引言

寿命周期评价的提出为交通运输行业实现节能环保提供了技术支持。寿命周期评价是一种基本成熟的理念和分析方法，其在许多行业已经有了一定程度的应用，并且取得了较好的使用效果。路面专业LCA研究始于21世纪初的欧美国家中国沥青网sinoasphalt.com。如2003年法国“道路环境的未来”报告中强调了道路环境影响的重要性，并编制了能耗排放计算软件；2010年欧洲沥青协会对欧洲基质沥青、PMB、乳化沥青进行了LCA分析；此外英国TRL试验室、美国UCBerkeley、美国MTU大学、美国沥青路面协会NAPA、国际道路联盟IRF等也开发了自己的路面专业LCA分析软件。

但是现有成熟的LCA分析方法很难直接适应中国的具体国情，且不能反映路面行业能耗和排放的具体特性。因此，根据ISO相关标准的要求，开发一套适用于中国资源环境状况，符合中国路面具体特性的寿命周期评价分析方法必不可少。

路面寿命周期评价研究

目标与范围

寿命周期评价首先要确定其研究目标与范围，根据路面寿命周期的特征，研究范围应包括路面设计、施工、运营、维修、拆除废弃等多个阶段。如果全面分析路面寿命周期每个阶段的环境影响，将导致分析规模过大、数据收集与分析量过多，分析的质量下降，难以得到准确、有实际指导意义的结论。但是如果将路面寿命周期过于简化，而忽略对环境影响较为突出的阶段，同样也会导致路面寿命周期分析结果的准确性和指导性显著下降。因此，为保证研究的广度、深度和详细程度，将路面寿命周期评价的范围定义为以下5个部分。

数据清单分析

数据清单分析是路面寿命周期评价的重要环节，根据寿命周期评价方法，结合路面建设过程中的实际排放调查结果，同时考虑到人员健康和环境影响，该文收集的气体排放类型主要有：二氧化碳CO2、一氧化碳CO、硫化物SOx、氮氧化合物NOx、非甲烷挥发性有机物NMVOCs、颗粒性物质PM10。除了上述气体排放以外，由于路面建设过程中的环境影响范围比较广，加之路面寿命周期节能减排量化分析的重点在于能耗与气体排放。因此，数据收集范围仅考虑了与之相关的数据，而路面建设所导致的土地占用、土壤污染、水体污染、噪音污染等不在该文数据收集范围。

确定数据范围后便要对数据进行搜集，而数据质量的好坏直接关系到路面寿命周期评价结果的优劣。因此该文所搜集数据均来自公开数据库、公开发表的科研成果、政府发布的文件、行业发布的文件等具有权威性的数据资料。而对中间过程数据，以设备的仪表计量数据、设备的运行数据、现场调查为主。

影响评价解释

LCA影响评价解释主要为贡献度和敏感度分析，即对原材料开采，混合料拌和、摊铺、碾压，路面铣刨、养护维修、运营管理以及各个阶段的运输环境影响进行定量分析，分析每个阶段能耗和排放对整个寿命周期的贡献度，找到影响结果的主要环节。通过不同环节的清单数据对整体结果的敏感度分析，找到可能存在优化改进的节点和环节，寻找实现节能减排的有效途径。

路面寿命周期模型

根据既定的数据搜集清单范围，可以得到路面专业LCA评价分析模型。

清单分析

确定数据收集范围并合理划分其阶段后，就需要根据阶段的划分，建立各个阶段的相关数据清单。该文除部分数据因研究较少、搜集困难等原因，采用等效代替外，其他数据均来源于国家、地区和国际性专业组织，从而能够保证寿命周期分析的科学性、公开性和透明性的特点。

基础能源

四川大学建筑与环境学院和亿科环境在对国内外数据进行调研整理的基础上，开发了中国本地化的生命周期基础数据库。该文研究所包含的基础能源数据均来自CLCD。

原材料开采

原材料数据指的是筑路所需原材料的生产过程所消耗的能源和产生的排放，即原材料开采阶段的能耗和排放。沥青采用欧洲沥青协会发布的数据；集料、矿粉、钢材、水泥等采用更适用于中国实际工程项目的本土化数据；由于添加剂的研究相对较少，数据也不全面，故采用文献调研的方法获取数据，对一些尚未进行过能耗排放研究的新型添加剂采用类似等效原理进行处理。

混合料生产

混合料数据为路面建设过程中，一个功能单位的混合料能源消耗和排放数据。由于不同类型混合料的施工工艺、材料运输、原材料类型的不同导致了混合料数据有一定的差异，该文结合中国实际施工工艺，采用实际调查的方法对混合料生产能耗及排放进行了统计分析，主要考虑的混合料类型有：常规沥青混合料、无机结合料、水泥混凝土、再生类混合料、橡胶沥青混合料、温拌类沥青混合料等。

施工

路面建设养护各个阶段中，均有机械设备的投入使用，机械的使用必然会产生大量的油耗，造成能源消耗和污染排放。路面建设施工中所用到的设备类型、油耗以及各项参数均通过市场调研获取，用以获取机械所产生的能耗排放。该文调研的设备类型有：沥青拌和楼、水泥稳定碎石拌和楼、冷再生机、摊铺机、压路机、铣刨机、水泥摊铺机、水泥路面抹面机、平地机、就地热再生机组以及各类运输机械。对于部分占全寿命周期比例很小的小型机械不予考虑。

养护

在对中国近年来路面维修养护方案进行总结的基础上，针对常用养护维修工艺的维修机具参数和油耗进行了调研。得到不同类型养护维修方案的能耗排放数据。

用户阶段

用户阶段是指道路在设计使用期内用户车辆的能源消耗和排放阶段，这一阶段是整个寿命周期阶段中时间最长的阶段，能源消耗和污染气体排放是从燃油消耗转换而来的。随着路面使用时间的增长，其行驶质量会有一定的衰退，路面行驶状况对车辆油耗也会产生一定影响。该文用户阶段油耗模型采用了周育峰、张浩然建立的路表特性与汽车油耗关系，用其建立的汽车油耗与车速、道路不平整度指数之间的关联模型计算用户阶段的车辆油耗。

寿命末期

路面在寿命终期会被拆除产生大量废旧料和垃圾，这些垃圾和废料运到相应的堆填中心处理掩埋，或是将旧料通过分拣到回收厂进行循环再造。在拆除路面结构过程中涉及到相关的施工机械、运输车辆和回收循环利用，都需要消耗燃料和电力，会产生大量的能耗和排放。该文对寿命末期的能耗排放主要考虑了铣刨、运输等主要设备消耗，对部分小型机具及用量很小的设备忽略不计。

路面专业LCA软件开发

开发目的

目前交通运输行业已提出节能减排考核指标，且正在积极推广相关节能减排技术，但是在环境影响评价的量化方面缺乏工具，因此开发一款路面专业寿命周期评估软件必不可少。该文开发的评价软件主要向使用者提供路面全寿命周期内各个阶段的能耗与排放数据，方便使用者定量评估路面全寿命周期阶段内的环境影响，得出路面寿命周期各阶段对全寿命周期内环境影响贡献度，为路面的设计及节能减排目标的实现提供数据支持，同时也可用于政府部门有关路面环境的决策研究。

开发思路

软件开发的核心在于数据库的建立，该文调研了大量国内外软件、文献和相关数据，根据中国路面建设特点，分析汇总了一套适用于中国路面专业寿命周期评价的数据资源。将搜集到的路面专业数据进行分类编号，建立路面专业寿命周期评价LCA数据库，方便软件运行过程的数据调用，以及软件后期维护更新。

路面寿命周期可分为筑路材料获取阶段、建设施工阶段、运营管理阶段、养护维修阶段以及最终废弃拆除阶段，故将路面专业LCA评估软件分为5个模块，针对每个阶段的特点分别开发适用于各个模块的能耗排放计算模型，可以评价路面寿命周期内各个阶段的环境效益情况，有针对性地对路面寿命周期节能减排进行评价。

软件功能

路面专业LCA评估软件可对不同路面结构全寿命周期内各阶段的能源消耗和环境排放进行对比分析评价。该软件适用于计算道路全寿命周期各个阶段的能耗排放，比较不同方案的全寿命环境影响，以及在道路概念设计阶段，提供给道路设计者一个合理的方案比选条件。

该软件界面模块清晰，使用方便，操作简单明了。软件考虑了整个筑路过程中所有涉及的环节，用户可以按部就班对各个环节进行必选，其中需要用户手动输入的数值均给出了默认值，可供用户快速熟悉该软件，方便对侧重环节进行必选决策。

该软件的结果是通过柱状图进行展示的，可以清晰地比较各个阶段的环境影响大小，方便找到影响环境的关键环节，可以针对性地提出有效的改善方案。软件也提供了各个阶段的环境影响数值，供用户使用。

案例分析

众所周知，采用温拌技术可以显著降低沥青混合料拌和过程中的能耗及碳排放，但温拌过程中所采用的温拌剂作为混合料的一种原材料，其生产过程中也需要消耗一定的能量，如果从全寿命周期的角度分析，温拌技术是否真正节能减排还存在一定争议，对温拌技术进行寿命周期评估因此也成为国内外研究的热点。该文在热拌沥青混合料生产能耗及碳排放的基础上，分析了各种温拌沥青技术在寿命周期内的能耗及碳排放。

采用该文建立的路面寿命周期评价方法及ＰLCA软件对各种温拌技术的能耗排放水平进行定量分析。

由以上分析结果可以看出：采用不同的温拌技术类型，沥青混合料的生产能耗及碳排放有所差异，从寿命周期分析的角度考虑，与热拌沥青混合料相比，并非所有温拌技术均具有节能减排效益。机械发泡温拌技术的节能减排效益最显著，而采用添加剂的温拌技术由于温拌剂的生产也需要能耗，导致混合料拌和环节的节能减排效益有所削弱，特别是沸石添加剂类温拌沥青混合料，其生命周期能耗甚至略高于热拌沥青混合料。

结论

该文对路面寿命周期评价方法进行了研究，并通过大量调研，搜集了路面寿命周期各个阶段的能耗排放数据，对其环境影响进行研究分析，量化了路面寿命周期内的环境影响效益，得到如下结论及建议：

(1)提出了一套适用于中国路面专业的寿命周期评价分析方法，开发了中国本土化的路面专业LCA评估分析软件。

(2)不同温拌技术类型的混合料，从全寿命周期评价的角度分析，采用添加剂的温拌技术因原材料的增加，不具有节能减排效益；而机械发泡类温拌技术节能减排效益最佳。

(3)该文虽进行了大量数据调研工作，但仍有部分数据无本地资料可参考，目前只能借鉴国外文献，随着国内数据的积累和质量的提高，软件及数据库将进一步更新和完善。