quyết định số 2793/QĐ-BGTVT vào ngày 23 tháng 9 năm 2010.

Dự án nâng cấp Quốc lộ 47 đoạn Km0 – Km31+260 đã được Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt, bao gồm hai tiểu dự án: Tiểu dự án 1 nâng cấp đoạn Km0 – Km15 theo quyết định số 1148/QĐ-BGTVT ngày 06/5/2009 và Tiểu dự án 2 nâng cấp đoạn Km19+900 – Km31+260 theo quyết định số 3520/QĐ-BGTVT ngày 10/12/2010.

(Số liệu hục vụ đánh giá hiệu quả kinh tế các phương án bảo trì theo phụ lục 3 kèm theo) 3.2.2 Đơn giá công tác bảo trì

Đơn giá công tác bảo trì được xác định dựa trên các định mức xây dựng cơ bản, cụ thể là định mức số 1778/BXD-VP ngày 17/8/2007 của Bộ Xây dựng và đơn giá xây dựng cùng thông báo giá tháng 9/2012 của Liên Sở Xây dựng và Tài chính Thanh Hóa.

Bảng 3.1 Đơn giá chi phí của các công việc bảo trì

Công tác bảo trì Đơn vị Đơn giá (USD/Đơn vị) Kinh tế Tài chính

Bảo trì hệ thống thoát nước km 320 380

Bảng 3.2 Các số liệu cơ bản của đoàn xe đặc trưng

Chiều dài đi km/năm

Thời gian làm việc (giờ)

Thời hạn sử dụng (năm)

Chi phí ban đầu ($USD)

Chi phí xăng dầu ($USD)

Xe tải trung bình (2 trục) 7,50 6 0,50 40.000 1.600 12 38.370 140

Nguồn: TS Đinh Văn Hiệp, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường[9]

3.2.4.Hiệu chỉnh mô hình HDM-4

Mô hình HDM-4 cần được điều chỉnh theo điều kiện cụ thể của tỉnh Thanh Hóa, khu vực nhiệt đới ẩm, để nâng cao độ tin cậy Quá trình hiệu chỉnh được chia thành ba cấp độ tùy thuộc vào khả năng và dữ liệu sẵn có Trong nghiên cứu này, hiệu chỉnh được thực hiện ở Cấp I, tập trung vào việc xem xét các dữ liệu kỹ thuật như độ gồ ghề, tuổi thọ, và các hệ số điều chỉnh liên quan đến môi trường và hư hỏng Kết quả hiệu chỉnh cho thấy ảnh hưởng của điều kiện môi trường và khí hậu tại Việt Nam, được tóm tắt trong Bảng 3.5.

Bảng 3.5 Hệ số hiệu chỉnh sự thay đổi độ gồ ghề theo điều kiện môi trường

Yếu tố môi trường Khu vực nhiệt đới

K ge là yếu tố điều chỉnh sự xuống cấp độ gồ ghề theo môi trường, được tính bằng công thức K ge = m × km / 0.023 Trong đó, m là hệ số môi trường, còn km là hệ số phụ thuộc vào công tác xây dựng và hệ thống thoát nước, với giá trị được chọn là 0.9 cho điều kiện tại Việt Nam.

Bảng 3.6 trình bày hệ số hiệu chỉnh sự thay đổi độ gồ ghề theo điều kiện môi trường, với đặc trưng thời tiết và yếu tố điều chỉnh sự nảy sinh vết nứt, Kci.

Yếu tố điều chỉnh quá trình nứt , Kcp=1/Kci

Khí hậu có mức ô-xi hóa trung bình 1.0 1.0

Khí hậu có mức độ ô-xi hóa thấp 1.1 0.9

Phân tích các phương án bảo trì cho Quốc lộ 47 tỉnh Thanh Hóa

Quốc lộ 47 tại tỉnh Thanh Hóa bắt đầu từ Km0 tại thị xã Sầm Sơn và đi qua các địa phận của thị xã Sầm Sơn, huyện Quảng Xương, TP Thanh Hóa, huyện Đông Sơn, huyện Triệu Sơn và huyện Thọ Xuân, với tổng chiều dài được chia thành 5 đoạn cụ thể.

Đoạn Km0-km12 từ Sầm Sơn đến TP Thanh Hóa có nền đường rộng 26 m, với mặt đường rộng 18 m (9 m x 2) Kết cấu mặt đường bao gồm BTN hạt mịn dày 5 cm trên lớp BTN hạt trung dày 7 cm Hiện tại, mặt đường xuất hiện một số vết nứt nhỏ, với cường độ mặt đường đạt từ 1300 daN/cm2 đến 1500 daN/cm2.

Hình 3.2 Hiện trạng QL 47 đoạn Km0-Km12

Đoạn Km 12 – Km 20 (Tp Thanh Hóa – Đông Sơn) có nền đường rộng 15m và mặt đường rộng 12m, với kết cấu mặt bằng BTN hạt mịn dày 5cm trên lớp BTN hạt trung dày 7cm, đảm bảo thoát nước tốt Tuy nhiên, hiện tại đã xuất hiện một số vết nứt rạn chân chim, với cường độ mặt đường dao động từ 900 daN/cm2 đến 1250 daN/cm2.

Đoạn Km20 – Km31 (Đông Sơn - Triệu Sơn) có nền đắp rộng 9m và mặt đường rộng 7m, với kết cấu mặt bằng BTN hạt mịn dày 5cm trên lớp BTN hạt trung dày 7cm, đảm bảo thoát nước tốt Tuy nhiên, hiện tại đã xuất hiện một số vết nứt rạn chân chim, với cường độ mặt đường đạt từ 900 daN/cm2 đến 1100 daN/cm2.

Đoạn Km31 – Km51 (Triệu Sơn – Thọ Xuân) có nền đắp rộng 12 m và mặt đường rộng 11 m, với kết cấu mặt bằng BTN hạt mịn dày 5 cm trên lớp BTN hạt trung dày 7 cm, đảm bảo thoát nước tốt Tuy nhiên, hiện tại đã xuất hiện một số vết nứt rạn chân chim, với cường độ mặt đường dao động từ 1300 daN/cm2 đến 1500 daN/cm2.

Đoạn Km51 – Km61 thuộc huyện Thọ Xuân có nền đắp rộng 9m và mặt đường rộng 7m, với kết cấu mặt bằng BTN hạt mịn dày 5cm trên lớp BTN hạt trung dày 7cm, đảm bảo thoát nước tốt Tuy nhiên, hiện tại đã xuất hiện một số vết nứt rạn chân chim, cường độ mặt đường dao động từ 900 daN/cm2 đến 1100 daN/cm2.

3.3.1 Lựa chọn số liệu điều tra nhập vào Chương trình HDM 4

Dựa trên quy mô và các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường sau khi hoàn tất điều tra và thu thập dữ liệu cầu đường, phần mềm HDM 4 sẽ được áp dụng cho quốc lộ 47 Tuyến đường được chia thành 5 đoạn, trong đó đoạn Km0-Km12 (Sầm Sơn – TP Thanh Hóa) có chiều dài 12 Km.

- Số làn xe 4 b Đoạn Km 12 – Km20 (Tp Thanh Hóa – Đông Sơn): Chiều dài đoạn 8 Km

- Bề rộng mặt đường TB: 12,0m; lề đường rộng mỗi bên 1,2m

- Số làn xe : 2 làn c Đoạn Km20 – Km31 (Đông Sơn - Triệu Sơn): Dài 11 Km

- Bề rộng mặt đường TB: 7,0m; lề đường rộng mỗi bên 1,5m

- Số làn xe : 2 làn d Đoạn Km31 – Km51 (Triệu Sơn – Thọ Xuân): dài 20 Km

- Bề rộng mặt đường TB: 11m; lề đường rộng mỗi bên 0,5m

- Số làn xe : 2 làn e Đoạn Km51 – Km61 (huyện THọ Xuân): Dài 10 Km

- Bề rộng mặt đường TB: 7m; lề đường rộng mỗi bên 1,5m

Bảng 3.7 Số liệu về tuyến

Ký hiệu đoạn QL47-01 QL47-02 QL47-03 QL47-04 QL47-05

Thanh Hóa – Đông Sơn Đông Sơn – Triệu Sơn

Chiều rộng mặt đường xe chạy(m)

Hướng giao thông 2 chiều 2 chiều 2 chiều 2 chiều 2 chiều

Yếu tố hình học (trước khi bảo trì)

Tổng độ chênh cao (m/km) 3 5 6 3 12

Tổng số dốc lên và xuống

Tổng góc chuyển hướng bằng (độ/km)

Vận tốc cho phép (km/h) 80 60 60 80 60

Bê tông nhựa 120 120 120 120 120 Độ gồ ghề quóc tế (IRI, m/km)

3.3.2 Các số liệu về dòng xe

Lưu lượng và tốc độ tăng trưởng giao thông được đưa ra ở Bảng 3.8

Bảng 3.8 Số liệu về giao thông

Tỷ lệ tăng xe (%) Đoạn 01 Đoạn 02 Đoạn 03 Đoạn 04 Đoạn 05 Từ 2013

3.3.3 Thời gian phân tích và hệ số chiếc khấu

Thời gian phân tích được thực hiện trong 15 năm, bắt đầu từ năm 2013 Hệ số chiết khấu áp dụng là 12%, dựa trên khuyến cáo của Ngân hàng Thế giới cho các quốc gia đang phát triển, trong đó có Việt Nam.

Hệ số quy đổi về năm đầu tiên của Tổng chi phí chí vận tải tính như sau: r) t

 (3.1) Trong đó: r là hệ số chiết khấu 12% t: Thời gian quy đổi về năm đầu tiên.

Các phương án đầu tư QL 47 – tỉnh Thanh Hóa

Thực hiện công việc sửa chữa thường xuyên (SCTX)

Nội dung các công việc tiến hành trong suốt quá trình đầu tư từ năm 2013 đến năm 2027 (15 năm):

- Vá ổ gà được thực hiện khi số lượng ổ gà ≥ 2 điểm/km Đơn giá tài chính cho 1m2 là 13.5 USD đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Láng vết nứt được thực hiện khi diện tích nứt ≥10% và lượng vết nứt ≥

15 điểm/1Km Đơn giá tài chính cho 1m2 là 1.51 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Nạo vét cống 1 lần /1 năm Đơn giá tài chính cho 1Km là 380 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

Thực hiện công việc Thảm BTN chặt dày 5cm khi IRI ≥ 5

- Công tác Thảm BTN chặt dày 5cm khi IRI ≥ 5 Đơn giá tài chính cho 1m2 là 13.38 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Nạo vét cống 1 năm 1 lần Đơn giá tài chính cho 1Km là 380 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Vá ổ gà khi số lượng ổ gà ≥2 điểm/Km Đơn giá tài chính cho 1m2 là 13.5 USD đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Láng vết nứt được thực hiện theo khi diện tích nứt ≥ 5% diện tích Đơn giá tài chính cho 1 m2 là 1.51 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

Thực hiện công việc Thảm BTN chặt dày 3cm khi IRI ≥ 5

- Công tác Thảm BTN chặt dày 3cm khi IRI ≥ 5 Đơn giá tài chính cho 1m2 là 8.07 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Nạo vét rãnh 1 năm 1 lần Đơn giá tài chính cho 1Km là 380 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Vá ổ gà khi số lượng ổ gà ≥2 điểm/Km Đơn giá tài chính cho 1m2 là 13.5 USD đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính

- Láng vết nứt được thực hiện theo khi diện tích nứt ≥ 5% diện tích Đơn giá tài chính cho 1 m2 là 1,51 USD, đơn giá kinh tế = 80% đơn giá tài chính.

Các phương án chạy theo Chương trình HDM-4

Để thực hiện chương trình và đánh giá ba phương án, chúng ta sẽ chọn một phương án làm gốc nhằm so sánh với hai phương án còn lại, từ đó rút ra những kết luận cần thiết.

Chúng ta chọn Phương án 1, chỉ thực hiện công việc SCTX, với mục tiêu tiến hành công tác bảo dưỡng thường xuyên ở mức thấp nhất.

* Chạy Chương trình cho toàn bộ đoạn Km0 đến Km61, QL47 – tỉnh Thanh Hóa cho cả 3 phương án

- So sánh PA1: Thực hiện công việc SCTX so sánh với PA2

- So sánh PA1: Thực hiện công việc SCTX so sánh với PA3

3.6 Kết quả các phương án chạy theo Chương trình HDM-4

(Kết quả chạy các phương án cụ thể Phụ lục 4 kèm theo)

1 Đưa ra chi phí vận tải TTC (Total Transport Cost) của từng phương án duy tu a Khi lưu lượng điều tra

* Phương án 1: Chỉ thực hiện công tác SCTX

Bảng 3.5 Kết quả phân tích phương án 1

Km12 Đoạn Km12 - Km20 Đoạn Km20 - Km31 Đoạn Km31 - Km51 Đoạn Km51- Km61

Phương án này chi phí vận tải TTC đạt giá trị 186.84 triệu USD

* Phương án 2 : Thực hiện SCTX kết hợp thảm BTN 5cm

* Phương án 3: Thực hiện SCTX kết hợp thảm BTN 3cm

Phân tích ba phương án cho thấy, phương án 2 thực hiện công việc Thảm BTN chặt dày 5cm khi IRI ≥ 5 có tổng chi phí thấp nhất là 170.64 triệu USD Phương án này cũng có tổng chi phí vận tải nhỏ nhất, do đó được lựa chọn Khi lưu lượng điều tra tăng 10%, phương án này vẫn giữ được ưu thế về chi phí.

* Phương án 1: Thực hiện công tác SCTX

Phân tích ba phương án cho thấy phương án 2, thực hiện công việc thảm BTN dày 5cm khi IRI ≥ 5, có tổng chi phí thấp nhất đạt 186.27 triệu USD Ngoài ra, tổng chi phí vận tải của phương án này cũng nhỏ nhất, vì vậy đây là phương án được lựa chọn Khi lưu lượng điều tra tăng 20%, phương án này vẫn giữ được tính khả thi và hiệu quả kinh tế.

* Phương án 1: Chỉ đầu tư công tác SCTX

Phân tích ba phương án cho thấy phương án 2, thực hiện thảm BTN dày 5cm khi IRI ≥ 5, có tổng chi phí tối thiểu là 197.92 triệu USD Đây là phương án có tổng chi phí vận tải thấp nhất và được lựa chọn, đặc biệt khi lưu lượng điều tra giảm 10%.

* Phương án 1: Chỉ đầu tư công tác SCTX

Kết quả phân tích cho thấy phương án 2, với việc thực hiện công việc Thảm BTN chặt dày 5cm khi IRI ≥ 5, có giá trị tổng thể thấp nhất đạt 155.57 triệu USD Phương án này cũng có tổng chi phí vận tải nhỏ nhất, do đó được lựa chọn là phương án tối ưu, đặc biệt khi lưu lượng điều tra giảm 20%.

* Phương án 1: Thực hiện công tác SCTX

Phương án này chi phí vận tải TTC tốt nhất đạt giá trị 143.07 triệu USD

Phân tích ba phương án cho thấy phương án 2, thực hiện công việc thảm BTN dày 5cm khi IRI ≥ 5, có giá trị tổng chi phí (TTC) thấp nhất là 143.07 triệu USD Đồng thời, tổng chi phí vận tải của phương án này cũng nhỏ nhất, vì vậy đây là phương án được lựa chọn.

Dựa vào kết quả phân tích, chúng tôi đã xác định được hình thức duy tu tối ưu phù hợp với từng mức lưu lượng giao thông khi tăng và giảm 10% và 20%, cũng như khi giảm lưu lượng xuống 10 lần Kết quả tổng hợp được trình bày trong Bảng 3.20.

Bảng 3.20 Lựa chọn phương án duy tu tối ưu

Lưu lượng Hình thức duy tu Tổng chi phí vận tải (Triệu USD)

Với số liệu điều tra của tuyến quốc lộ 47 như trên khi giảm lưu lượng dòng xe của các đoạn tuyến như Bảng sau 3.21:

Bảng 3.21 Lưu lượng xe trên các đoạn tuyến giảm

Ký hiệu đoạn QL47-01 QL47-02 QL47-03 QL47-04 QL47-05

Thanh Hóa – Đông Sơn Đông Sơn – Triệu Sơn

Kết quả phân tích các phương án bảo trì cụ thể như sau:

* Phương án 1: Thực hiện tư công tác SCTX

Phương án 1 cho việc sửa chữa thường xuyên (SCTX) với tổng chi phí vận tải TTC đạt 34.10 triệu USD là lựa chọn tối ưu hơn so với PA2 và PA3, vì vậy đây là phương án được chọn để thực hiện bảo trì.

Từ kết quả phân tích các phương án tương ứng với lưu lượng giao thông khác nhau Kết quả cụ thể như sau:

Khi lưu lượng giao thông thấp, việc duy tu thường xuyên kết cấu mặt đường là phương án tối ưu với chi phí tổng thể thấp nhất.

Khi lưu lượng giao thông cao, việc duy tu định kỳ là rất cần thiết Phương án tối ưu trong trường hợp này là kết hợp giữa duy tu thường xuyên và duy tu định kỳ Điều này không chỉ đảm bảo an toàn giao thông mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Khi điều chỉnh giá trị dòng xe trong khoảng -20% đến +20%, kết quả tính toán vẫn giữ nguyên, cho thấy phương pháp tính toán là chính xác Kết quả chỉ thay đổi khi lưu lượng giảm theo phương án đã tính toán.

Biểu đồ mối quan hệ TTC theo thời gian tương ứng với các mức độ giao thông khác nhau:

GLL20% GLL10% TLL20% TLL10% Ban đầu

Hình 3.2 Biểu đồ TTC theo ADDT

GLL20% GLL10% Ban đầu TLL10% TLL20%

Các đồ thị dưới đây minh họa mối quan hệ giữa Tổng chi phí vận tải (TTC) và hình thức duy tu theo từng lưu lượng Có thể thấy rằng, khi lưu lượng tăng lên, đỉnh của đường cong biểu diễn dịch chuyển gần về phía gốc tọa độ, cho thấy năm duy tu định kỳ xuất hiện sớm hơn.

1 Đưa ra các chỉ tiêu kinh tế đối với từng phương án duy tu đưa vào phân tích như là: NPV, IRR, B/C của các phương án so với phương án cơ sở là phương án 1

Bảng 3.21 Bảng kết quả các chỉ tiêu kinh tế NPV

Lưu lượng Hình thức duy tu NPV

Duy tu thường xuyên Thảm BTN 50mm 20.36 13.71 244.4 chọn Thảm BTN 30mm 16.9 19.38 322.3

3 Đánh giá được sự biến đổi chỉ số độ gồ ghề IRI sau khi duy tu định kỳ ứng với từng gía trị lưu lượng

Sự biến đổi độ gồ ghề IRI được thể hiện rõ hơn trên đồ thị

Hình 3.5 Độ ghồ ghề IRI đoạn 1 thay đổi theo thời gian

- Phương án tăng lưu lượng 10%

Hình 3.10 Độ ghồ ghề IRI đoạn 1 thay đổi theo thời gian khi ADDT tăng 10%

Hình 3.14 Độ ghồ ghề IRI đoạn 5 thay đổi theo thời gian khi ADDT tăng

- Phương án tăng lưu lượng 20%

- Phương án giảm lưu lượng 10%

Hình 3.20 Độ ghồ ghề IRI đoạn 1 thay đổi theo thời gian khi ADDT giảm 10%

- Phương án giảm lưu lượng 20%

Đánh các chỉ tiêu kinh tế khi thay đổi IRI và thay đổi lưu lượng ADDT

Dựa trên số liệu của Quốc lộ 47 đoạn Km 0 – Km 12 và ba phương án PA1, PA2, PA3, bài viết phân tích mối quan hệ giữa chỉ số IRI và các chỉ tiêu kinh tế như TTC, NPV, IRR và B/C Qua đó, xác định phương án bảo trì tối ưu nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất cho đoạn tuyến này.

- Giả thiết hiện trạng mặt đường còn tốt IRI = 3.5 m/km, xấu IRI = 5 m/km và rất xấu IRI = 8 m/km

Bảng 3.26 Kết quả tính toán TTC các phương án theo IRI

IRI = 3.5 (m/km) IRI = 5 (m/km) IRI = 8 (m/km) PA1

Bảng 3.27 Kết quả các chỉ tiêu kinh tế

IRI = 3.5 IRI = 5 IRI = 8 PA2 PA3 PA2 PA3 PA2 PA3

Từ kết quả Bảng trên cho thấy

Khi mặt đường đạt chất lượng tốt với chỉ số IRI = 3.5, phương án bảo trì 1 thông qua bảo dưỡng thường xuyên cho thấy hiệu quả kinh tế vượt trội, với tổng chi phí vận hành chỉ 35.46 triệu USD, là mức chi phí thấp nhất trong ba phương án bảo trì.

Khi mặt đường có chỉ số IRI = 5, phương án bảo trì 3, cụ thể là công tác thảm BTN dày 3cm, được chứng minh là mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất Với tổng chi phí vận doanh chỉ 37.65 triệu USD, phương án này có chi phí thấp nhất trong ba phương án bảo trì.

Khi mặt đường có chỉ số IRI = 8, phương án bảo trì 2, cụ thể là thảm BTN dày 5cm, được áp dụng khi IRI ≥ 5, cho thấy hiệu quả kinh tế cao nhất với tổng chi phí vận hành TTC chỉ 41.53 triệu USD, thấp nhất trong ba phương án bảo trì.

Khi mặt đường còn tốt, bảo dưỡng thường xuyên mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với bảo dưỡng định kỳ Tuy nhiên, khi mặt đường xuống cấp, bảo dưỡng định kỳ lại trở nên hiệu quả hơn về mặt kinh tế Cụ thể, với chỉ số IRI = 5, phương án bảo trì thảm BTN chặt dày 3cm cho thấy hiệu quả kinh tế cao nhất Tương tự, khi IRI = 8, phương án bảo trì thảm BTN chặt dày 5cm lại mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu.

Dựa trên số liệu của Quốc lộ 47 đoạn Km 12 – Km 20, ba phương án PA1, PA2 và PA3 đã được phân tích để đánh giá tác động của việc thay đổi giá trị ADDT đối với đoạn tuyến Km 12 – Km 20.

- Giả thiết ADDT lần lượt là thấp là 1000, trung bình là 3500 và cao là

7000, kết quả phân tích như bản sau:

Bảng 3.28 Kết quả tính toán TTC các phương án theo ADDT

Bảng 3.29 Kết quả các chỉ tiêu kinh tế

ADDT = 1000 ADDT = 3500 ADDT = 7000 PA2 PA3 PA2 PA3 PA2 PA3

Từ kết quả Bảng trên cho thấy

Khi lưu lượng giao thông thấp (ADDT00), phương án bảo trì 1, tức bảo dưỡng thường xuyên, cho thấy hiệu quả kinh tế cao nhất với tổng chi phí vận hành (TTC) chỉ 8.58 triệu USD, là mức chi phí nhỏ nhất trong ba phương án bảo trì.

Khi lưu lượng giao thông tăng (ADDT500 và ADDT p00), phương án bảo trì thường xuyên không còn hiệu quả kinh tế Thay vào đó, phương án bảo trì 2, với công tác thảm BTN dày 5cm khi IRI ≥ 5, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất Tổng chi phí vận doanh (TTC) lần lượt là 25.90 triệu USD và 49.99 triệu USD, là mức chi phí nhỏ nhất trong ba phương án bảo trì.

Với từng giá trị ADDT, chúng ta có những phương án bảo trì khác nhau Trong trường hợp lưu lượng giao thông thấp, bảo dưỡng thường xuyên sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với bảo dưỡng định kỳ Tuy nhiên, khi lưu lượng giao thông tăng, tình trạng mặt đường sẽ nhanh chóng yêu cầu các phương án bảo trì phù hợp.

Kết luận

Dự án nâng cấp QL47 tỉnh Thanh Hóa đã thể hiện hiệu quả đầu tư rõ rệt thông qua các chỉ tiêu như TTC, NPV và IRR, dựa trên cơ sở dữ liệu và phương pháp đánh giá được trình bày ở Chương 2 Việc có dự án này mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho khu vực.

Kết quả phân tích cho thấy phương án bảo trì hiệu quả về mặt kinh tế là PA2, thực hiện công việc Thảm BTN chặt dày 5cm khi chỉ số IRI ≥ 5, với tổng chi phí vận tải TTC ở mức thấp nhất.

- Công tác Thảm BTN chặt dày 5cm khi IRI ≥ 5

- Nạo vét cống 1 năm 1 lần

- Vá ổ gà khi số lượng ổ gà ≥2 điểm/Km

- Láng vết nứt được thực hiện theo khi diện tích nứt ≥ 5% diện tích.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ứng Dụng HDM-4 Trong Phân Tích Hiệu Quả Kinh Tế Phương Án Bảo Trì Các Tuyến Quốc Lộ Do Sở GTVT Tỉnh Thanh Hóa Quản Lý
Tác giả	Nguyễn Đình Như
Người hướng dẫn	TS. Đinh Văn Hiệp
Trường học	Trường Đại học Xây dựng
Chuyên ngành	Xây dựng Đường ô tô & Đường thành phố
Thể loại	luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Thanh Hóa

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	2,8 MB