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随着公路行业的蓬勃发展,以及路面材料、施工、养护、回收等方法的丰富和多样化,路面工程中的多方案选择和比较成为受到关注的话题。现有方法包括寿命周期成本分析(LCCA)和寿命周期环境评价(LCA)方法,而本文希望实现这两种方法的同步分析评价。具体的工作和结论如下:
首先分别介绍路面经济成本和环境影响的具体算法,和两种算法步骤和方法上的共同点,以及最后结果的整合方法,并据此建立基于寿命周期分析框架体系的经济成本和环境影响综合分析方法。结果表明,虽然寿命周期成本分析和寿命周期分析的方法存在差异,但其共同分析既有其可行性,又有其必要性和优越性。
其次,在寿命周期经济成本和环境影响综合分析方法的基础上,通过对透水路面透水性影响的具体分析,建立透水路面经济成本和环境影响的初步评价模型。根据文献整理的结果,将透水路面的透水功能分为三个类别:缓解内涝、水循环和水净化,再根据这三类功能的经济和环境影响分别建立计算模型,可以得到透水路面透水性在整个使用过程中的经济和环境影响。
再次,根据寿命周期经济成本和环境影响综合分析的方法和透水路面评价模型,对透水沥青路面进行综合影响评价的案例分析。具体方案是比较在相同功能单位和环境条件下,具有不同交通量和结构的典型透水沥青路面和密级配沥青路面的经济成本和环境影响。对比结果表明,透水沥青路面比密级配沥青路面经济成本高但环境影响小,并且两者之间的经济成本和环境影响差距都会随交通量的增长而扩大;而经济成本等效计算的结果表明透水沥青路面方案更具优势。因此,透水路面推荐应用于环境敏感地区。
此外,对案例分析的结果进行了不确定性分析,以确定模型和结果的可靠性。敏感性分析的结果表明,折现率、绕行距离等参数相对敏感,而涉水行驶额外油耗比例则不敏感,因此折现率、绕行距离的参数取值需要精确的理论或者实际依据。蒙特卡洛分析的结果表明,概率分析的期望与定值计算的值基本一致,并且透水路面的经济成本和环境影响存在更大的增加可能性。
最后,介绍了基于Java开发的寿命周期评价工具,并利用这一方法和工具对不同路面类型、透水路面反射涂层进行分析评价。评价结果表明:①透水路面相较于密级配路面经济成本高而环境影响小,水泥路面环境影响稍低而沥青路面经济成本更高;②在现有模型下,反射涂层以更高的经济成本和环境污染为代价,极大缩减路面的温室气体排放;③在现有的技术水平下,综合考虑经济成本与环境影响,透水水泥路面为最优方案,而反射涂层的应用尚需谨慎。
首先分别介绍路面经济成本和环境影响的具体算法,和两种算法步骤和方法上的共同点,以及最后结果的整合方法,并据此建立基于寿命周期分析框架体系的经济成本和环境影响综合分析方法。结果表明,虽然寿命周期成本分析和寿命周期分析的方法存在差异,但其共同分析既有其可行性,又有其必要性和优越性。
其次,在寿命周期经济成本和环境影响综合分析方法的基础上,通过对透水路面透水性影响的具体分析,建立透水路面经济成本和环境影响的初步评价模型。根据文献整理的结果,将透水路面的透水功能分为三个类别:缓解内涝、水循环和水净化,再根据这三类功能的经济和环境影响分别建立计算模型,可以得到透水路面透水性在整个使用过程中的经济和环境影响。
再次,根据寿命周期经济成本和环境影响综合分析的方法和透水路面评价模型,对透水沥青路面进行综合影响评价的案例分析。具体方案是比较在相同功能单位和环境条件下,具有不同交通量和结构的典型透水沥青路面和密级配沥青路面的经济成本和环境影响。对比结果表明,透水沥青路面比密级配沥青路面经济成本高但环境影响小,并且两者之间的经济成本和环境影响差距都会随交通量的增长而扩大;而经济成本等效计算的结果表明透水沥青路面方案更具优势。因此,透水路面推荐应用于环境敏感地区。
此外,对案例分析的结果进行了不确定性分析,以确定模型和结果的可靠性。敏感性分析的结果表明,折现率、绕行距离等参数相对敏感,而涉水行驶额外油耗比例则不敏感,因此折现率、绕行距离的参数取值需要精确的理论或者实际依据。蒙特卡洛分析的结果表明,概率分析的期望与定值计算的值基本一致,并且透水路面的经济成本和环境影响存在更大的增加可能性。
最后,介绍了基于Java开发的寿命周期评价工具,并利用这一方法和工具对不同路面类型、透水路面反射涂层进行分析评价。评价结果表明:①透水路面相较于密级配路面经济成本高而环境影响小,水泥路面环境影响稍低而沥青路面经济成本更高;②在现有模型下,反射涂层以更高的经济成本和环境污染为代价,极大缩减路面的温室气体排放;③在现有的技术水平下,综合考虑经济成本与环境影响,透水水泥路面为最优方案,而反射涂层的应用尚需谨慎。