季冻区绿色公路评价指标体系研究

张利东，高硕晗，杨艳刚，王新军，李德阳

（1.吉林省高等级公路建设局，吉林 长春 130033；2.交通运输部科学研究院，北京 100029）

0 引言

绿色公路是未来公路行业发展的必然趋势[1]，目前逐步从探索试点阶段进入全面实施阶段，随之而来的如何对绿色公路进行有效评价以引导绿色公路朝着健康有序方向发展，已成为指导绿色公路建设的当务之急。

关于绿色公路评价方法和体系，国内外机构和学者已开展了许多研究和应用探索。以美国为代表的发达国家经过多年积累已形成应用成熟并广泛推广的评价指标体系。如美国华盛顿州立大学2007年构建了GreenRoads评价系统，是全球应用最广泛的第三方绿色公路评价系统，其指标体系包括12 项必须指标、45 项评分指标和4 项附加分指标[2]。美国联邦公路局建立了基础设施可持续性自评价系统（Infrastructure Voluntary Evaluation Sustainability Tool,INVEST），被用于各地方交通局、规划部门、政府议会、公共工程部门及其咨询合作方开展公路建设项目可持续性自评估，主要包括系统规划、项目发展、运行养护3大阶段共64项指标[3]。

相对而言，我国绿色公路评价研究起步较晚，尚未形成广泛应用的评价指标体系。张正一等[4]在对我国绿色公路建设概况进行梳理和总结的基础上，从绿色理念、生态保护、资源节约等7个方面构建了绿色公路评价体系；陈学平等[5]从公路建设不同阶段及不同资源要素角度构建了包括20 个强制性指标和76 个评价性指标的绿色公路评价指标体系；李邦武等[6]基于压力-状态-响应模型和目标分解，提出了绿色公路施工阶段评价指标体系构建方法，并采用序关系分析法计算了海南省绿色公路施工阶段评价指标体系各指标权重；王晋等[7]从公路规划设计、建设施工和运营养护3 方面构建了绿色低碳公路评价指标体系。易列斯[8]运用AHP-熵权法组合赋权的方法确定了各评价指标的权重；汤显平[9]针对高速公路绿色选线评价体系，采用层次分析法与模糊综合评价法建立了评价模型。

虽然国内外学者采用不同方法从不同角度建立了绿色公路评价指标体系，但对于地域特征条件的考虑仍存在不足。我国季冻区占国土面积约50%，冬季寒冷漫长，冰冻多雪，公路建设条件独具特色，而鲜有针对季冻区公路建设特点的绿色公路评价指标体系的研究成果。为更好地指导和推进季冻区绿色公路建设，本文将在对绿色公路建设内涵进行解析的基础上，采用系统论和层次分析法构建适用于季冻区的绿色公路评价指标体系，并通过实例开展试评价验证，以期为季冻区绿色公路建设可持续发展提供支撑。

1 绿色公路建设内涵

绿色公路是公路行业不断提升发展理念的体现，应通过转变建设思路、统筹协调各要素，实现低碳环保水平不断提升、工程品质全面提高、路网运行更加高效、服务意识显著增强，最终达到人、路、自然和谐统一的目标[10]，其建设内涵可总结为以下4方面。

（1）保护生态环境、控制污染排放。追求生态环境破坏扰动最小化和修复补偿最大化；尽可能减少污染物排放，实现路域环境与周边自然环境相融合。

（2）集约节约资源、优化能源利用。在确保工程安全耐久性的前提下，最大限度地节约廊道、土地、材料等资源占用，提高能源利用效率，实现有限资源的集约节约。

（3）提升工程品质、拓展服务功能。全面提升工程质量及公路运行效率，因地制宜拓展和完善服务功能，实现质量、安全、耐久、服务水平综合提升。

（4）理念创新引领，技术创新驱动。遵循尊重自然、以人为本、因地制宜、精心创作的建设理念，依靠绿色公路建设关键技术的突破与推广，提升公路建设的绿色度。

2 绿色公路评价指标体系构建

2.1 基于系统论的评价指标体系构建

绿色公路系统是一个由多层次、多变量组成的时间和空间相协调的系统[8]，从生命周期维度来看包含规划、设计、建设、运营、养护全过程；从内涵要素来看包含资源利用、生态环保、品质建设、安全智慧、服务效果和运行效率等方面，绿色公路系统应实现生命周期以及各内涵要素之间的统筹。基于此，采用系统论分析法进行评价体系构建，形成自上而下的递阶层次结构，其中第一层为目标层A，主要包括绿色公路建设的7 个子目标；第二层为准则层B，主要包括各子目标实现的途径和方式；第三层为指标层C，主要包括考核评价的具体措施指标。各级指标构建思路如下。

（1）生态保护

公路工程是典型的生态影响型建设项目，公路建设应重视生态保护，使工程顺应自然、融入自然。在规划选线阶段应依法避绕生态环境敏感区，充分践行“不破坏就是最大的保护”原则；在设计阶段应深化生态保护设计，降低工程建设对生态环境的扰动，重点加强对沿线原有地形地貌及原生植被的保护；施工阶段要加强生态修复，最大限度地减少公路对沿线环境的负面影响；此外，季冻区山区、林区等区域有野生动物保护和湿地生态系统保护需求，也应采取针对性的保护措施[11-12]。

（2）污染防治

公路施工运营过程中须采取有效的污染防治措施。在水污染防治方面，沿线附属设施应建设污水处理或回用设施，达到水环境保护要求并实现水资源节约；路桥面径流污染分为两种情况：对于敏感水体路段需进一步采取危化品泄露应急措施以保证水环境安全[13]，对于一般路段和场区路面径流则可通过生态排水设施在路域系统内对污染物进行截留和净化[14]。在大气污染防治方面，施工扬尘和施工机械排放控制是重点。噪声污染防治方面应结合污染产生的不同阶段和方式采取相应减缓措施。固体废物污染主要包括工程固体废物和生活垃圾的合理处置。

（3）资源节约

公路建设占用的资源包括通道资源、土地资源、建筑材料等。在规划选线阶段，要确保通道资源集约高效地利用，实现社会资源综合共享，减少景观切割；在设计和施工阶段，要优化设计以减少永久用地占用，统筹布设临时设施，遵循“零弃方、少借方”原则。对于建筑材料资源节约，可重点通过废弃材料循环利用的途径来实现，主要包括工业废物（如粉煤灰、钢渣等）、建筑垃圾、隧道弃渣等循环利用，此外现阶段公路建设中模板材料浪费较为严重，也应考虑循环利用。对于公路改扩建项目，要同时考虑旧路设施利用与材料循环利用，主要包括既有路面、路基、桥梁、交安设施的再利用。

（4）节能降碳

绿色公路应着力提高能源利用效率、优化能源利用结构，减少碳排放。一方面，要在设计中加强节能技术的应用，主要包括隧道通风、隧道照明、服务设施照明及建筑节能和机电设施等方面；在施工中，采用节能型施工工艺和设备，如施工用电永临结合、混合料节能技术、高效率低能耗新设备新技术等。另一方面，要加大清洁能源应用占比，因地制宜地应用太阳能、风能、地热能、天然气等清洁能源。

（5）品质建设

绿色公路建设要坚持全生命周期成本思想，注重公路质量和效益双赢。在设计阶段，着重考虑公路工程的抗冻耐久性，采取适合季冻区气候特点的建设方案，保证路基、桥涵、隧道、路面使用寿命，此外钢结构桥梁在全生命周期成本方面具有优势，也应在绿色公路中推广应用。在施工阶段，重点推进标准化施工，建设集约式生产厂区，实现构件生产工厂化和现场施工装配化，确保工程内外品质的全面提升。在运营阶段，制定科学合理的预防性养护措施，提高日常通行、超载超限检查及公路收费效率，向管理部门和道路使用者实时发送特殊气象和路况信息。此外，还应大力推进建设管理信息化，鼓励应用建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）新技术，有效提升建设管理智慧化水平。

（6）服务提升

绿色公路应满足社会发展和消费升级带来的公路出行新需求。在服务多元化方面，坚持以人为本的理念，提供多样化、人性化的服务；为新能源车辆提供充电、加气设施；构建公益服务与个性化定制服务相结合的公路出行信息服务体系。在提升路域景观效果方面，一方面要使公路结构物的色彩、质地、尺度与周围环境融为一体，另一方面可结合公路沿线资源特色，打造路域景观。此外，对于长白山区等旅游资源丰富的地区，还应合理增设旅游服务站、汽车露营地、观景台、慢行系统等特色设施，提供旅游信息查询、票务售卖等旅游信息服务，实现公路建设与地方旅游发展的深度融合。

（7）创新支撑

创新支撑是公路行业绿色转型发展的强大驱动，首先要强化科技创新的引领作用，通过科研攻关和“四新”技术（即“新技术、新工艺、新材料、新设备”）的应用解决绿色公路建设关键技术问题；其次要推动绿色建设理念革新，从项目立项起开展全过程、全方位的策划，建立多学科早期介入的工作机制，加强宣传培训，积极推进公路全过程环境管理工作，确保绿色理念全面贯彻。

综合上述分析，本文构建了包括7 个一级指标、25个二级指标和69个三级指标的绿色公路评价指标体系，如表1所示。

表1 季冻区绿色公路评价指标体系权重赋值

表1 （续）

表1 （续）

2.2 绿色公路评价指标权重确定

层次分析法是用于多目标、多准则的复杂问题决策的主要方法之一，通过建立层次分析模型，采用1～9 标度对元素的重要性进行赋值，建立判断矩阵并求解，可计算得到各指标的权重[15]。吉林省地处东北地区，境内地貌形态多样，生态环境良好，旅游资源突出，依托鹤大高速、龙蒲高速等示范工程创建绿色公路实践经验丰富，因此具有典型代表性。本研究向绿色公路研究领域专家学者以及公路设计、施工、建设管理单位相关专家发放问卷，以吉林省为例对季冻区绿色公路建设中各级指标相对重要性进行排序，共回收有效问卷18份，进而计算得到各级指标权重赋值见表1。

3 绿色公路评价指标体系评分办法

同样以吉林省为例，本文开展了季冻区绿色公路建设调研并广泛咨询专家意见，对各指标进行研究并制定计分方法，具体可分为定量、定性、定性定量相结合3种方式。

（1）定量指标（见表1）主要根据指标的完成程度或工程量确定，需待评价单位根据工程应用情况计算完成率。以隧道弃渣利用为例，调研发现吉林省绿色公路项目设计中弃渣利用率达70%，经施工组织优化可达90%以上，因此将三级指标“隧道弃渣利用”按利用率不同划分为3 个等级：①隧道弃渣利用率大于等于90%，得1.0 分；隧道弃渣利用率为80%～90%（含80%），得0.8 分；隧道弃渣利用率为70%～80%，得0.6分。

（2）定性指标（见表1）主要考察评分要求内容的执行情况，对照指标的计分项量化得分。例如野生动物保护方面，依据吉林省在长白山区公路野生动物保护研究成果[16-17]，将“野生动物保护”二级指标细分为“生境连通性”和“动物保护附属设施”两个三级指标，其中“生境连通性”三级指标计分方法为：“①保护动物、关键动物活动路段，设置通道或通行桥，避免造成生境岛屿化，得0.4 分；②设置隔离栅、诱导生境等辅助设施，得0.3 分；③对生态连通性问题开展专项技术研究或咨询，得0.3 分”。在桥梁抗冻方面，结合季冻区工程实践经验设定评分方法[18-20]：“①采用附加防腐措施提高混凝土结构耐久性，得0.3 分；②桥梁结构用混凝土掺加活性掺合料、优选引气减水剂等必要的外加剂，得0.3分；③采用高性能混凝土增强桥涵构造物混凝土的抗冻耐久性，得0.4分”。

（3）定性、定量相结合指标（见表1）则需要综合定性和定量两种判定方法。例如，对于三级指标“路域植被保护”，考虑到吉林省绿色公路建设中广泛应用分步清表技术[19-21]，将原生植被保护和表土收集利用率纳入评分方法：“①采取有效的原生植被保护措施，尽可能保留征地范围内非路基主线占用区原生植被，得0.5 分；②对扰动区域内原有的名木古树及有价值的树木采取就地保护或移植保护措施，得0.2 分；③表土资源集中收集堆放，用于绿化或造地复耕，利用率达90%，得0.3 分”。对于三级指标“植被恢复”，考虑季冻区范围广阔植被生长条件差异较大，提出植被覆盖率定量指标为：“①在建立当地乡土群落的基础上，边坡植被覆盖率不低于环境自然植被覆盖率80%以上，得0.4 分；②取、弃土场植被覆盖率不低于环境自然植被覆盖率80%以上或与改地、造地、复垦相结合，得0.2分”；考虑到季冻区绿化季节短暂，将路基绿化同步施工、临时用地及时恢复原有功能也作为定性内容纳入考核；③按照绿化季节性要求，统筹路基工程、绿化工程施工组织安排，绿化施工提前进场，实现“带绿施工”，得0.2 分；④施工结束后临时用地恢复原貌或其原有功能，得0.2分”。

当因受所处地域自然环境、不同工程建设特点限制或其他不可抗力因素造成评价指标缺失时，可将缺失指标确定为不参评指标，采用归一化方法调整指标权重，再进行绿色公路评价得分计算。为区分不同公路的绿色水平，结合本文设置的评价体系（见表1）确定等级划分标准（见表2）。

表2 吉林省绿色公路评价等级划分标准

4 实例应用

为验证季冻区绿色公路评价指标体系的科学性和实用性，以吉林省集安—通化高速公路（简称“集通高速”）为例，对其绿色等级进行评价。该项目既是交通运输部品质工程示范项目又是吉林省绿色公路示范项目，集成了近年来季冻区绿色公路、品质工程建设实践成果，具有一定典型性。

4.1 评价过程

根据集通高速的建设情况，首先确定不参评指标有旧路设施利用、湿地保护、慢行系统及敏感水体路段危化品泄露应急处置，然后采用归一化处理对其他各级指标权重进行调整，最后通过问卷调查、现场调研及设计文件核查的方式对各级指标进行评分。

4.2 评价结果

经评价，集通高速绿色公路评价总分为87.5分，达到“四星绿色公路”等级，其中一级指标得分经归一化处理后所得结果见表3和图1，二级指标得分经归一化处理后所得结果见图2。

图1 集通高速绿色公路评价一级指标得分图

图2 集通高速绿色公路评价二级指标得分图

表3 集通高速绿色公路评价一级指标评分结果

（1）生态保护

集通高速采用分步清表施工、表土资源集中收集、高填深挖路段优化、隧道洞口段零开挖进洞等措施开展了植被与地形保护；实施了“带绿施工”，边坡防护采用生态砌块、格宾（石笼）挡墙等柔性防护措施，植被覆盖率达到环境自然植被覆盖率的90%；在森林公园、自然保护区路段，设置了野生动物通道及动物保护警示标志。生态保护一级指标评价得分为21.7 分（见表3），对比指标体系及评分方法，需在野生动物保护方面加强技术研究或咨询，完善野生动物保护附属设施。

（2）污染防治

全线附属设施营运期污水排放达标率为100%，建设了污水循环利用设施；对拌和场站、预制场、隧道出（入）口、桩基施工等的施工废水进行了处理与回用，场地扬尘严格执行“六个百分百”要求；全线采用了景观型声屏障，在满足声环境质量要求的同时提升了景观效果。“污染防治”一级指标得分为20.8 分（见表3），对比指标体系及评分方法，需在生态排水设施应用方面进一步探索服务区、停车区等场地透水铺装应用，在生活垃圾处理方面探索垃圾分类收集与应用小型生活垃圾压缩、破碎和处理设备。

（3）资源节约

集通高速与其他低等级公路共用了廊道资源，对预制厂、混凝土拌和厂、钢筋加工厂、梁场、沥青拌和站等临时设施进行了统筹布设；全线土石方统一规划、分类利用，实现了弃方全部线内消纳，设计弃土场全部取消；部分通道内拆除建筑垃圾及粉煤灰、矿粉等工业废物得到了再利用，但利用率较低。“资源节约”一级指标得分为15.8 分（见表3），对比指标体系及评分方法，需重点提升可循环材料利用率，探索建筑垃圾工厂化再生材料应用。

（4）节能降碳

集通高速温拌沥青路面技术应用比例达15%，采用了光面爆破、水压爆破、加强地质超前预报等节能施工工艺，隧道供电采用分布式智慧供电技术，照明通风应用智能控制系统，还采用了自发光诱导设施和定向反光轮廓标。“节能降碳”一级指标得分为4.7 分（见表3），对比指标体系及评分方法，应重点加强施工期节能措施应用，主要有施工期集中供电、沥青拌和楼低碳技术改造等。

（5）品质建设

针对季冻区公路病害，实施了系列抗冻耐久措施以提高结构使用寿命；施工期间应用了智慧工地管理系统，实现了施工管理信息化，在1 座隧道和3 处互通应用了BIM 新技术；项目建设了标准化工地，桥梁上部结构和全线小型构件实现了工厂化集中预制；项目运营后制定了预防性养护计划，应用信息监控公告系统、交通预警系统等有效提高了通行效率。“品质建设”一级指标得分为11.8 分（见表3），对比指标体系及评分方法，可进一步探索功能型路面的应用，拓展ETC技术的深度应用。

（6）服务提升

附属设施提供了休憩健身、休闲娱乐、特产售卖、弱势群体人文关怀等人性化服务，预留了电动车充电车位，服务区实现了Wi-Fi 全覆盖，提供服务查询系统；结合旅游发展设置了自驾车营地、观景平台、观景港湾停车带各1 处，设计了集通高速特色旅游标识系统；路侧景观、节点景观设计与周边自然人文景观相协调，在服务区等重要节点加强了景观打造，特长隧道内采用灯光带形式对内饰进行了优化。“服务提升”一级指标得分为5.7 分（见表3），对比指标体系及评分方法，需在旅游服务站设置、旅游信息服务、共享服务区建设等方面进一步提升。

（7）创新支撑

根据项目实际需求立项开展了绿色公路科研技术攻关，形成了系列标准规范；对绿色公路建设进行了系统策划，开展了绿色公路专项提升设计，实施了全过程环境管理工作，及时开展了绿色理念宣传培训。“创新支撑”一级指标得分为6.9 分（见表3），对比指标体系及评分方法，需在科研攻关成果总结推广、建设经验推广方面进一步加强。

整体上，本文所建评价指标体系全面评价了集通高速开展绿色公路创建的实践探索，突出了季冻区公路建设特点，在指标水平设置方面能够立足于现状，既能客观评价建设成效，又能明确项目绿色公路建设应着重加强和改进的方面。

5 结语

绿色公路评价指标体系能衡量公路项目绿色水平并指引公路行业绿色发展。本研究系统剖析了绿色公路建设内涵，构建了适用于季冻区的绿色公路评价指标体系，在指标设置、权重赋值及评分方法中充分考虑了以吉林省为代表的季冻区公路建设特点，实例分析表明评价指标体系能全面反映季冻区绿色公路建设成效及不足，验证了指标体系的合理性和实用性，可有效指导季冻区绿色公路建设。与此同时，绿色公路评价是一项复杂的系统工程，与政策导向、技术革新密切相关，随着“碳达峰碳中和”“生态保护红线”等相关政策的实施，评价指标体系也应持续优化。此外，为切实保障绿色公路评价工作全面开展，还应尽快开展与之配套的绿色公路评价工具软件及制度管理体系研究。