Life-cycle cost assessment model for fiber reinforced polymer bridge deck panels

摘要

To enhance the application of fiber reinforced polymer (FRP) bridge deck panels in the infrastructure area, a practical method is required that would allow probable assessment of the life-cycle cost of advanced composite applications in construction compared with that of conventional materials, at various discount rates, while integrating the available reference data. The overall objective of this research is to develop a performance-based probable life-cycle cost assessment model for FRP bridge deck panels. The life-cycle cost assessment model for FRP bridge deck panels comprises a life-cycle performance module (module-1) and a life-cycle cost optimization module (module-2). The model thus developed in this paper can then be used for other applications of composites in construction. The objective of module-1 is to develop an analytical model that is capable of predicting the structural deterioration over time to assess the deterioration rating per year of FRP bridge deck panels. The objective of module-2 is to develop an analytical model that is capable of assessing the optimal life-cycle cost of FRP bridge deck panels. Three case studies were conducted to validate the logic and results of the process algorithm for the life-cycle cost assessment. The model will be very helpful for the construction industry in evaluating various material options and to justify or deny the feasibility of using composite materials on specific construction projects. Since the life-cycle cost assessment of composite materials in construction has not been dealt with as proposed, it is anticipated that many of the procedures and systems mentioned would include fundamental research and possible innovations.Key words: fiber reinforced materials, Monte Carlo method, life-cycle cost, performance valuation. Dans le but d'améliorer l'utilisation des panneaux de tabliers de ponts en polymères renforcés de fibres (PRF) dans les infrastructures, il faudrait une méthode pratique permettant d'évaluer le coût probable du cycle de vie des utilisations composites poussées dans la construction par rapport aux matériaux conventionnels, à divers taux de rabais, tout en intégrant les données de références disponibles. L'objectif global de cette recherche est de développer un modèle d'évaluation du coût probable du cycle de vie basé sur le rendement pour les de tabliers de ponts en PRF. Ce modèle comporte un module du rendement du cycle de vie (module 1) et un module d'optimisation du coût du cycle de vie (module 2). Le modèle présenté dans cet article peut aussi être utilisé pour d'autres utilisations de composites dans la construction. L'objectif du module 1 est de développer un modèle analytique pouvant prédire la détérioration structurale dans le temps afin d'évaluer le taux de détérioration par année des panneaux de tabliers de ponts en PRF. L'objectif du module 2 est de développer un modèle analytique pouvant évaluer le coût de cycle de vie optimal des panneaux de tabliers de ponts en PRF. Trois études de cas ont été effectuées afin de valider la logique et les résultats de l'algorithme de procédé pour l'évaluation du coût du cycle de vie. Le modèle sera très utile à l'industrie de la construction pour évaluer les diverses options de matériaux et de justifier ou non la faisabilité d'utiliser les matériaux composites dans des projets de construction spécifiques. Puisque l'évaluation du coût du cycle de vie des matériaux composites dans la construction n'a pas été réalisée tel que proposé, il est prévu que plusieurs procédures et systèmes mentionnés devront inclure une recherche fondamentale et les innovations possibles. Mots-clés : matériaux renforcés de fibres, méthode de Monte Carlo, coût du cycle de vie, évaluation du rendement.[Traduit par la Rédaction]