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1引言

據(jù)國際能源署（IEA）一份關(guān)于不同經(jīng)濟部門CO2排放的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，碳排放最高的前三名依次是公共電力和發(fā)熱、制造業(yè)和建筑業(yè)、交通運輸。全球二氧化碳排放量約有25％來自交通運輸。亞洲發(fā)展銀行預(yù)計，在未來25年內(nèi)，全球交通源二氧化碳排放將增加57％，而由于發(fā)展中國家的汽車行業(yè)迅速發(fā)展，其排放也將占到80％。國家把交通行業(yè)列為節(jié)能減排的重要領(lǐng)域來抓，而公路部門又是交通行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。2010年年底，全國公路總里程突破400萬km，達400．82萬km。在設(shè)計、施工及運營過程中的能源消耗以及排放的大量溫室氣體成為一個嚴峻的問題，給環(huán)境帶來了巨大的威脅。面對環(huán)境與發(fā)展的壓力，順應(yīng)當(dāng)今的減排形勢，建設(shè)綠色公路、低碳公路、生態(tài)公路，保持人類社會的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為公路建設(shè)的共識。目前，在研究領(lǐng)域更偏重于公路碳排放量的計算和對低碳公路設(shè)計及推廣方面的研究，較少運用經(jīng)濟學(xué)原理對低碳公路進行系統(tǒng)分析。如何實現(xiàn)碳排放量與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，真正做到節(jié)能減排實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，越來越受關(guān)注。

2價值工程原理及應(yīng)用

目標(biāo)價值工程是通過研究產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能與成本之間的關(guān)系來改進產(chǎn)品或系統(tǒng)，以提高其經(jīng)濟效益的現(xiàn)代管理技術(shù)。價值工程中的“價值”不同于政治經(jīng)濟學(xué)中的價值，它是單位成本實現(xiàn)的功能。價值工程的表達式為V＝F／C，式中V為價值系數(shù)（Value），F(xiàn)為功能系數(shù)（Function），C為成本系數(shù)（Cost）［1］。價值工程與當(dāng)前低碳公路發(fā)展目標(biāo)相契合，低碳公路發(fā)展目標(biāo)就是在公路的全壽命周期，貫徹低碳理念以實踐低碳經(jīng)濟，堅持從降低能源消耗、減少環(huán)境污染等方面做起，以在實現(xiàn)滿足碳排放量減少的前提下成本最低。合理的低碳發(fā)展就是力求正確處理好功能與成本的關(guān)系，提高它們之間的比值，使資源得到更有效的利用。

3全壽命周期低碳公路概念

全壽命周期低碳公路是在公路設(shè)計、建設(shè)、運營直至拆除的整個生命周期內(nèi)，通過設(shè)計方案、施工組織和運營管理的優(yōu)化，應(yīng)用新技術(shù)、新能源和新材料，達到在資源、能源、材料的使用時減少消耗數(shù)量、提高使用效率，降低二氧化碳排放量的目標(biāo)［2］。它分為5個階段：建設(shè)前期、施工期、運營期、維養(yǎng)期和拆除期。

4價值工程在全壽命周期低碳公路管理的應(yīng)用

4．1建設(shè)前期建設(shè)前期是公路工程決策階段，包括了公路的投資決策、勘察設(shè)計等環(huán)節(jié)，投資決策和優(yōu)選方案是建設(shè)前期應(yīng)用價值工程的主要方面。雖然建設(shè)前期公路的碳排放量很小，但是規(guī)劃和設(shè)計是低碳公路中控制低碳的重要因素，它制約著項目設(shè)計后期的建設(shè)、運營、管理的各個階段二氧化碳的排放量［3］。在進行設(shè)計時，必須對公路碳排放量減少的功能進行明確定位和鑒別，在立足于充分實現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上，減少耗能嚴重但非必要的功能。公路路線設(shè)計應(yīng)在保證路線走向的前提下，因地制宜，順應(yīng)地形，在考慮平面走向、路基高度、橫斷面填挖的基礎(chǔ)上，綜合考慮路基防護排水、結(jié)構(gòu)物設(shè)置、取棄土場、互通立交設(shè)置的位置等因素，降低運輸成本，減少能源消耗和溫室氣體的排放［4～6］。確定設(shè)計方案后，可以利用價值工程原理對設(shè)計方案進行經(jīng)濟比較，通過對方案實行科學(xué)決策，對工程設(shè)計進行優(yōu)化，提高設(shè)計項目的產(chǎn)品質(zhì)量［7］。

4．2施工期公路進入施工階段以后，其功能基本定型，主要的工作是在價值和成本方面優(yōu)化?？梢赃M行兩類問題。其一，對施工方案進行價值分析，優(yōu)化施工方案，減少公路的碳排放量。其二，保持功能不變的情況下，對材料進行價值分析，代替成本更低的材料，從而節(jié)約成本提高價值。施工方案是施工組織設(shè)計的重點，是對施工方案耗用的勞動力、材料、機械、費用以及工期等在合理組織的條件下，進行技術(shù)經(jīng)濟的分析，力求采用新技術(shù)，從中選擇最優(yōu)方案。制定技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的施工方案后，通過運用價值工程對施工方案采用多方案評比的方法，從可行性、經(jīng)濟性、對環(huán)境和交通的影響等方面綜合比較，最后選擇最具經(jīng)濟性和環(huán)保性的施工方法，提高施工的經(jīng)濟效益和工程質(zhì)量，降低工程成本，減少對環(huán)境的污染。對于施工機械，要結(jié)合施工方案，進行機械設(shè)備選型，確定最合適的機械設(shè)備使用方案。最重要的是日常機械維護和施工便道管理，要加強對筑路機械的整體狀況、耗油量、燃油的燃燒率進行評估檢測，把那些機械狀況差、耗油量嚴重超標(biāo)、燃油燃燒率低及沒有修理價值的機械進行報廢處理，更換一些目前比較先進的設(shè)備，以達到施工機械的節(jié)能減排［8］。價值工程就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上充分應(yīng)用成本控制的節(jié)約原則，節(jié)約人力、物力、財力的消耗，在各施工段的施工過程中減少材料的發(fā)生，以達到降低施工項目成本的目的?？梢酝ㄟ^執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用新材料、新能源、新工藝，如在道路工程中提倡采用溫拌瀝青技術(shù)，增加瀝青混合料施工的可操作性，降低對路面造成的負面影響；在保證公路質(zhì)量的情況下對老路路面進行合理的資源回收再利用，不僅降低工程造價，更是很大程度上減少對環(huán)境的污染。

4．3運營期和維養(yǎng)期高速公路的運營是高速公路使用過程中的非常重要的一個環(huán)節(jié)，運營期產(chǎn)生的碳排量占高速公路全壽命周期碳排量一半以上，是節(jié)能減排最為顯著的一個階段，做好這一階段的運營和養(yǎng)護管理是提升公路效益的關(guān)鍵。建立智能管理系統(tǒng)，在事故多發(fā)路段設(shè)置監(jiān)控設(shè)施，提供監(jiān)控信息和圖像。利用智能管理系統(tǒng)，交通管理部門可進行合理的交通疏導(dǎo)、控制和事故處理，從而改善交通擁擠和阻塞，切實提高管理效率，降低管理成本。積極推廣ETC（ElectronicTollCollection）電子不停車收費系統(tǒng)的應(yīng)用，做好長大縱坡路段車輛的通行順暢，減少車輛的滯留可有效做到節(jié)能減排。同時做好收費站和服務(wù)區(qū)采光、照明及供暖新能源的利用［9］。（1）積極采用低碳環(huán)保的養(yǎng)護新技術(shù)，例如世界領(lǐng)先的路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)。（2）結(jié)合路面結(jié)構(gòu)類型及不同的病害分別采用不同的新材料進行科學(xué)養(yǎng)護，利用冷補料、乳化瀝青混合料等進行灌縫、裂縫養(yǎng)護，利用瀝青再生養(yǎng)護劑、鋼纖維、焊接鋼筋網(wǎng)用于橋面維修和加固橋梁。（3）采用先進的養(yǎng)護機械設(shè)備，如瀝青銑刨機代替空壓機、挖掘機進行路面挖補。最重要的是要及時做好高速公路的養(yǎng)護工作，維修高速公路路面的凸、凹情況，保證路面的平整，這樣就可以有效地降低汽車運營中油的消耗，減少碳排放的同時節(jié)約了成本［10，11］。

4．4拆除期拆除期是整個公路全壽命周期的最后一個階段，公路的使用壽命已經(jīng)結(jié)束，但資源卻可以回收再利用，在這一階段將通過運用新技術(shù)和新工藝來達到資源的再生利用。如將舊水泥路改成瀝青路，采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)等［12］。

5價值工程在全壽命周期低碳公路的應(yīng)用實例

根據(jù)價值工程的基本原理定義碳排放量指數(shù)、成本指數(shù)，進而定義低碳公路經(jīng)濟指數(shù)（簡稱經(jīng)濟指數(shù)）［13］。

5．1碳排放量指數(shù)首先定義一個表示某方案中公路碳排放量占所有方案碳排放量的比值，稱為碳排放量指數(shù)。碳排放量指數(shù)＝某方案碳排放量／所有方案總的碳排放量。

5．2成本指數(shù)成本指數(shù)＝某方案成本／所有方案的總成本。

5．3經(jīng)濟指數(shù)價值工程中價值是效用與費用的比值，運用價值工程的基本原理，將低碳公路的碳排放量指數(shù)看成是工程的效用，將低碳公路經(jīng)濟指數(shù)（以下簡稱為經(jīng)濟指數(shù)）定義為碳排放量指數(shù)與成本指數(shù)的比值，即：經(jīng)濟指數(shù)＝碳排放量指數(shù)／成本指數(shù)。某公路工程地處平原地貌，路線全長15．87km，設(shè)計速度為80km／h，按一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，現(xiàn)有3個設(shè)計方案。根據(jù)已有的公路碳計量方法可以計算得到這3種設(shè)計方案的碳排放量及碳排放量指數(shù)見表1，各方案的成本及成本指數(shù)見表2，經(jīng)濟指數(shù)見表3。由表3可以得出方案2是最優(yōu)的，其低碳公路經(jīng)濟指數(shù)的值接近1。

6結(jié)語

在低碳公路的全壽命周期管理過程中，通過應(yīng)用價值工程可以更加合理地實現(xiàn)碳排放量的減少與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)，而不是僅僅為了適應(yīng)減排的政策和口號，盲目地以消耗大量的經(jīng)濟為代價。低碳公路在當(dāng)前還是一個比較新的領(lǐng)域，其管理也還沒有形成一套完整的體系，沒有現(xiàn)成的路徑可以參照，這就需要公路行業(yè)內(nèi)注重公路全生命周期的低碳發(fā)展，相關(guān)行業(yè)積極推廣應(yīng)用新能源新材料，國家通過宏觀調(diào)控扶植公路低碳發(fā)展是我國公路低碳發(fā)展的合理路徑，建立一個“低碳公路”發(fā)展的體系，為國家節(jié)能減排和公路行業(yè)的健康永續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。