綠色低碳公路評價指標體系研究與應用

劉劍　　周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店　463000)

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綠色低碳公路評價指標體系研究與應用

劉劍周輝

(駐馬店市公路管理局，河南駐馬店463000)

摘要:為評價綠色低碳公路建設水平，從全壽命周期的角度出發，構建了綠色低碳公路評價體系，并用于綠色低碳公路綜合評分，從而確定公路綠色低碳等級，指出該評價體系指標具有較好的實用性與可考核性，便于綠色低碳公路的等級評價。

關鍵詞:低碳公路，節能減排，評價指標，層次分析，全壽命周期

公路交通運輸是國民經濟增長的先導性、服務性行業，是我國經濟和社會發展的重要基礎。而伴隨國家經濟實力的提升，公路交通建設水平得到極大改善，建設速度和效率極大提高。截止2013年年底，我國高速公路通車里程超過100 000 km，位居世界第一。然而，公路交通運輸在促進經濟發展的同時，卻也導致較為嚴重的環境問題，主要包括:1)公路干線建設階段消耗大量資源和能源，造成污染物大量排放，導致自然環境和生態破壞等; 2)公路交通運輸行業所產生的碳排放量占全球碳排放量的25%左右，僅次于電力、石化行業。

近年來，隨著全球環境問題和能源問題的加劇，低碳化可持續發展與節能減排越來越受人們的關注，成為社會共識。公路交通運輸行業作為能源消耗、生態破壞以及碳排放的主要行業，已成為低碳化與節能減排的重點領域。因此，探索綠色低碳公路建設模式、構建綠色低碳交通運輸體系已成為公路交通運輸行業降低能耗和減少碳排放的首要任務。

所謂綠色低碳公路是指在公路規劃、設計、施工、運營、養護、管理的階段，遵從綠色低碳的設計理念，通過優化設計方案、施工組織、運營管理模式以及采用新技術、新工藝、新材料，達到在公路全壽命周期內減少能源消耗與生態破壞、降低碳排放量、改善環境效益的公路建設目標［1］。為此，有必要開展綠色低碳公路評價體系的研究與建立工作，為綠色低碳公路的建設工作提供指導和依據［2-4］。但是，由于缺少足夠的工程全壽命周期的統計數據，目前針對綠色低碳公路評價的研究成果還比較少，仍需深入開展研究。

1　低碳公路全壽命周期評價體系構建

構建綠色低碳公路全壽命周期評價體系是通過基于公路全壽命周期管理的理念，建立綠色低碳公路規劃設計、施工建設及運營管理等階段中的評價指標與評價方法，制定綠色低碳公路等級劃分標準［5，6］。為科學評定綠色低碳公路等級，評價體系構建中應著重體現低碳公路的全壽命周期管理的要求，評價指標應系統、全面、易于收集、具有可比性，并且與低碳公路的技術指標相協調。

1．1評價指標體系的建立

根據綠色低碳公路全壽命周期不同階段節能減排的任務與特點，從規劃設計、施工建設與運營管理三個階段構建了綠色低碳公路的評價指標體系。評價指標體系分為主控指標與一般指標兩個層次，其中主控指標為參與綠色低碳公路評價的強制性、否決性項目，必須全部達到相關要求;一般指標為綠色低碳公路評價的主要評分項，在實際應用中可根據項目的特點及區域經濟地理特征予以調整。

綠色低碳公路全壽命周期評價的主控指標涵蓋規劃設計、施工建設與運營管理三個階段，共14項指標，見圖1。主控指標為強制性與否決性指標，不進行量化評價，但要根據綠色低碳公路建設要求對其是否實施以及實施的合規性進行評價。

圖1　綠色低碳公路全壽命周期評價體系主控指標

綠色低碳公路全壽命周期評價的一般指標共21項，涵蓋規劃設計、施工建設與運營管理三個階段，見表1。一般指標既包括定性指標，又包括定量指標，且由于定量指標的計量方法各不相同，相互間存在量綱上的差別。因此，應對各全壽命周期評價的一般指標進行無量綱化量化處理，使指標具有統一性。

表1　綠色低碳公路全壽命周期評價一般指標

1．2評價指標量化處理

對于定量評價指標xij∈［Aij，Bij］，Bij＞Aij＞0，其無量綱化后的值yij∈［0，5］，量化方法如下:

1)成本型定量指標:

2)效益型定量指標:

對于定性指標，可先根據評級進行量化，而后再進行無量綱化處理。定性指標的量化方法為:首先制定評價指標的等級標準，再根據等級標準與評價分值的對應關系得出評定指標的得分。為便于實施，可將定性指標分為(好，較好，中等，差，較差)五級，相應的評價分值為(1，2，3，4，5)。為保證定性指標量化的合理性與可靠性，定性指標應根據專家評級結果綜合確定，專家組成員宜由環境工程、公路工程、施工管理方面的專業技術人員組成，人數不宜少于10人。

1．3低碳公路全壽命周期評價模型的建立

綠色低碳公路全壽命周期評價的因素集U=(U1，U2，U3)，一級指標Ui有n個二級指標，即Ui=(Ui1，Ui2，…，Uin)，Uij為一級指標的二級指標。不同級別評價指標的權重均可采用層次分析法計算確定，下面以一級指標為例計算各因素的權重分布。首先根據因素集各指標的相對重要性構建判斷矩陣A:

構造判斷矩陣A時，若Ui與Uj相比重要性相同，則xij賦值1，若高一級，則賦值2，若高二級，則賦值3;若Ui比Uj重要性等級低，則賦值為相應值的倒數。

判斷矩陣構造完成后，利用歸一化計算求得判斷矩陣的特征向量W=［W1W2W3］，并按式(4)計算判斷矩陣的最大特征根λmax，繼而由式(5)計算一致性指標CI，若CI≤0．1，則判斷矩陣A一致性良好。

若判斷矩陣A滿足一致性檢驗，則其特征向量W即為各因素的權重指標。

根據各評價指標的量化結果及其權重，由公式求得評價對象的綜合得分，從而得到被評價公路的綠色低碳水平。

1．4綠色低碳公路評價等級

為判別不同公路的綠色低碳水平，在滿足所有主控指標的基礎上，根據一般指標的綜合評分將綠色低碳公路評價等級分為粗放型公路、普通公路、☆綠色低碳公路、☆☆綠色低碳公路、☆☆☆綠色低碳公路，具體劃分標準見表2。

表2　綠色低碳公路等級劃分標準

2　工程應用

某高速公路在規劃、建設及運營中嚴格執行相關節能減排法律法規及設計施工規范的要求，滿足綠色低碳公路全壽命周期評價的各項主控指標。在一般指標方面，規劃設計階段完善路橋耐久性設計及建筑節能設計，提高長壽命周期路面鋪筑率;施工建設階段采取集中供電，采用溫拌混凝土，進行施工機械節能改造，優化土石方方案，增加施工棄渣利用率，并進行路塹邊坡生態修復;運營管理階段綜合采用ETC不停車收費，LED照明等節能減排技術，建立交通智能控制系統，沿線設施加強污水處理與中水回用。

依據所建立的評價體系對其進行評價，該高速公路工程滿足所有主控指標，一般指標綜合評分為4．5分，評定為☆☆☆綠色低碳公路。

3　結語

本文從全壽命周期理念出發，構建綠色低碳公路評價體系，該評價體系包含主控指標和一般指標。主控指標為強制性指標，一般指標為評分指標。各指標權重通過重要性對比采用層次分析法確定，并用于綠色低碳公路的綜合評分，從而確定公路的綠色低碳等級。利用該評價體系，可確定公路的全壽命周期綠色低碳水平。

參考文獻:

［1］程昊，泮俊．淺談低碳高速公路設計［J］．公路交通科技(應用技術版)，2011(5):53-55．

［2］朱浩然，蔡海泉，嚴金海，等．江蘇省綠色循環低碳干線公路評價指標體系研究［J］．公路，2015(4):151-155．

［3］王晉，吉光，馬軍．綠色低碳公路評價指標體系與評價方法研究［J］．公路，2014(7):356-361．

［4］ 汪瑩．高速公路瀝青路面綠色養護評價框架設計［J］．華東公路，2014(5):20-23．

［5］張捷．全壽命周期下綠色低碳公路建設途徑與關鍵技術［J］．交通建設與管理，2015(12):46-48．

［6］ 邴雪，徐萍，陸鍵，等．基于LCA的低碳公路的實現途徑［J］．公路，2013(3):133-139．

中圖分類號:U416．03

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0137-02

收稿日期:2016-04-06

作者簡介:劉劍(1976-)，男，高級工程師;周輝(1977-)，男，會計師

Research and application of evaluation index system of green low-carbond highways

Liu JianZhou Hui
(Zhumadian Road Administration Bureau，Zhumadian 463000，China)

Abstract:An evaluation index system of green low-carbond highways is established from the life-cycle perspective to evaluate the construction level．The construction level of green low-carbon highway is then graded based on its comprehensive score．The index system is convenient and applicable to evaluate the construction level of low-carbon highways with practical and accessible index．

Key words:low-carbon highway，energy conservation，evaluation index，hierarchy analysis，life-cycle