季凍區(qū)綠色公路評價指標體系研究

張利東，高碩晗，楊艷剛，王新軍，李德陽

（1.吉林省高等級公路建設局，吉林 長春 130033；2.交通運輸部科學研究院，北京 100029）

0 引言

綠色公路是未來公路行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1]，目前逐步從探索試點階段進入全面實施階段，隨之而來的如何對綠色公路進行有效評價以引導綠色公路朝著健康有序方向發(fā)展，已成為指導綠色公路建設的當務之急。

關于綠色公路評價方法和體系，國內外機構和學者已開展了許多研究和應用探索。以美國為代表的發(fā)達國家經過多年積累已形成應用成熟并廣泛推廣的評價指標體系。如美國華盛頓州立大學2007年構建了GreenRoads評價系統(tǒng)，是全球應用最廣泛的第三方綠色公路評價系統(tǒng)，其指標體系包括12 項必須指標、45 項評分指標和4 項附加分指標[2]。美國聯(lián)邦公路局建立了基礎設施可持續(xù)性自評價系統(tǒng)（Infrastructure Voluntary Evaluation Sustainability Tool,INVEST），被用于各地方交通局、規(guī)劃部門、政府議會、公共工程部門及其咨詢合作方開展公路建設項目可持續(xù)性自評估，主要包括系統(tǒng)規(guī)劃、項目發(fā)展、運行養(yǎng)護3大階段共64項指標[3]。

相對而言，我國綠色公路評價研究起步較晚，尚未形成廣泛應用的評價指標體系。張正一等[4]在對我國綠色公路建設概況進行梳理和總結的基礎上，從綠色理念、生態(tài)保護、資源節(jié)約等7個方面構建了綠色公路評價體系；陳學平等[5]從公路建設不同階段及不同資源要素角度構建了包括20 個強制性指標和76 個評價性指標的綠色公路評價指標體系；李邦武等[6]基于壓力-狀態(tài)-響應模型和目標分解，提出了綠色公路施工階段評價指標體系構建方法，并采用序關系分析法計算了海南省綠色公路施工階段評價指標體系各指標權重；王晉等[7]從公路規(guī)劃設計、建設施工和運營養(yǎng)護3 方面構建了綠色低碳公路評價指標體系。易列斯[8]運用AHP-熵權法組合賦權的方法確定了各評價指標的權重；湯顯平[9]針對高速公路綠色選線評價體系，采用層次分析法與模糊綜合評價法建立了評價模型。

雖然國內外學者采用不同方法從不同角度建立了綠色公路評價指標體系，但對于地域特征條件的考慮仍存在不足。我國季凍區(qū)占國土面積約50%，冬季寒冷漫長，冰凍多雪，公路建設條件獨具特色，而鮮有針對季凍區(qū)公路建設特點的綠色公路評價指標體系的研究成果。為更好地指導和推進季凍區(qū)綠色公路建設，本文將在對綠色公路建設內涵進行解析的基礎上，采用系統(tǒng)論和層次分析法構建適用于季凍區(qū)的綠色公路評價指標體系，并通過實例開展試評價驗證，以期為季凍區(qū)綠色公路建設可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1 綠色公路建設內涵

綠色公路是公路行業(yè)不斷提升發(fā)展理念的體現，應通過轉變建設思路、統(tǒng)籌協(xié)調各要素，實現低碳環(huán)保水平不斷提升、工程品質全面提高、路網運行更加高效、服務意識顯著增強，最終達到人、路、自然和諧統(tǒng)一的目標[10]，其建設內涵可總結為以下4方面。

（1）保護生態(tài)環(huán)境、控制污染排放。追求生態(tài)環(huán)境破壞擾動最小化和修復補償最大化；盡可能減少污染物排放，實現路域環(huán)境與周邊自然環(huán)境相融合。

（2）集約節(jié)約資源、優(yōu)化能源利用。在確保工程安全耐久性的前提下，最大限度地節(jié)約廊道、土地、材料等資源占用，提高能源利用效率，實現有限資源的集約節(jié)約。

（3）提升工程品質、拓展服務功能。全面提升工程質量及公路運行效率，因地制宜拓展和完善服務功能，實現質量、安全、耐久、服務水平綜合提升。

（4）理念創(chuàng)新引領，技術創(chuàng)新驅動。遵循尊重自然、以人為本、因地制宜、精心創(chuàng)作的建設理念，依靠綠色公路建設關鍵技術的突破與推廣，提升公路建設的綠色度。

2 綠色公路評價指標體系構建

2.1 基于系統(tǒng)論的評價指標體系構建

綠色公路系統(tǒng)是一個由多層次、多變量組成的時間和空間相協(xié)調的系統(tǒng)[8]，從生命周期維度來看包含規(guī)劃、設計、建設、運營、養(yǎng)護全過程；從內涵要素來看包含資源利用、生態(tài)環(huán)保、品質建設、安全智慧、服務效果和運行效率等方面，綠色公路系統(tǒng)應實現生命周期以及各內涵要素之間的統(tǒng)籌。基于此，采用系統(tǒng)論分析法進行評價體系構建，形成自上而下的遞階層次結構，其中第一層為目標層A，主要包括綠色公路建設的7 個子目標；第二層為準則層B，主要包括各子目標實現的途徑和方式；第三層為指標層C，主要包括考核評價的具體措施指標。各級指標構建思路如下。

（1）生態(tài)保護

公路工程是典型的生態(tài)影響型建設項目，公路建設應重視生態(tài)保護，使工程順應自然、融入自然。在規(guī)劃選線階段應依法避繞生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，充分踐行“不破壞就是最大的保護”原則；在設計階段應深化生態(tài)保護設計，降低工程建設對生態(tài)環(huán)境的擾動，重點加強對沿線原有地形地貌及原生植被的保護；施工階段要加強生態(tài)修復，最大限度地減少公路對沿線環(huán)境的負面影響；此外，季凍區(qū)山區(qū)、林區(qū)等區(qū)域有野生動物保護和濕地生態(tài)系統(tǒng)保護需求，也應采取針對性的保護措施[11-12]。

（2）污染防治

公路施工運營過程中須采取有效的污染防治措施。在水污染防治方面，沿線附屬設施應建設污水處理或回用設施，達到水環(huán)境保護要求并實現水資源節(jié)約；路橋面徑流污染分為兩種情況：對于敏感水體路段需進一步采取?；沸孤稇贝胧┮员ＷC水環(huán)境安全[13]，對于一般路段和場區(qū)路面徑流則可通過生態(tài)排水設施在路域系統(tǒng)內對污染物進行截留和凈化[14]。在大氣污染防治方面，施工揚塵和施工機械排放控制是重點。噪聲污染防治方面應結合污染產生的不同階段和方式采取相應減緩措施。固體廢物污染主要包括工程固體廢物和生活垃圾的合理處置。

（3）資源節(jié)約

公路建設占用的資源包括通道資源、土地資源、建筑材料等。在規(guī)劃選線階段，要確保通道資源集約高效地利用，實現社會資源綜合共享，減少景觀切割；在設計和施工階段，要優(yōu)化設計以減少永久用地占用，統(tǒng)籌布設臨時設施，遵循“零棄方、少借方”原則。對于建筑材料資源節(jié)約，可重點通過廢棄材料循環(huán)利用的途徑來實現，主要包括工業(yè)廢物（如粉煤灰、鋼渣等）、建筑垃圾、隧道棄渣等循環(huán)利用，此外現階段公路建設中模板材料浪費較為嚴重，也應考慮循環(huán)利用。對于公路改擴建項目，要同時考慮舊路設施利用與材料循環(huán)利用，主要包括既有路面、路基、橋梁、交安設施的再利用。

（4）節(jié)能降碳

綠色公路應著力提高能源利用效率、優(yōu)化能源利用結構，減少碳排放。一方面，要在設計中加強節(jié)能技術的應用，主要包括隧道通風、隧道照明、服務設施照明及建筑節(jié)能和機電設施等方面；在施工中，采用節(jié)能型施工工藝和設備，如施工用電永臨結合、混合料節(jié)能技術、高效率低能耗新設備新技術等。另一方面，要加大清潔能源應用占比，因地制宜地應用太陽能、風能、地熱能、天然氣等清潔能源。

（5）品質建設

綠色公路建設要堅持全生命周期成本思想，注重公路質量和效益雙贏。在設計階段，著重考慮公路工程的抗凍耐久性，采取適合季凍區(qū)氣候特點的建設方案，保證路基、橋涵、隧道、路面使用壽命，此外鋼結構橋梁在全生命周期成本方面具有優(yōu)勢，也應在綠色公路中推廣應用。在施工階段，重點推進標準化施工，建設集約式生產廠區(qū)，實現構件生產工廠化和現場施工裝配化，確保工程內外品質的全面提升。在運營階段，制定科學合理的預防性養(yǎng)護措施，提高日常通行、超載超限檢查及公路收費效率，向管理部門和道路使用者實時發(fā)送特殊氣象和路況信息。此外，還應大力推進建設管理信息化，鼓勵應用建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）新技術，有效提升建設管理智慧化水平。

（6）服務提升

綠色公路應滿足社會發(fā)展和消費升級帶來的公路出行新需求。在服務多元化方面，堅持以人為本的理念，提供多樣化、人性化的服務；為新能源車輛提供充電、加氣設施；構建公益服務與個性化定制服務相結合的公路出行信息服務體系。在提升路域景觀效果方面，一方面要使公路結構物的色彩、質地、尺度與周圍環(huán)境融為一體，另一方面可結合公路沿線資源特色，打造路域景觀。此外，對于長白山區(qū)等旅游資源豐富的地區(qū)，還應合理增設旅游服務站、汽車露營地、觀景臺、慢行系統(tǒng)等特色設施，提供旅游信息查詢、票務售賣等旅游信息服務，實現公路建設與地方旅游發(fā)展的深度融合。

（7）創(chuàng)新支撐

創(chuàng)新支撐是公路行業(yè)綠色轉型發(fā)展的強大驅動，首先要強化科技創(chuàng)新的引領作用，通過科研攻關和“四新”技術（即“新技術、新工藝、新材料、新設備”）的應用解決綠色公路建設關鍵技術問題；其次要推動綠色建設理念革新，從項目立項起開展全過程、全方位的策劃，建立多學科早期介入的工作機制，加強宣傳培訓，積極推進公路全過程環(huán)境管理工作，確保綠色理念全面貫徹。

綜合上述分析，本文構建了包括7 個一級指標、25個二級指標和69個三級指標的綠色公路評價指標體系，如表1所示。

表1 季凍區(qū)綠色公路評價指標體系權重賦值

表1 （續(xù)）

表1 （續(xù)）

2.2 綠色公路評價指標權重確定

層次分析法是用于多目標、多準則的復雜問題決策的主要方法之一，通過建立層次分析模型，采用1～9 標度對元素的重要性進行賦值，建立判斷矩陣并求解，可計算得到各指標的權重[15]。吉林省地處東北地區(qū)，境內地貌形態(tài)多樣，生態(tài)環(huán)境良好，旅游資源突出，依托鶴大高速、龍蒲高速等示范工程創(chuàng)建綠色公路實踐經驗豐富，因此具有典型代表性。本研究向綠色公路研究領域專家學者以及公路設計、施工、建設管理單位相關專家發(fā)放問卷，以吉林省為例對季凍區(qū)綠色公路建設中各級指標相對重要性進行排序，共回收有效問卷18份，進而計算得到各級指標權重賦值見表1。

3 綠色公路評價指標體系評分辦法

同樣以吉林省為例，本文開展了季凍區(qū)綠色公路建設調研并廣泛咨詢專家意見，對各指標進行研究并制定計分方法，具體可分為定量、定性、定性定量相結合3種方式。

（1）定量指標（見表1）主要根據指標的完成程度或工程量確定，需待評價單位根據工程應用情況計算完成率。以隧道棄渣利用為例，調研發(fā)現吉林省綠色公路項目設計中棄渣利用率達70%，經施工組織優(yōu)化可達90%以上，因此將三級指標“隧道棄渣利用”按利用率不同劃分為3 個等級：①隧道棄渣利用率大于等于90%，得1.0 分；隧道棄渣利用率為80%～90%（含80%），得0.8 分；隧道棄渣利用率為70%～80%，得0.6分。

（2）定性指標（見表1）主要考察評分要求內容的執(zhí)行情況，對照指標的計分項量化得分。例如野生動物保護方面，依據吉林省在長白山區(qū)公路野生動物保護研究成果[16-17]，將“野生動物保護”二級指標細分為“生境連通性”和“動物保護附屬設施”兩個三級指標，其中“生境連通性”三級指標計分方法為：“①保護動物、關鍵動物活動路段，設置通道或通行橋，避免造成生境島嶼化，得0.4 分；②設置隔離柵、誘導生境等輔助設施，得0.3 分；③對生態(tài)連通性問題開展專項技術研究或咨詢，得0.3 分”。在橋梁抗凍方面，結合季凍區(qū)工程實踐經驗設定評分方法[18-20]：“①采用附加防腐措施提高混凝土結構耐久性，得0.3 分；②橋梁結構用混凝土摻加活性摻合料、優(yōu)選引氣減水劑等必要的外加劑，得0.3分；③采用高性能混凝土增強橋涵構造物混凝土的抗凍耐久性，得0.4分”。

（3）定性、定量相結合指標（見表1）則需要綜合定性和定量兩種判定方法。例如，對于三級指標“路域植被保護”，考慮到吉林省綠色公路建設中廣泛應用分步清表技術[19-21]，將原生植被保護和表土收集利用率納入評分方法：“①采取有效的原生植被保護措施，盡可能保留征地范圍內非路基主線占用區(qū)原生植被，得0.5 分；②對擾動區(qū)域內原有的名木古樹及有價值的樹木采取就地保護或移植保護措施，得0.2 分；③表土資源集中收集堆放，用于綠化或造地復耕，利用率達90%，得0.3 分”。對于三級指標“植被恢復”，考慮季凍區(qū)范圍廣闊植被生長條件差異較大，提出植被覆蓋率定量指標為：“①在建立當地鄉(xiāng)土群落的基礎上，邊坡植被覆蓋率不低于環(huán)境自然植被覆蓋率80%以上，得0.4 分；②取、棄土場植被覆蓋率不低于環(huán)境自然植被覆蓋率80%以上或與改地、造地、復墾相結合，得0.2分”；考慮到季凍區(qū)綠化季節(jié)短暫，將路基綠化同步施工、臨時用地及時恢復原有功能也作為定性內容納入考核；③按照綠化季節(jié)性要求，統(tǒng)籌路基工程、綠化工程施工組織安排，綠化施工提前進場，實現“帶綠施工”，得0.2 分；④施工結束后臨時用地恢復原貌或其原有功能，得0.2分”。

當因受所處地域自然環(huán)境、不同工程建設特點限制或其他不可抗力因素造成評價指標缺失時，可將缺失指標確定為不參評指標，采用歸一化方法調整指標權重，再進行綠色公路評價得分計算。為區(qū)分不同公路的綠色水平，結合本文設置的評價體系（見表1）確定等級劃分標準（見表2）。

表2 吉林省綠色公路評價等級劃分標準

4 實例應用

為驗證季凍區(qū)綠色公路評價指標體系的科學性和實用性，以吉林省集安—通化高速公路（簡稱“集通高速”）為例，對其綠色等級進行評價。該項目既是交通運輸部品質工程示范項目又是吉林省綠色公路示范項目，集成了近年來季凍區(qū)綠色公路、品質工程建設實踐成果，具有一定典型性。

4.1 評價過程

根據集通高速的建設情況，首先確定不參評指標有舊路設施利用、濕地保護、慢行系統(tǒng)及敏感水體路段?；沸孤稇碧幹?，然后采用歸一化處理對其他各級指標權重進行調整，最后通過問卷調查、現場調研及設計文件核查的方式對各級指標進行評分。

4.2 評價結果

經評價，集通高速綠色公路評價總分為87.5分，達到“四星綠色公路”等級，其中一級指標得分經歸一化處理后所得結果見表3和圖1，二級指標得分經歸一化處理后所得結果見圖2。

圖1 集通高速綠色公路評價一級指標得分圖

圖2 集通高速綠色公路評價二級指標得分圖

表3 集通高速綠色公路評價一級指標評分結果

（1）生態(tài)保護

集通高速采用分步清表施工、表土資源集中收集、高填深挖路段優(yōu)化、隧道洞口段零開挖進洞等措施開展了植被與地形保護；實施了“帶綠施工”，邊坡防護采用生態(tài)砌塊、格賓（石籠）擋墻等柔性防護措施，植被覆蓋率達到環(huán)境自然植被覆蓋率的90%；在森林公園、自然保護區(qū)路段，設置了野生動物通道及動物保護警示標志。生態(tài)保護一級指標評價得分為21.7 分（見表3），對比指標體系及評分方法，需在野生動物保護方面加強技術研究或咨詢，完善野生動物保護附屬設施。

（2）污染防治

全線附屬設施營運期污水排放達標率為100%，建設了污水循環(huán)利用設施；對拌和場站、預制場、隧道出（入）口、樁基施工等的施工廢水進行了處理與回用，場地揚塵嚴格執(zhí)行“六個百分百”要求；全線采用了景觀型聲屏障，在滿足聲環(huán)境質量要求的同時提升了景觀效果?！拔廴痉乐巍币患壷笜说梅譃?0.8 分（見表3），對比指標體系及評分方法，需在生態(tài)排水設施應用方面進一步探索服務區(qū)、停車區(qū)等場地透水鋪裝應用，在生活垃圾處理方面探索垃圾分類收集與應用小型生活垃圾壓縮、破碎和處理設備。

（3）資源節(jié)約

集通高速與其他低等級公路共用了廊道資源，對預制廠、混凝土拌和廠、鋼筋加工廠、梁場、瀝青拌和站等臨時設施進行了統(tǒng)籌布設；全線土石方統(tǒng)一規(guī)劃、分類利用，實現了棄方全部線內消納，設計棄土場全部取消；部分通道內拆除建筑垃圾及粉煤灰、礦粉等工業(yè)廢物得到了再利用，但利用率較低。“資源節(jié)約”一級指標得分為15.8 分（見表3），對比指標體系及評分方法，需重點提升可循環(huán)材料利用率，探索建筑垃圾工廠化再生材料應用。

（4）節(jié)能降碳

集通高速溫拌瀝青路面技術應用比例達15%，采用了光面爆破、水壓爆破、加強地質超前預報等節(jié)能施工工藝，隧道供電采用分布式智慧供電技術，照明通風應用智能控制系統(tǒng)，還采用了自發(fā)光誘導設施和定向反光輪廓標?！肮?jié)能降碳”一級指標得分為4.7 分（見表3），對比指標體系及評分方法，應重點加強施工期節(jié)能措施應用，主要有施工期集中供電、瀝青拌和樓低碳技術改造等。

（5）品質建設

針對季凍區(qū)公路病害，實施了系列抗凍耐久措施以提高結構使用壽命；施工期間應用了智慧工地管理系統(tǒng)，實現了施工管理信息化，在1 座隧道和3 處互通應用了BIM 新技術；項目建設了標準化工地，橋梁上部結構和全線小型構件實現了工廠化集中預制；項目運營后制定了預防性養(yǎng)護計劃，應用信息監(jiān)控公告系統(tǒng)、交通預警系統(tǒng)等有效提高了通行效率。“品質建設”一級指標得分為11.8 分（見表3），對比指標體系及評分方法，可進一步探索功能型路面的應用，拓展ETC技術的深度應用。

（6）服務提升

附屬設施提供了休憩健身、休閑娛樂、特產售賣、弱勢群體人文關懷等人性化服務，預留了電動車充電車位，服務區(qū)實現了Wi-Fi 全覆蓋，提供服務查詢系統(tǒng)；結合旅游發(fā)展設置了自駕車營地、觀景平臺、觀景港灣停車帶各1 處，設計了集通高速特色旅游標識系統(tǒng)；路側景觀、節(jié)點景觀設計與周邊自然人文景觀相協(xié)調，在服務區(qū)等重要節(jié)點加強了景觀打造，特長隧道內采用燈光帶形式對內飾進行了優(yōu)化。“服務提升”一級指標得分為5.7 分（見表3），對比指標體系及評分方法，需在旅游服務站設置、旅游信息服務、共享服務區(qū)建設等方面進一步提升。

（7）創(chuàng)新支撐

根據項目實際需求立項開展了綠色公路科研技術攻關，形成了系列標準規(guī)范；對綠色公路建設進行了系統(tǒng)策劃，開展了綠色公路專項提升設計，實施了全過程環(huán)境管理工作，及時開展了綠色理念宣傳培訓。“創(chuàng)新支撐”一級指標得分為6.9 分（見表3），對比指標體系及評分方法，需在科研攻關成果總結推廣、建設經驗推廣方面進一步加強。

整體上，本文所建評價指標體系全面評價了集通高速開展綠色公路創(chuàng)建的實踐探索，突出了季凍區(qū)公路建設特點，在指標水平設置方面能夠立足于現狀，既能客觀評價建設成效，又能明確項目綠色公路建設應著重加強和改進的方面。

5 結語

綠色公路評價指標體系能衡量公路項目綠色水平并指引公路行業(yè)綠色發(fā)展。本研究系統(tǒng)剖析了綠色公路建設內涵，構建了適用于季凍區(qū)的綠色公路評價指標體系，在指標設置、權重賦值及評分方法中充分考慮了以吉林省為代表的季凍區(qū)公路建設特點，實例分析表明評價指標體系能全面反映季凍區(qū)綠色公路建設成效及不足，驗證了指標體系的合理性和實用性，可有效指導季凍區(qū)綠色公路建設。與此同時，綠色公路評價是一項復雜的系統(tǒng)工程，與政策導向、技術革新密切相關，隨著“碳達峰碳中和”“生態(tài)保護紅線”等相關政策的實施，評價指標體系也應持續(xù)優(yōu)化。此外，為切實保障綠色公路評價工作全面開展，還應盡快開展與之配套的綠色公路評價工具軟件及制度管理體系研究。