路面生命周期评价

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