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摘要：

以節約資源和減少排碳、實現經濟社會的可持續發展和保護人類生存環境為出發點，對公路項目建設前期、施工期的碳排放評價的可行性進行探索分析，研究關鍵參數導致的碳排放，建立公路設計與施工的碳排放評價方法，對于在公路設計和施工階段進行更有前瞻性的投資分析和設計具有理論意義。

關鍵詞：

公路設計與施工；節能減排；可行性研究

0引言

節約資源、保護環境是我國的基本國策，注重的是解決人與自然的和諧問題。“綠色交通”作為交通運輸部黨組提出的推進“綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”的引領環節，就是要通過技術進步推動綠色發展，推進綠色循環交通基礎設施建設，把生態文明建設融入交通運輸發展的各方面和全過程，大力推進結構性、技術性和管理性節能減排。本文以節約資源和減少碳排放、實現經濟社會的可持續發展和保護人類生存環境為出發點，對公路項目建設前期、施工期的碳排放評價的可行性進行探索分析，以達到基于節能減排為目的的優化道路規劃與施工，從而實現道路運輸節能減排的后期效果。

1開展公路設計及施工環節節能減排評價的重要性

公路作為交通運輸行業的重要組成部分，是開展節能減排工作的重要領域。根據2008年建設部的估計，我國交通行業的總能耗已接近全社會總能耗的30%，馬上就要超過工業總能耗。而在道路最初建設階段，即施工階段，能源消耗量最大，占到了84.4%。如果不考慮建設施工過程中的碳排放與能耗，將對我國環境與生態產生重大影響。但目前燃油消耗和碳排放的研究出發點都是基于車輛的，一般研究車輛在不同情況下的油耗排放情況以及影響車輛燃油消耗的關鍵因素。其中道路設計參數作為一項指標也被考慮到油耗計算方法中去。但是對于一條公路設計過程中產生的總體能源消耗情況并沒有具體描述。公路建設過程是一個復雜的系統工程，不僅要滿足公路各項正常使用功能，還要考慮公路建設的成本效益以及對環境造成的破壞。如能提取公路設計中的主要參數和碳排放施工關鍵環節，研究公路在規劃與設計過程中的碳排放情況，施工過程中的節能情況，建立針對公路設計方案和施工的碳排放評價方法，確保最終優選的方案，盡可能少地消耗能源以及減少對環境的影響。同時，將節能減排作為約束條件，不僅可以對公路設計方案的能源消耗和環境影響進行評價，還可以為一些看起來可能投入大但是對能源消耗和環境影響很小的方案提供可行性分析。

2我國公路節能減排評價現狀

2.1影響我國公路設計及施工環節的控制因素

公路工程不同于其他建筑工程最大的特點，在于公路是一種線形工程結構物，公路路線設計參數的確定關系到公路平面設計、縱斷面設計和橫斷面設計的實現，不同的路線設計參數將決定公路的使用功能、交通安全、工程造價、經濟效益、沿線環境以及碳排放程度。根據目前的《公路工程技術標準》，在公路規劃設計過程中，主要根據公路功能、路網規劃、交通量，并充分考慮項目所在地區的綜合運輸體系、社會經濟等因素來確定，考慮的控制要素主要包括：交通量、公路服務水平、設計速度、公路建筑界限等。

2.2我國公路節能減排評價現狀

根據目前公路設計中的與環境相關的規范，主要有《公路建設項目環境影響評價技術規范》和《公路環境保護設計規范》。其中提及的環境影響評價主要是指公路對社會環境、生態環境、環境空氣、環境噪聲的影響。而其中并未涉及對環境影響最大的污染物二氧化碳（CO2）。根據目前的《公路工程技術標準》，由于速度與燃油消耗有一點關系，因此上述控制要素中認為可能考慮節能減排的因素只有設計車速，但這與真正意義上將節能減排作為公路設計的約束條件還有很大距離。因此，目前現狀來看，在道路設計和環境影響評價過程中都未將節能減排作為約束條件。

2.3理論研究發展趨勢

目前，國內外關于公路工程低碳節能減排的措施，主要體現在設計、施工、運營等方面，力求做到最少的碳排放。在設計階段，盡量采用合理的橋梁、隧道方案；降低路基高度，利用風積沙填筑路基，科學計算土石方開挖量和合理布局服務區的建筑物。在施工階段，一般通過減少筑路機械設備油耗，實現施工機械設備的節能減排；采用新型低碳筑路材料、新能源、低碳管理等低碳技術和管理手段來降低CO2的排放量。國內針對公路碳計量的研究也處于剛剛起步狀態，對于公路運營期碳排放影響因素，目前較為公認分別為：車輛因素、公路自身因素和自然狀態因素，同時認為公路自身因素是影響公路碳排放的最主要因素。但對于影響碳排放的最關鍵因素以及這些關鍵因素對公路碳排放的影響程度沒有進行定量分析。

3公路設計與施工環節碳排放分析

本文研究的公路設計與施工評價主要是對道路設計方案，對道路規劃方案不直接進行評價，而道路施工情況作為道路設計方案評價的子方面來體現。

3.1公路設計環節

擬根據不同路線設計參數對碳排放的貢獻能力大小不同，對公路碳排放影響程度最大的路線設計關鍵參數，便于對其進行針對性的研究。⑴我國交通運輸部公路科學研究所在《關于縱坡與汽車運行速度和油耗之間關系的研究》中已得出道路縱坡和碳排放之間存在著線性關系。⑵當汽車行駛在曲線路段時，需要考慮的重要因素就是橫向穩定性，而影響汽車橫向穩定性最關鍵的參數之一就是圓曲線半徑。在相同曲率半徑下，隨著車輛行駛速度的增大，圓曲線半徑對碳排放的影響程度會愈加明顯。⑶車輛經過各種交叉口時，行駛工況都會發生連續加速或減速狀態變化，即行駛速度Vs→V0或0，然后再經過V0或0s→Vs的過程，其中Vs為平原平均行駛速度；V0為在瓶頸路段減速通過速度。整個過程碳排量增量的產生是由于全部交通車輛通過瓶頸路段時連續制動改變了車輛的行駛工況。通過對碳排放量的因素進行了詳細分析，其中速度、坡度是最直接和最核心的因素，所以在建立碳計量模型時，速度單獨影響下的碳排放量和坡度單獨影響下的碳排放量是模型的主要部分，其他影響因素對碳排放量的影響作用采用影響因數來體現。速度與坡度對排放量的調整系數。

3.2公路施工環節

擬研究公路施工關鍵技術與碳排放之間的函數關系，定量或定性分析和評估各個關鍵參數與碳排放之間的變化關系。

⑴低碳施工技術是公路建設減少資源浪費、降低能源消耗、減緩環境破壞壓力的關鍵技術，具體要求施工期間應具備節能減排的思想，用綠色低碳技術指導施工，尤其在施工中對舊瀝青再生利用技術、機械設備節能節油技術以及對生態環境恢復與保護效果評價技術的運用方面應進行優化管理，以最大限度減少碳釋放量和能源消耗Bs。

⑵機械是現代公路工程建設不可缺少的施工設備，其耗油量和廢氣排放量是影響公路低碳效益的重要元素Bj。實現設備節油是一個復雜的系統工程，在機械設備從生產至報廢的整個過程中，良好節油節能效果的實現是需要制造者、管理者與使用者的共同努力。建設期碳計量的計算與規劃設計期碳計量的運輸相似，只是在建設期產生了材料的碳排放量Br，因此建設期的碳計量可用B計算。因此，從公路路線設計和施工的技術角度出發，研究關鍵參數導致的碳排放，建立公路設計與施工的碳排放評價方法，可對不同設計方案和施工方案導致的碳排放進行定量對比分析。

4結語

公路建設及運營是一個長期工程，將可持續發展理念從側重生態環保層面延伸到規劃、設計、建設、養護、運營、管理的全過程對節能減排意義非常重大。本文提出的對公路設計與施工環節進行碳排放分析評價，目的是探索使道路建設與管理部門真正了解道路建設過程中對節能減排的影響與作用，在公路設計和施工階段進行更有前瞻性的投資分析和設計，能夠給公路低碳化建設提供決策參考，幫助公路建設部門和環境監督部門選擇最優低碳建設策略和環境監督策略。由于公路設計和施工環節影響碳排放的因素眾多，因此，進行科學的定量計算還有待進一步深入研究。

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作者:李蓮蓮 單位:交通運輸部管理干部學院