路面生命周期评价
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路面生命周期评价第一部分:评论a.土木与环境工程系,马萨诸塞州大道77号,门牌号5-417,麻省理工学院,剑桥,电话MA02139-4307,美国b.能源分析系,环境能源技术部门,门牌号90 R4000,劳伦斯柏克莱国家实验室,美国加州大学柏克莱分校,电话CA94720,美国c.土木与环境工程系,迈克劳林大厅215号,加州大学伯克利分校,电话CA94720-1712,美国文章信息文章历史:2010年12月21日收稿2011年3月25日收到修订版2011年3月27日收录文章摘要文献中可获得的迅速发展的路面生命周期评估(LCAs)代表了在提高路面这项关键基础设施系统可持续性发展方面人们日益增长的兴趣。
现有文献为量化环境影响建立了一个基础框架,但在为实现可持续性目标的材料选择,维护策略,设计寿命和其他最佳实践政策方面,没有得到全球性结论。
为了全面量化环境足迹和有效地引导可持续性方面的努力, 需要标准化功能单位、扩大系统界限, 提高数据质量和可靠性, 扩展研究范围。
改善这些缺陷将允许未来的研究实现公平和可比较的评估,从而形成一套可以连续的建立于自身之上而且相互协同的文献,而不是产生独立而又孤立的结论。
这些改进将使路面LCA研究主体处于一个更好的位置上,在这个位置它可以自信的引领私营企业和政府机构在成功之路上向可持续发展目标不断迈进。
关键词:生命周期评价(LCA),路面,气候变化,能源,沥青,混凝土目录1.引文2.路面LCA文献3.方法评估3.1.功能单位可比较性3.2.系统界限可比较性3.3.数据质量和不确定性3.4.LCI和LCA范围4.讨论和建议感谢参考文献1.引文道路路面是交通基础设施中关键而又显而易见的组成部分。
作为一个网络,全世界道路每年支持了超过九万亿公吨货物上千里的运输并且运送旅客超过十五万亿公里(BTS,2010分;IRF,2010)。
汽车燃料消耗和汽车尾气排放长期以来一直是旨在减少交通运输活动影响的政府政策所关注的焦点。
混凝土路面的生命周期评价研究一、前言混凝土路面是道路建设中常用的路面材料,其具有高强度、耐久性好等优点。
但是在使用过程中,混凝土路面也会出现龟裂、变形等问题,影响其使用寿命。
因此,对混凝土路面的生命周期进行评价能够为道路建设提供参考,优化设计方案,减少资源浪费。
二、混凝土路面生命周期评价的概念混凝土路面生命周期评价是指对混凝土路面从设计、建设、使用到拆除的全过程进行综合评价,包括环境、经济、社会等方面的影响。
三、混凝土路面生命周期评价的指标体系1. 环境影响指标(1)能耗:混凝土路面建设过程中的能源消耗情况;(2)温室气体排放:混凝土路面建设过程中的温室气体排放情况;(3)水资源消耗:混凝土路面建设过程中的水资源消耗情况;(4)土地利用:混凝土路面建设占用土地的情况;(5)噪声污染:混凝土路面使用过程中对周边环境产生的噪声污染情况。
2. 经济影响指标(1)建设成本:混凝土路面建设过程中的成本情况;(2)运营成本:混凝土路面使用过程中的维护、修复等费用情况;(3)使用寿命:混凝土路面的使用寿命;(4)经济影响:混凝土路面对周边经济的影响。
3. 社会影响指标(1)交通安全:混凝土路面使用过程中对交通安全的影响;(2)舒适度:混凝土路面使用过程中对驾驶员的舒适度;(3)可靠性:混凝土路面使用过程中的可靠性;(4)文化遗产:混凝土路面对当地文化遗产的影响。
四、混凝土路面生命周期评价的方法1. 生命途径评价方法生命途径评价方法是一种定量评价方法,通过对混凝土路面在不同生命周期阶段的影响进行量化,得出其综合影响指数,从而评价混凝土路面的生命周期。
2. 现代化的评价方法现代化的评价方法包括基于生命周期的成本分析、多准则决策分析、可持续性评价等方法,这些方法相对较为综合,可以考虑混凝土路面的多个影响因素,从而更加准确地评价混凝土路面的生命周期。
五、混凝土路面生命周期评价的应用混凝土路面生命周期评价可以为道路建设提供参考,优化设计方案,减少资源浪费。
《基于LCA的高速公路路面施工碳排放优化研究》一、引言随着全球气候变化的加剧,减少碳排放已经成为世界各国的共同任务。
作为我国交通基础设施建设的核心工程,高速公路的建设不可避免地会涉及到大量的碳排放问题。
特别是路面施工环节,更是产生了大量碳足迹。
因此,研究高速公路路面施工的碳排放问题,并对其进行优化,对于实现绿色交通、低碳交通具有重要意义。
本文基于生命周期评价(LCA)方法,对高速公路路面施工的碳排放进行了深入分析,并提出优化策略。
二、生命周期评价(LCA)在高速公路路面施工中的应用生命周期评价(LCA)是一种评价产品或服务从原材料获取到最终处置的整个生命周期内环境影响的方法。
在高速公路路面施工中,应用LCA方法,可以全面了解施工过程中产生的碳排放情况,从而为优化施工过程提供科学依据。
(一)研究方法与步骤首先,我们确定研究的边界和目标。
在本研究中,我们将研究的边界设定为高速公路路面施工的整个生命周期,包括原材料获取、生产、运输、施工和废弃物处理等环节。
然后,我们收集相关的数据和资料,包括各种原材料的碳排放数据、施工过程中的能耗数据等。
接着,我们利用LCA软件进行数据分析和建模,得出各个阶段的碳排放情况。
最后,根据分析结果,提出优化策略。
(二)结果分析通过LCA分析,我们发现高速公路路面施工的碳排放主要来源于原材料的获取和生产、施工过程中的能耗以及废弃物处理等环节。
其中,原材料的获取和生产阶段的碳排放量最大,是整个生命周期中最主要的碳排放源。
此外,施工过程中的能耗也产生了大量的碳排放。
因此,我们需要在这些环节中寻找优化的可能性。
三、高速公路路面施工碳排放的优化策略针对上述的碳排放问题,我们提出以下优化策略:(一)推广环保材料的使用推广使用环保材料是降低高速公路路面施工碳排放的有效途径。
例如,使用再生材料替代传统材料,减少原材料生产过程中的碳排放。
此外,还可以使用节能环保的施工机械和设备,减少能耗和排放。
路面预防性养护及寿命周期本钱分析方法朱伟雄摘要:简要介绍预防性养护理念和预防性养护措施,以及寿命周期本钱分析方法在道路工程方案比选中的应用。
阐述预防性养护与寿命周期本钱分析的关系,应用寿命周期本钱分析方法进行预防性养护策略方案的效益及本钱分析,通过案例分析阐述寿命周期本钱分析计算方法。
公路路面养护一般分为日常养护、矫正性养护、预防性养护等。
通常意义上的养护都是指被动式的矫正性养护,即哪里路面出现破损,就优先进行维修,或称之为“破者优先〞(Worst First)模式。
而预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有方案的、基于费用一效益的养护策略。
预防性养护实际上是业主对道路的又一次本钱投资,本钱属于整个寿命周期本钱的一局部,本钱发生的时间段为整个运营期。
为了合理地进行投资,获取最大收益,道路管理者就需要对道路的整个本钱进行优化,特别是运营期的本钱投入。
因此,业主想通过优化选出最具本钱效益的养护策略方案,而这个养护方案的效益分析就应选用适宜的工具来进行。
当前,最为常用的就是寿命周期本钱分析法,它比较适合分析长期投资的工程方案。
对于这种投资,管理部门不仅要考虑到道路的技术效果,还要考虑经济效果。
寿命周期本钱分析法主要用来评价经济效果,即评价工程合理或有效利用现有资源的程度。
本文介绍预防性养护与寿命周期本钱分析方法的关系。
1 预防性养护及其主要措施路面预防性养护概念是美国在20世纪90年代初提出的。
根本理念是:(1)让状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的破坏,不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;(2)在适当的时间,将适用的措施应用在适宜的路面上。
预防性养护的核心是要求采用最正确本钱效益的养护措施,强调养护管理的方案性。
而矫正性养护一般是修补路面的局部损害或对某些特定病害进行养护作业,适用于路面已经发生局部的结构性破损,但还没有涉及全局的情况,是一种事后、被动的养护方式,治标不治本,各种局部病害积累起来将形成全局性的结构性破坏,最终导致昂贵的修复(大修)工程。
场地修复生命周期评价技术指南引言场地修复是指对受到污染或破坏的地表和地下水资源进行恢复和保护的过程。
场地修复是环境保护和可持续发展的重要组成部分,对于改善环境、保护生态和维护人类健康具有重要意义。
随着城市化进程的加快和工业化的发展,地表和地下水资源的污染问题日益严重,场地修复的需求也日益增加。
然而,场地修复工作的技术、方法和效果评价一直是困扰人们的难题。
综合评价技术是对场地修复工作的技术和效果进行综合评价的一种方法。
通过综合评价技术,可以客观评估场地修复工作的成效和持续性,为决策者提供科学依据,为场地修复工作的规划、设计和实施提供指导。
本文将从场地修复生命周期评价的角度出发,系统介绍场地修复工作的综合评价技术,并提出相关的技术指南。
一、场地修复生命周期评价技术概述场地修复生命周期评价技术是将评价对象的整个生命周期进行系统分析和评价的技术。
在场地修复工作中,评价对象是受到污染或破坏的地表和地下水资源。
其生命周期包括污染和破坏阶段的识别、修复设计和实施阶段、修复效果评价和持续监测阶段等。
场地修复生命周期评价技术主要包括以下内容:1. 评价对象的界定和识别。
对受到污染或破坏的地表和地下水资源进行界定和识别,包括定性和定量的评价方法。
2. 修复目标和标准的确定。
根据评价对象的性质和程度,确定适当的修复目标和标准,为修复设计和实施提供依据。
3. 修复设计和实施的技术和方法。
根据评价对象的特点和修复目标,选择适当的修复技术和方法,进行方案设计和实施。
4. 修复效果评价和持续监测。
对修复工作的效果进行定性和定量评价,并进行持续监测,以便及时调整和改进修复方案。
5. 综合评价和决策支持。
将评价结果进行综合分析和综合评价,为决策者提供科学依据,为场地修复工作的规划、设计和实施提供指导。
综合评价技术需要结合多种手段和方法,包括地质勘查、地球物理勘探、化学分析、环境监测、遥感技术、地理信息系统和数学模型等。
同时,还需要考虑环境风险评估、生态风险评估、社会经济影响评价等因素,进行全面分析和综合评价。
交通设施行业的可持续性指标与评估方法随着城市化进程的加快,交通建设成为了城市发展的重要组成部分。
然而,交通设施的建设和运营也对环境、经济和社会产生了重要的影响。
为了实现可持续的城市交通发展,我们需要确立可持续性指标,并采用科学有效的评估方法来评估交通设施的可持续性。
一、可持续性指标1. 环境指标环境是可持续性的核心要素之一。
为了评估交通设施的环境可持续性,可以考虑以下指标:- 空气质量:衡量交通设施对空气污染的影响,如大气颗粒物和空气中有害气体的浓度。
- 噪音水平:评估交通设施对周边居民和环境的噪音影响。
- 能源消耗:考虑交通设施的能源使用效率和能源来源的可持续性,如使用可再生能源的比例。
2. 经济指标经济可持续性是衡量交通设施发展是否可持续的重要指标。
以下是一些经济指标的例子:- 投资回报率:评估交通设施的经济效益,包括建设成本、运营成本和收入等。
- 雇佣机会:衡量交通设施建设和运营对就业的影响,包括直接就业和间接就业机会。
- 经济增长:估算交通设施对当地经济的促进作用,包括就业增长、商业发展等。
3. 社会指标社会可持续性指标主要关注交通设施对社会公正、社会和谐的影响。
以下是一些社会指标示例:- 可及性:评估交通设施对不同社会群体的可及性,包括身体残疾人士、老年人等。
- 安全性:考虑交通设施对交通事故的影响,包括事故发生率和事故后的影响等。
- 基础设施公平性:评估交通设施的分布是否公平,是否能够满足不同地区的需求。
二、评估方法为了评估交通设施的可持续性,我们需要采用科学有效的评估方法。
常用的评估方法包括:1. 综合评估方法综合评估方法结合多个可持续性指标,综合考虑环境、经济和社会等方面的影响。
这种方法可以采用加权平均法或者多目标决策方法来对不同指标进行综合评估。
2. 生命周期评估方法生命周期评估方法考虑交通设施的全生命周期,包括建设阶段、运营阶段和退役阶段的环境、经济和社会影响。
这种方法可以更全面地评估交通设施的可持续性。
场地修复生命周期评价技术指南场地修复是指对已经受到污染或破坏的场地进行修复和重建,使其恢复原有生态功能和环境质量的过程。
在实施场地修复项目时,评价技术是非常重要的一环,它能够从不同角度对修复过程进行全面评估,为修复方案的制定和实施提供科学依据。
本文将针对场地修复生命周期评价技术进行详细介绍和分析。
一、生命周期评价技术的概念和意义生命周期评价技术是指评估和分析产品、过程或活动在整个生命周期内对环境、经济和社会的影响的一种方法。
在场地修复中,生命周期评价技术可以通过考虑整个修复过程中的各个阶段和环节,全面评估修复方案对环境和社会的影响,从而为决策和政策制定提供科学依据。
生命周期评价技术在场地修复中的应用意义主要包括以下几个方面:首先,能够全面评估修复方案对环境和社会的影响,包括资源利用、能源消耗、废物排放等方面的情况,为修复方案的优化和改进提供科学依据;其次,能够帮助政府和企业了解修复过程中的环境和社会风险,随时调整和改进修复方案,保障修复过程中的环境和社会安全;最后,能够为修复成本和效益进行综合评估,为投资者和政府决策提供参考依据,减少不必要的投资和资源浪费。
二、场地修复生命周期评价技术的主要内容和方法场地修复生命周期评价技术主要包括以下几个方面的内容和方法:1.环境影响评价(EIA)环境影响评价是生命周期评价技术的重要组成部分,它主要包括对修复方案对土壤、水体、大气等环境要素的影响进行评估和分析。
通过EIA,可以全面评估修复方案对环境的影响,为修复方案的制定和实施提供科学依据。
2.社会影响评价(SIA)社会影响评价是指对修复方案对周边社区和人群的影响进行评估和分析。
通过SIA,可以评估修复方案对当地居民的生活、经济和社会文化等方面的影响,为修复方案的社会可持续发展提供科学依据。
3.经济影响评价(EcIA)经济影响评价主要包括对修复方案的经济成本和效益进行评估和分析。
通过EcIA,可以评估修复方案的成本投入和经济效益,为修复方案的经济可持续发展提供科学依据。
高速公路路面材料性能与寿命评估随着城市化进程的不断推进和人们生活质量的不断提高,公路建设已经成为一个基础设施建设的重要方向,特别是高速公路的建设。
而高速公路的建设离不开路面材料的选择和路面寿命的评估。
一、高速公路路面材料选择高速公路路面材料的选择不仅考虑到美观度,更重要的是要符合实际运行情况,以保证道路安全和舒适性能。
现在市场上常见的路面材料主要包括沥青混合料、水泥混合料和长寿命混合料。
1.沥青混合料沥青混合料是一种经济实用的路面材料,其制作简单、经济适用,并且具有良好的防水性。
但是,沥青混合料的耐久性比较低,长期使用后容易出现裂纹、坑洼,影响道路的平整度和舒适性。
因此,在选择沥青混合料时,需要注意其质量和使用寿命。
2.水泥混合料水泥混合料是一种耐用性强、稳定性好的路面材料。
由于其材料成本相对较高,适用范围比较窄,一般仅用于重载交通道路、特殊交通区域和高粘土含量地区。
3.长寿命混合料长寿命混合料是一种具有优良耐用性和高强度的路面材料。
相对于沥青混合料,长寿命混合料具有更好的抗裂性能和耐久性,特别适用于高速公路等需要长期使用的路面。
但是长寿命混合料的制作工艺复杂,成本较高。
二、高速公路路面寿命评估高速公路是一种高速度、高频率运作的交通工具,它的路面寿命评估需要考虑多方面因素。
主要考虑以下几个方面:1.材料的性能路面材料的性能是影响路面寿命的重要因素之一。
选择合适的路面材料有助于延长表面寿命和减少维护次数。
在实际使用中,我们可以根据不同交通条件,选择不同的路面材料,确保其性能和寿命。
2.交通流量以及交通天数交通流量是决定路面寿命的重要因素之一。
交通流量过大,会对路面产生不同程度的冲击和损伤。
因此,我们需要对路面材料进行科学的选择和合理的设计,以适应不同流量和不同运输强度的需要。
3.气候和环境因素不同地区的环境条件不同,气候和温度变化也对路面寿命有影响。
在不同气候、环境条件下,路面材料的选择和使用要发生相应的变化,以确保其性能和寿命。
全生命周期(LCA)分析沥青路面摘要:绿色低碳与可持续发展理念对道路工程建设的影响日益显著,道路建设与养护过程中LCA(全生命周期分析)越来越重要。
本文对于当前沥青路面LCA 方面的研究现状进行综述,包括现有研究成果分析,存在问题、未来展望。
关键词:沥青路面;全生命周期分析0引言随着近年来,二氧化碳排放越来越多,从而引起的温室效应已经成为当今人们需要注重的问题,大规模的沥青路面建设随之带来了不可忽视的环境问题, 在沥青路面建设过程中, 不仅要消耗大量的资源和能源, 而且普遍使用的热拌生产工艺会排放出大量的CO2等温室气体。
全生命周期评价方法能对沥青路面从设计到报废的整个过程能耗和环境排放进行全面剖析,自从1969年美国可口可乐公司率先将生命周期分析用于饮料包装材料的环境影响以来, 生命周期分析已广泛应用于国际社会的各个层次和领域。
尤其是20世纪90年代以后,在国际环境毒理学和化学学会以及欧洲生命周期评价开发促进协会的大力推动下, 生命周期分析LCA得到了快速的发展。
1现有研究成果分析国际化标准组织(ISO) 将LCA定义为:对一个产品系统整个寿命周期的输入、输出及潜在环境影响的汇编和评价。
将其分为4个不断交互循环的步骤:目的和范围确定、清单分析、影响评价、结果解释, 如图1所示。
基于LCA (Life Cycle Assessment) 理论将沥青路面的全生命周期划分为沥青路面设计、原材料准备、路面建设、运营、维护和废弃6个阶段。
颜可珍,高素云等拟建立集对分析—可变模糊集模型对热拌沥青路面全生命周期的能耗和环境排放进行综合评价,并应用该方法对湖南省湘潭某道路进行实例量化分析,结果表明建设阶段材料生产、施工机械使用和运营使用阶段各运输机械的使用对能源消耗和气体排放影响较大[1]。
宋庄庄,朱洪州等基于全寿命周期评价方法,量化分析了沥青路面各阶段的能耗及排放比较了使用阶段不同养护阈值下的设计寿命内总的能耗及排放,沥青路面在选取不同的养护阈值下,使用阶段的能耗占比均达到90%以上,明显高于全寿命其他阶段,关注使用阶段车辆行驶的排放,可促进路面可持续发展[2]。
混凝土路面使用寿命评估及维修技术研究一、引言混凝土路面是一种常见的道路建设材料,具有使用寿命长、耐久性强、维护成本低等优点,因此在城市道路、高速公路等各种道路建设中广泛使用。
但是,由于交通量大、车辆重量大、气候变化等因素的影响,混凝土路面难免会出现磨损、龟裂、坑洼等问题,影响道路的使用效果和安全性。
因此,对混凝土路面的使用寿命进行评估和维修技术进行研究具有重要的意义。
二、混凝土路面使用寿命评估1.评估因素混凝土路面使用寿命的评估需要考虑多个因素,包括交通量、车辆类型、气候条件、路面结构、路面材料等。
其中,交通量和车辆类型是影响路面使用寿命的主要因素,由于车辆重量和行驶速度的不同,对路面的磨损和压力也不同。
气候条件包括温度、湿度、降水等,对路面的影响也很大,例如高温、冰雪等极端气候条件容易导致路面龟裂、坑洼等问题。
路面结构和材料也是影响路面使用寿命的重要因素,包括路面的厚度、强度、骨架材料等。
2.评估方法混凝土路面使用寿命的评估方法主要包括经验法、理论法和模型法。
经验法是通过历史数据和经验总结得出的,主要根据路面年限和维修次数来评估路面的使用寿命。
理论法是基于路面材料的力学性能和气候条件等因素来计算路面的使用寿命。
模型法是通过建立数学模型来预测路面的使用寿命,可以考虑多个因素的影响。
3.评估案例以某城市的一条高速公路为例,使用经验法和模型法进行路面使用寿命评估。
经验法的评估结果表明,该路面使用寿命已经超过设计寿命的1.5倍,但是路面存在较多的龟裂和坑洼等问题,需要进行维修。
模型法的评估结果表明,该路面的使用寿命仍有2年左右,但是需要加强路面维护和管理。
三、混凝土路面维修技术研究1.维修方法混凝土路面的维修方法主要包括补漏、修补、覆盖、整体更换等。
补漏是指对路面上的小洞、小坑进行填充,修补是指对路面上的龟裂、大坑进行切除、清理后再填补。
覆盖是指在路面上铺设一层新的路面材料,整体更换是指将路面全部切除后重新铺设新的路面材料。
路面生命周期评价第一部分:评论a.土木与环境工程系,马萨诸塞州大道77号,门牌号5-417,麻省理工学院,剑桥,电话MA02139-4307,美国b.能源分析系,环境能源技术部门,门牌号90 R4000,劳伦斯柏克莱国家实验室,美国加州大学柏克莱分校,电话CA94720,美国c.土木与环境工程系,迈克劳林大厅215号,加州大学伯克利分校,电话CA94720-1712,美国文章信息文章历史:2010年12月21日收稿2011年3月25日收到修订版2011年3月27日收录文章摘要文献中可获得的迅速发展的路面生命周期评估(LCAs)代表了在提高路面这项关键基础设施系统可持续性发展方面人们日益增长的兴趣。
现有文献为量化环境影响建立了一个基础框架,但在为实现可持续性目标的材料选择,维护策略,设计寿命和其他最佳实践政策方面,没有得到全球性结论。
为了全面量化环境足迹和有效地引导可持续性方面的努力, 需要标准化功能单位、扩大系统界限, 提高数据质量和可靠性, 扩展研究范围。
改善这些缺陷将允许未来的研究实现公平和可比较的评估,从而形成一套可以连续的建立于自身之上而且相互协同的文献,而不是产生独立而又孤立的结论。
这些改进将使路面LCA研究主体处于一个更好的位置上,在这个位置它可以自信的引领私营企业和政府机构在成功之路上向可持续发展目标不断迈进。
关键词:生命周期评价(LCA),路面,气候变化,能源,沥青,混凝土目录1.引文2.路面LCA文献3.方法评估3.1.功能单位可比较性3.2.系统界限可比较性3.3.数据质量和不确定性3.4.LCI和LCA范围4.讨论和建议感谢参考文献1.引文道路路面是交通基础设施中关键而又显而易见的组成部分。
作为一个网络,全世界道路每年支持了超过九万亿公吨货物上千里的运输并且运送旅客超过十五万亿公里(BTS,2010分;IRF,2010)。
汽车燃料消耗和汽车尾气排放长期以来一直是旨在减少交通运输活动影响的政府政策所关注的焦点。
然而,考虑到全球在路面建设和维修方面每年高达4000亿美元的投资(IRF,2010),我们有理由相信路面网络本身就代表了一个有重大意义的环境改善机遇。
事实上,最近的研究指出,如果道路建设、运营和维护产生的影响被添加到道路上机动车辆导致的能源消耗和温室气体(GHG)排放中去,所产生的环境影响将比只考虑机车运行本身所预测的高出大约10%(Chester and Horvath,2009)。
而且已经确定,由路面所产生的影响远远不止路面材料的开采和生产这么简单(Santero和Horvath,2009)。
例如,涉及交通延迟,车辆——路面交互影响和路面反射的研究显示出很有希望的的减排机会,尤其是在支持模型和科学不断改善情况下,情况更是如此。
当政策制定者和工程师寻找方法来减少交通运输系统对环境影响——尤其是作为对在加利福尼亚达成的(Nunez and Pavley, 2006)和国际社会通过的京都议定书等温室气体减排目标的响应时,如果将整个路面的生命周期作为一个环境改善策略的一部分进行评估,那么将起到决定性作用。
因路面产生的环境影响最好使用一种生命周期评估(LCA)方法进行特点标记。
LCA提供了一个综合的方法,这个方法通过一系列包含了人类与自然系统所有重要相互影响的环境指标检验了产品和服务的净环保性能(ISO,2006a)。
当结合生命周期消耗分析(LCCA)时,决策者能够更好的确定建议项目或政策的整体影响。
LCCA已经广泛应用于交通部门,美国大部分州至少使用某种形式LCCA(Ozbay等,2004)。
将LCA加入他们的工具箱将提高决策者的能力从而达到经济和环境目标。
路面的生命周期划分为五个阶段,正如图1所示:(1)原材料和生产,(2)建设,(3)使用,(4)维护,(5)废弃。
每一阶段由各种不同成分组成,每一成分都代表了路面和环境之间独特的相互作用。
这些成分代表了路面对环境影响的直接进程;虽然间接和上游过程没有显示出来,但已经将这些成分的支持过程,例如发电和燃料生产等考虑了进来。
正如图中所描述,在维护阶段也涉及到材料和/或建设活动。
虽然维护是生命周期中一个独特的阶段,但是它产生的影响却从本地成分传到了材料和建设阶段。
废弃再回收通过一条材料反馈回路完成,这种反馈回路涉及维护流程,原料处理和建设活动。
Santero和Horvath(2009)详细描述并且级量化了每一阶段和成分。
这篇文章是第一个分成两个系列,它旨在评估LCA应用于路面后的当前状况,为工作主体的优缺点提供关键性评论,为提高路面LCAs的可信性和实用性指明未来的研究方向,而这些涉及到在政策制定和交通运输工程背景下做出决策。
工作主体是基于四个关键方法论属性进行评定的:(1)功能单位的可比较性;(2)系统边界的可比较性;(3)数据的质量和不确定性,(4)环境指标。
这四个属性对比较和聚集不同研究结果是必需的,同时这些属性使我们能够从集合的文献中得到关于不同路面类型对环境影响的一般性结论。
这些领域的改进将会使相关研究在提供实用的环境解决方案方面的能力得到提高。
在这篇被分成两个系列的文章的第二篇提供了研究领域中相当深入的审核,从而可能为填充路面LCA框架中的鸿沟起着杠杆作用。
2.路面LCA文献自从第一篇路面LCAs在1990年中期发表以来,该方法作为量化路面环境影响的方法不断获得牵引。
各项研究已经通过多种媒体出版,包括企业组织, 同行评议期刊和政府报告。
这些文献中文件的准确数量多少让人捉摸不透,因为定义路面LCA的组分并不像看起来那么简单。
理想情况下,一份LCA将详尽的检查产品的生命周期的每个阶段。
然而,考虑到时间,数据和知识限制, 对包括路面在内的大部分产品来说这个过程是很困难的。
事实上所有环境评估因此被迫简化他们的范围并且只审查那些在他们自身条件限制下能够合理完成的阶段和过程。
结果形成的路面LCA文献银行里面的各项研究覆盖范围不一,然而没有一个达到最终目标,即形成一个真正而且完整的LCA。
然而,许多遵循LCA指导思想、理论、意图的研究足够被认为至少部分属于路面LCAs。
这些文件被认为是当前状态路面LCA研究的基础。
使事情变得更复杂的是,尽管作为路面LCAs被提出,许多研究仅包含生命周期清单(LCIs)而却并不提供生命周期影响评价(LCIAs)。
然而,LCIs被认为是独立的研究,它被支配所有LCA研究(ISO,2006年)的ISO14040系列指导方针所支持。
由于这一评论的目的,LCI 研究会和与它们相对应的LCA一块进行评论,而且通常不会相互区分。
LCIA的概念和好处和当前它们怎么应用于路面环境评估中将会在稍后的文章中讨论。
本论文中评论的十五篇研究代表了2010年出版的LCA和LCI著作。
本评论特别把仅仅专注于路面所使用的回收材料的著作排除出去了。
虽然这些作品提供了有价值的见解,他们注定不会是全面的路面LCAs,而仅仅是一个较大产业中利基产品分析。
本篇评论的范围也因所使用的文件被认为是研究报告和论文,而不是产业简报,杂志文章和其他类似的媒体而受到限制。
后者的资源通常很少以研究为导向,因此,并没有很好的从方法论角度进行证明。
最后,由于这些研究从属于方法论属性的关键评价,本评论只讨论这些研究的主要方面。
关于各项研究的范围,方法和结论的详细总结,读者可参考 Santero等(2010)。
从表1可以得到一些一般性见解,这些见解是关于和路面LCA文献相联系的历史范围与方法。
这张表按年代总结了被评估的路面结构和分析中使用的LCA方法(进程,产入—产出,或者混合)。
几乎所有的研究都提供了一些混凝土和沥青基质路面选择之间的比较,其中研究沥青混凝土(AC)和接合素混凝土路面(JPCPs)之间的调查是最常见的。
考虑到这些路面类型的普遍性,而且事实上对交通工程师和城市规划师来说,它们代表了最常见的竞争材料选项,这些对照也就不足为奇。
这些比较也给工作主体引来一个明确的“混凝土和沥青”的主题。
大多数的研究已经采用了一个基于过程的LCA方法,此方法需要对路面生命周期系统中每个进程进行详细的数据采集。
只有少数的研究采用基于投入产出的或混合的LCA方法。
这三个LCA方法的利弊已经在文献中进行了广泛的讨论(例如,Hendrickson等,2006)。
最后,各项研究中一个关于焦点区域的重要的多样性可以被观察到。
从表1可以很明显看出现行的工作主体是由着重于不同路面类型和应用的研究组成,这些研究使用可能对他们的系统界限和结果不确定性有重要含义的不同方法论,这些方法论的地理范围将会差别很大。
第二部分深入探讨了这些研究之间的协同效应和差异,目的是阐明在面向基于LCA的决策时,当前工作主体的优势、劣势和实用性,其中包括它在关于竞争路面材料相关性能方面提供一般结论的能力。
考虑到早期的LCA结果和数据可以对随后的针对相同产品体系的LCA研究产生长期持续性影响,对当前拥有足够大样品池的工作主体进行严格评估是必须的。
基于原始LCA数据往往难以确定这一事实,在LCA历史上重复着许多这样的例子,即早期作品的数据和结论在后来的研究中被引用或重新调配。
事实上,这一严格评估的主要目标就是对当前路面LCA科学结构的研究方向做出评论,并且在成熟阶段及早的提出建议,从而使这一领域能够更好的准备评估并且减少路面的环境足迹。
3.方法论评估路面LCA文献是通过四个关键方法论属性进行评价的:(1)功能单位的可比较性;(2)系统边界的可比较性;(3)数据的质量和不确定性;(4)环境度量标准。
这四个属性对比较和整合不同研究结果是必须的,而且对从集体性工作主体得出不同生命周期阶段,不同生命周期成分和不同路面类型对环境影响的一般结论也是不可或缺的。
3.1.功能单位的可比较性作为一个整体现有的路面LCAs一个主要的缺点就是在评估路面时,关于合适的功能单位这一点缺乏一致意见。
例如,Stripple(2001)考察了瑞典的一条公路,它每年允许5000辆汽车通过,设计寿命达40年之久而且必须经受严酷的冻融条件考验,而Horvath和Hendrickson(1998)使用美国的一条典型的两车道高速公路,这条路设计能够抵挡一千万吨标准车轴荷载(ESAL)。
这是两种不同的情况,但在随后的LCAs(Zapata和Gambatese,2005)中进行了比较和引用。
表2列出了各项研究中定义功能单位特性的一些关键。
这些特性代表了文献中所使用功能单位的一般描述符。
依赖于研究的目标和范围,其他有关参数,如气候、设计规范和当地的施工实践,也被用来定义功能单位。
使用不同的功能单位阻止了现有文献为进行比较和对比而进行集合。
即使在两项研究中它们的系统边界选择、影响因素和其他可变性来源是相同的,结果也会因功能单位的不同而不一致。