基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法及系统与流程

本申请涉及道路设计优化，具体是一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法及系统。

背景技术：

1、固体废弃物，例如工业尾矿、冶炼废渣、建筑垃圾、道路垃圾等，年产量已超千亿吨，并持续增长。如此巨量的固废如不加以利用，不仅堆放会占用土地，还会造成土壤污染、水污染等环境问题。道路工程，包含路基路面工程、桥梁工程及隧道工程等，因其体量大，建设和养护阶段需消耗大量建材，已逐渐成为固废资源化利用的重要场景。采用在道路工程中采用固废再生建材不仅实现了固废高附加值应用，而且节约了大量原材料，如水泥、沥青、集料等。

2、固废在道路工程中资源化应用中往往存在仅关注再生建材性能指标或长期服役性能，而忽视了碳排放方面的效益。水泥、沥青等作为能源密集型产业，其碳排放一直居高不下，固废替代传统建材的碳减排潜能尚未被充分发掘。此外，固废再生材料的碳足迹无法追溯，这就导致了无法明确使用固废再生建材的减碳量。

3、针对目前综合考虑减碳效益及服役性能的多源固废道路工程设计方法仍较少，针对上述的技术问题，设计一种考虑减碳效益及服役性能的多源固废道路工程设计优化技术方案是必要的。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请的目的在于提供一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法及系统，以实现优选出固废道路工程在计及服役性能、绿色低碳及建造成本后的最优设计，即最优固废方案。

2、为实现上述目的，本申请提供了一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，包括：

3、获取并基于任一固废方案，确定由固废方案施工的固废道路的服役性能指标和减碳效益指标；其中，固废方案是指在道路设计中使用了固体废弃物制备的道路建材的设计方案；

4、设计用于分析固废方案的择优目标函数；确定一个用于择优比较的常规方案的基础指标；其中，常规方案指在道路设计中未使用固体废弃物制备的道路建材的设计方案；

5、基于各个固废方案的服役性能指标和减碳效益指标，结合择优目标函数和基础指标，在各个固废方案中择优作为固废道路设计优化的结果。

6、作为优选，所述服役性能指标基于运行期内的养护频次确定，该养护频次基于固废方案的服役寿命和预设的固废道路的使用年限确定。

7、作为优选，所述减碳效益指标基于因固废方案产生的碳减排量和预设的碳价确定。

8、作为优选，所述碳减排量基于固废道路在建设期的第一碳减排量和运营期的第二碳减排量确定。

9、作为优选，所述第一碳减排量的比较对象为常规方案在建设期对应的碳排量；其中，建设期的碳排量基于建设期的原材料生产阶段、原材料运输阶段、混合料生产阶段、混合料运输阶段和现场施工阶段确定。

10、作为优选，所述第二碳减排量的比较对象为常规方案在运营期对应的碳排量；其中，运营期的碳排量至少基于服役性能指标及预设的单次养护对应的单次碳排量确定。

11、作为优选，所述择优目标函数基于固废方案的服役性能指标和减碳效益指标与常规方案的基础指标的比较，对各个固废方案进行分析，以确定最优固废方案。

12、作为优选，所述最优固废方案的确定，包括：

13、基于服役性能指标和减碳效益指标，确定各个固废方案的全寿命周期总投资节约额，基于全寿命周期总投资节约额的最大值，确定最优固废方案；其中，全寿命周期包括建设期和运营期。

14、作为优选，所述第一碳减排量和所述第二碳减排量的确定，结合预设的区域内碳排放因子数据库进行。

15、为实现上述目的，本申请还提供了一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化系统，应用如上所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，包括：

16、指标分析模块，用于获取并基于任一固废方案，确定由固废方案施工的固废道路的服役性能指标和减碳效益指标；其中，固废方案是指在道路设计中使用了固体废弃物制备的道路建材的设计方案；

17、择优设置模块，用于设计用于分析固废方案的择优目标函数；确定一个用于择优比较的常规方案的基础指标；其中，常规方案指在道路设计中未使用固体废弃物制备的道路建材的设计方案；

18、设计优化模块，用于基于各个固废方案的服役性能指标和减碳效益指标，结合择优目标函数和基础指标，在各个固废方案中择优作为固废道路设计优化的结果。

19、有益效果：本申请的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法及系统，考虑减碳效益及服役性能，能够优选出固废道路工程在服役性能、绿色低碳及建造成本间的最优设计。

1.一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述服役性能指标基于运行期内的养护频次确定，该养护频次基于固废方案的服役寿命和预设的固废道路的使用年限确定。

3.根据权利要求1所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述减碳效益指标基于因固废方案产生的碳减排量和预设的碳价确定。

4.根据权利要求3所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述碳减排量基于固废道路在建设期的第一碳减排量和运营期的第二碳减排量确定。

5.根据权利要求4所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述第一碳减排量的比较对象为常规方案在建设期对应的碳排量；其中，建设期的碳排量基于建设期的原材料生产阶段、原材料运输阶段、混合料生产阶段、混合料运输阶段和现场施工阶段确定。

6.根据权利要求4所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述第二碳减排量的比较对象为常规方案在运营期对应的碳排量；其中，运营期的碳排量至少基于服役性能指标及预设的单次养护对应的单次碳排量确定。

7.根据权利要求1所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述择优目标函数基于固废方案的服役性能指标和减碳效益指标与常规方案的基础指标的比较，对各个固废方案进行分析，以确定最优固废方案。

8.根据权利要求7所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述最优固废方案的确定，包括：

9.根据权利要求4所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，所述第一碳减排量和所述第二碳减排量的确定，结合预设的区域内碳排放因子数据库进行。

10.一种基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化系统，应用如权利要求1至9任一项所述的基于减碳效益及服役性能的固废道路设计优化方法，其特征在于，包括：