導(dǎo)語(yǔ)：車輛能耗和碳排放量化分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】瀝青路面建設(shè)產(chǎn)生的能耗高，排放量大，對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重，目前國(guó)際上常采用全壽命周期評(píng)價(jià)(LCA)來(lái)量化分析瀝青路面的環(huán)境影響。研究顯示，在瀝青路面使用階段，產(chǎn)生的能耗和碳排放占比最大。本文采用理論分析的方法，根據(jù)瀝青路面的路面結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)出路面狀況指數(shù)（PCI）的衰變情況，進(jìn)而對(duì)路面平整度指數(shù)的衰變情況進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。最終從理論層面計(jì)算出在瀝青路面使用階段所消耗的能量和碳排放。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于全壽命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用于瀝青路面的研究尚處于發(fā)展階段，應(yīng)用前景廣泛。

【關(guān)鍵詞】路面狀況指數(shù)；瀝青路面；全壽命周期評(píng)價(jià)

1理論基礎(chǔ)

燃料燃燒并不止產(chǎn)生CO2，也并不只有CO2會(huì)加劇溫室效應(yīng)，其他排放氣體也會(huì)多少對(duì)溫室效應(yīng)起促進(jìn)作用，因此需要對(duì)不同的氣體進(jìn)行分類和特征化處理。下表為不同燃料在燃燒單位質(zhì)量的情況下產(chǎn)生氣體的情況以及其他氣體同CO2之間的換算關(guān)系。本文主要以定額法為主要計(jì)算方法，參考楊建新關(guān)于能源清單分析的研究結(jié)果和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》[1]。關(guān)于排放CO2當(dāng)量的計(jì)算方法，本文采用當(dāng)前多數(shù)研究選用排放因子法[2]進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，通過(guò)查閱相關(guān)研究[3]將能源的低位熱值和能源排放清單整理列入表1-2。

2理論分析

路面狀況指數(shù)PCI可以定量描述路面使用性能的衰減情況，也是公路管理部門(mén)在決定路面是否需要維修、方案決策時(shí)必須考慮的一個(gè)重要因素。參考張占軍的瀝青路面使用性能的雙參數(shù)（a，b）修正預(yù)測(cè)模型[4]，求出瀝青路面的PCI衰變方程，具體公式如下：式中，PCI0為初始路面狀況指數(shù)，t為使用時(shí)間（年），為路面壽命因子，為形狀因子，h為新建路面瀝青層厚度(cm)，ESAL為軸載作用次數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)軸次/天/車道），為初始彎沉值(0.01mm)，a，b，c，d為回歸系數(shù)，對(duì)于半剛性基層瀝青路面，在標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100作用下的回歸參數(shù)值已計(jì)算。由于裂縫等路面破損的出現(xiàn)和發(fā)展，雨水進(jìn)入面層和基層，降低了路面的強(qiáng)度。裂縫、坑槽、車轍等病害的出現(xiàn)，使得路面平整度變差。按上述方法得到PCI衰變方程后，根據(jù)王輝給出的PCI與國(guó)際平整度指數(shù)IRI的轉(zhuǎn)化關(guān)系式[4]即可預(yù)測(cè)IRI衰變情況。3.5(50)1.92lg0.211.54.5150PCIIRI−=−+×路面的不平整程度很大程度上會(huì)影響汽車駕駛?cè)藛T對(duì)于車速的選擇，通常在平坦的路面上駕駛員會(huì)選擇較快的行駛速度。得到IRI衰變曲線后，參考張金喜給出的IRI與車速V的關(guān)系式可求得滿足舒適度前提下的車輛最大車速[5]，具體關(guān)系式如下：V=116.555−22.631lnIRI得到不同車型車速后，參考周育峰的關(guān)于汽車油耗的研究，可求得每年由于PCI和IRI衰變導(dǎo)致的汽車油耗變化，百公里油耗Fc與速度V的具體關(guān)系。通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，瀝青路面使用時(shí)間t、路面狀況指數(shù)PCI、國(guó)際平整度指數(shù)IRI、車輛行駛速度V與百公里油耗Fc存在一定的量化關(guān)系，即：PCI=f(t)，IRI=f(PCI)，V=f(IRI)，F(xiàn)c=f(V)利用參數(shù)傳遞法，得到在一定時(shí)間段內(nèi)，由于路面狀況IRI變化，導(dǎo)致車速變化，從而引起的不同車型百公里油耗Fci的變化。根據(jù)該時(shí)間段內(nèi)的不同車型車輛數(shù)Nei，即可得到一段時(shí)間內(nèi)基于路面狀況的IRI-車速-交通-能耗與排放模型：()61iiiFcNeFc==∑×運(yùn)用上述方法，以淮固高速為例，假設(shè)大客車初始年平均日交通量N1為1000輛/天，交通量增長(zhǎng)率為γ=5%，則在使用階段車輛能耗為1.35×109MJ/km。

參考文獻(xiàn)

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作者:樊一凡 黃海林 單位:重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院