高速公路沥青路面施工机械碳排放测算模型

为了降低高速公路沥青路面碳排放,对沥青路面各施工机械设备消耗的电能和燃油进行分析,根据燃油和电能的热值与碳排放因子,采用理论法构建了沥青路面施工机械碳排放测算模型。在满足益娄高速公路路面施工沥青混合料供给以及施工工期的情况下,介绍了3个不同型号组合的沥青路面施工机械设计方案。通过运用沥青路面碳排放测算模型,测算得到施工机械方案1、方案2和方案3碳排放当量分别为:21 869、23 722和29 346 t。研究表明,方案1施工机械碳排放当量为最小方案,是最适合益娄高速公路路面施工的施工机械方案。此外,计算结果表明,在沥青路面施工碳排放总量中,沥青拌和站碳排放量所占比例大于87. 0%,是影响沥青路面碳排放的关键施工机械,为此,本文提出了3个降低沥青拌和站碳排放措施,为沥青路面低碳施工提供理论依据。     

行车速度与碳排放关系研究

基于油耗试验,建立了百公里耗油量与行车速度之间的关系,并提出了经济车速这一概念;结合国内外环保部门提出的相关参数,研究了道路运营过程中碳排放量计算方法,为碳排放的定量计算提供模型基础;根据碳排放量计算方法及车速与油耗之间的关系,进行了行驶速度与碳排放关系研究;提出了道路运营中的节能减排措施,为道路低碳运营提供理论基础和技术支撑。     

冷拌再生沥青混合料能耗与碳排放量分析

为了掌握冷拌再生混合料能源消耗与碳排放规律,将其建设周期划分为原材料生产、拌和、运输、摊铺及碾压5个阶段,依据IPCC定义了碳排放评价量化指标(当量CO_2),建立了基于碳排放因子的冷拌再生沥青混合料碳排放模型。以热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料作对比,全面计算分析了冷再生沥青混合料施工过程中各环节能源消耗与碳排放情况。研究结果表明:冷再生沥青混合料总能耗与碳排放较热拌沥青混合料分别降低了56%和50%。其中冷拌再生沥青混合料在原材料生产阶段能耗与排放最大,占整个过程的62.1%和67.2%;施工阶段次之,占15.8%和13.2%。研究成果对于冷拌再生沥青路面建设中各阶段的能源消耗与碳排放控制具有指导意义。     

引入网络影响分析的道路选线优化模型

提出一个基于遗传算法的道路选线优化模型,该模型首先随机生成新建道路空间位置的候选方案集,并依据GIS平台自动设计新建道路的平竖曲线,并计算其各项工程费用;接下来,分析变化了的路网的拓扑结构,并在新路网中分配OD交通量,获得OD交通在新路网上的交通流特征,进而计算OD交通量的走行时间和在路网上的环境负荷;然后,利用工程费用、OD交通走行时间费用和环境负荷当量费用构造适应度函数,以判断各候选方案的优劣,同时实施选择、交叉、变异操作以获得更多的候选方案,直至得到一个最佳的新建道路方案为止。数字试验结果显示:新建道路对路网的影响不容忽视。     

基于移动监测的城市道路交通碳排放形成机理——以上海市为例

为了探究不同维度下交通碳排放的形成机理,明确影响交通碳排放的主要因素,研究运用多维度移动监测设备,构建了城市交通碳排放移动监测体系,并选取典型路网采集了道路、交通、气象、交通碳排放及行驶特征等信息。在微观层面,运用皮尔逊相关分析和Granger因果检验,揭示了转速、比功率参数相较速度、加速度,与车辆碳排放间存在更明显的相关性。在中观层面,运用移动监测结果对MOVES机动车排放模型进行参数标定,并运用克隆巴赫系数验证了模型可靠性;运用敏感度分析考察道路等级对机动车排放因子的影响,结果显示道路等级显著影响排放因子,从而针对各等级道路分别计算平均排放因子。在此基础上,从宏观层面考虑了不同机动车类型在不同等级道路的行驶比例,针对已有机动车碳排放模型进行了修正。研究结果显示:2014年上海市小汽车CO_2,CO,HC排放总量分别为8 271.91,76.95,2.13kt;其中,行驶里程占总里程41%的城市主干路排放分担率超过50%;道路等级是机动车排放因子的重要影响因素,城市主干路作为城市中最主要的碳排放线源,应当成为实施碳排放控制策略的重点区域。     

基于当量轴次和当量系数理论的计重收费计算方法研究

基于当量轴次和当量系数提出当量系数法,建立收费标准的确定模型和方法。由该方法得到的收费标准能够在满足公路投资者经济利益的同时,有效遏制超限超载现象的蔓延。首先通过分析各省现行的计重收费方案选择出较为合理的收费模式;然后,提出一种当量系数法,运用当量轴次理论建立不同车型、车货总重的车辆引起的道路破坏费用模型,以此为基础建立分车型收费的数学模型;并在此模型基础上,扩展构建计重收费标准计算模型,从而得出基本费率和超限加收系数;最后,通过在河南省高速公路计重收费中的应用,证明了计算模型的准确性和实用性。     

基于汽车道路作用空间与公路车辆当量换算系数的研究

以运行车辆为质点,提出采用汽车道路作用空间的物理分析方法来研究车辆当量系数换算问题。建立了车辆道路作用空间模型,通过大量试验数据分析和应用随机场论的分析方法,研究确定了汽车在运行过程中所表现出的横向、纵向道路作用空间特性以及与道路、交通和车型等相关因素的定量数值,并由此推算出了基本车辆当量换算系数,和基于不同公路服务水平条件下的车辆当量换算系数。     

基于VB6.0公路工程碳计量体系的开发研究

首先阐述了全寿命周期公路碳计量的内容和意义,把全寿命周期公路分为5个时期,即建设前期、施工期、运营期、维养期和拆除期,并对每一个阶段建立了碳计量模型,能够计算每个时期的碳排放量以及总的碳排放量.并在VB6.0的环境下开发了全寿命周期公路碳计量软件,经过具体公路工程实例验证,该程序能够较准确地计算全寿命周期公路碳排放量的结果,从而为交通部门的决策者、建设者、施工方等单位在对公路的碳排放量进行评估时提供有效的决策支持.     

基于 LCA 的城市道路碳排放测算与敏感性分析

开展城市道路碳排放测算与分析是服务“双碳”目标、推进交通可持续发展的关键举措。依托“重庆市广阳大道生态修复及品质提升”项目,基于全生命周期评价方法构建城市道路建设阶段的碳排放测算模型,依据模型的计算结果对新建城市道路碳排放关键输入参数进行敏感性分析。从建设材料、施工机械燃料及电力等角度识别碳排放量的主要影响因素,为碳减排策略的提出提供理论技术支撑,有助于实现道路建设从设计到施工全过程的绿色发展。     

某轻型车用户道路与试验场道路当量关系计算

根据客户调研结果,实测用户道路载荷谱和试验场道路载荷谱,用nCode GlyphWorks软件进行数据处理和分析。通过对轴头加速度、轴头位移以及板簧应变的损伤计算,确定出基于轴头位移进行试验场路面与用户路面的当量关系计算。最后通过对数据的雨流计数分布以及频域损伤谱的分析,进一步验证了所计算当量关系的准确性以及适用性,为在试验场进行整车路面负荷可靠性快速验证提供了一定的理论依据。     

广州地铁盾构隧道建设期碳排放强度与减排潜力研究

为合理量化地铁盾构隧道建设的碳排放水平并测度其减排潜力，采用LCA方法开展地铁盾构隧道建设阶段碳排放评价工作，并结合实际工程数据进行碳排放强度和水平量化分析； 同时，基于情景分析法从推广绿色建材及清洁能源等角度探究其减碳潜力。研究结果表明： 单环预制管片碳排放强度约为7.1 tCO2e/环，而单位地铁盾构隧道建设碳排放强度约为1.1万tCO2e/km； 其中，建材及预制管片生产、运输及盾构施工和安装等过程占比分别为72.7%、1.9%和25.4%。若通过提高再生建材和优化能源结构，年均碳排放量下降约6%，但碳排放量累积可达约13 MtCO2e（2022—2035年），与2020年全国城市轨道交通运营排放基本持平。     

基于便携式排放测试系统与BP神经网络的大型客车排放预测

以大型客车为研究对象,在长沙市的不同道路工况下进行了车载排放测试,借助道路测试得到的数据,利用BP神经网络,以逐秒的速度、加速度、比功率和油耗数据为输入,建立CO2、CO和NOx的排放预测模型,并用部分试验数据进行了验证。结果表明,CO2、CO和NOx预测结果的总体相关系数R为0.9167,线性高度相关,在整体误差水平上,CO2、CO和NOx排放因子的相对误差分别为0.0378%、0.3767%、3.7860%,该模型对大型客车尾气排放的预测效果较好。     

耦合不同车辆类型的城市道路交通全生命周期评价研究

城市道路交通是我国节能减碳重要领域,如何量化集成道路和车辆的城市道路交通的能源消耗和碳排放成为交通绿色发展的迫切需求。利用全生命周期评价方法,量化评价了城市道路交通原材料获取、施工制造、运行维护和报废拆除阶段的全生命周期化石能源消耗量ADP(f)和全球变暖潜值GWP (以CO_(2)当量计),讨论对比了基于传统燃油汽车(ICEV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCV)的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP,并对关键因素年均日通行量、FCV的技术进步和不同车型占比进行了敏感性分析。研究发现,基于ICEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别为3.26E+09 MJ和2.16E+08 kg。相比于ICEV,基于BEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别降低32.5%和36.1%。     

城市交通出行方式对能源与环境的影响

社会经济的快速增长使得人们的出行日益频繁,从而导致城市机动车保有量迅速增加和能源需求及其大气污染排放不断上升。本文以上海为例,应用LEAP模型,研究了在确保交通需求增长的前提下,发展不同的交通出行方式对能源需求和大气污染物排放的影响。结果表明,调整上海市交通发展模式,即有序发展私人交通、大力发展公共交通对于减少全市道路交通能源需求,减缓供应压力,降低大气污染排放具有重要意义。     

瞬态工况对车辆污染物排放的影响

试验室使用的稳态工况和车辆在城区道路行驶时的瞬态工况有很大差异,测试结果不能真正反映车辆的瞬态排放工况,文章主要介绍了CO,HC及NOx的生成机理,阐述了瞬态工况对汽油车和柴油车各个污染物排放的影响,提出车载排放测试技术可以不受这些因素影响,可以在实际道路运行条件下对车辆排放进行实时测量,真实反映车辆实际道路行驶的排放情况,反映外界环境条件的变化对车辆排放的影响。     

再生沥青混合料节能与减碳效益研究

为了解再生沥青混合料的使用是否确实为路面工程中节能与减碳的有效方法,研究使用美国再生材料资源中心所开发的路面环境影响试算表（PaLATE）,配合国内沥青厂提供的工艺耗能信息,比较有添加旧料的再生沥青混合料和全新材料的一般热拌沥青混合料的生命周期排碳量与工艺耗能,从节能减碳的角度对使用再生沥青混合料的效益进行评估,并以不同的性能情形进行敏感度分析。尽管大多数学术研究均认为再生沥青混合料的性能并不劣于新料沥青混合料,但仍有文献指出实际经验中再生沥青混合料的耐久性较差,由分析结果也可发现再生沥青混合料工艺的能耗量并不一定会较新料拌制的传统沥青混合料的要低。然而,因为使用旧料能够较少天然资源的使用,可减少生产天然材料的耗能与排碳量,敏感度分析表明,含30%旧料的再生沥青混合料若可达到新料沥青混合料寿命的83.7%和79.53%以上,则可有正面的节能和减碳效益。若沥青拌合厂可有效执行废热回收等节能减碳措施,更能进一步降低拌制再生沥青混合料的耗能与排碳量。     

基于交通仿真的低碳交通策略评价方法研究

研究了交通领域低碳策略的分类,构建了不同层次交通仿真模型与低碳交通策略评价的对应关系,提出了交通仿真技术在低碳交通策略方案评价中的应用步骤。结合交通仿真模型输出数据特点、低碳策略评价的侧重点,选取碳排放量和机动车污染物排放量作为低碳策略评价的主要指标。在此基础上,以秦皇岛2020年规划路网为分析对象,开展了不同出行方式比例下低碳类指标的对比分析研究,以说明基于交通仿真的低碳交通策略评价方法的可行性和有效性。     

微型汽车发动机尾气污染排放分析

建立了用于模拟车辆实际运行状况的汽油发动机尾气排放实验测试系统,模拟荣光6450B微型车的不同行驶工况,对其主要有害排放物HC、CO、NOx进行采样,并对各排放物与行驶工况相对应的排放趋势及原因进行了分析。分析结果表明,不同行驶工况和行驶状态对HC、CO和NOx的排放影响较大,各行驶工况中,怠速、加速及减速比例越高,各有害气体的排放越高;当行驶工况匀速比例较高时,排放相对较低。     

城市客运交通引入电动汽车二氧化碳减排量研究——以哈尔滨市为例

新能源车辆引入城市客运交通,是解决环境污染的有效方法之一.从二氧化碳排放量角度出发,通过扩展二氧化碳排放"自下而上"的研究思路和计算方法,以哈尔滨为案例计算了城市客运交通的总能耗及二氧化碳总排放量.通过分析《省级温室气体清单编制指南(试行)》计算城市客运交通二氧化碳排放的局限性,从交通使用者角度出发,即根据分车型运距、油耗、电耗、气耗等数据,计算城市客运交通的总能耗,乘以相应的排放因子,计算二氧化碳的排放量.以汽油和柴油燃料汽车作为纯电动汽车(BEV)的替代对象,考虑完全替代的极限情况,计算城市客运交通引入BEV车辆二氧化碳的减排量,并对单位能耗、单位电耗、电力二氧化碳排放因子等影响因素进行分析.通过计算可知, 2015年哈尔滨市城市客运交通排放二氧化碳总量为290.1万t,其中,汽油和柴油燃料车辆排放二氧化碳为153.9万t.考虑采用BEV车辆代替全部汽油和柴油车辆,可实现41.3万t/年的二氧化碳减排量.