乳化瀝青廠拌冷再生技術節(jié)能減排效果分析

張靜

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個工程應用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設在服務于經濟發(fā)展的同時，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務院明確提出的要加快建設的以低碳排放為特征的重點行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術的應用也被列為交通運輸部節(jié)能減排專項資金有限支持領域。[2]為此，我國在瀝青路面建設中逐步推廣應用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術作為冷再生技術中的一種，乳化瀝青冷再生技術是用機械設備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結構層的瀝青路面再生技術。

目前，國內乳化瀝青廠拌冷再生技術在公路工程下面層的應用相對較少，且相關節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結合實體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數據來看，平均劈裂強度達0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項指標都能滿足現行的規(guī)范指標，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產過程中的燃料消耗和整個生產及建設過程中的環(huán)境排放2個方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術節(jié)能減排效果。生產過程中的燃料消耗主要體現在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個過程的料消耗情況，生產和建設過程的碳排放主要體現在混合料的拌合、運輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個過程中的數據對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層進行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數據測算系數依據見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數量主要與燃料、設備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關。根據這些因素和相關參數，就可從理論上計算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術生產單位質量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術的節(jié)能效果。

具體計算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時全部蒸發(fā)出去計算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產物、CO以及少量的揮發(fā)性有機物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產過程環(huán)境排放的關鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數據顯示，每生產一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結語

根據現場調研和計算結果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通部.交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個工程應用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設在服務于經濟發(fā)展的同時，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務院明確提出的要加快建設的以低碳排放為特征的重點行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術的應用也被列為交通運輸部節(jié)能減排專項資金有限支持領域。[2]為此，我國在瀝青路面建設中逐步推廣應用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術作為冷再生技術中的一種，乳化瀝青冷再生技術是用機械設備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結構層的瀝青路面再生技術。

目前，國內乳化瀝青廠拌冷再生技術在公路工程下面層的應用相對較少，且相關節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結合實體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數據來看，平均劈裂強度達0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項指標都能滿足現行的規(guī)范指標，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產過程中的燃料消耗和整個生產及建設過程中的環(huán)境排放2個方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術節(jié)能減排效果。生產過程中的燃料消耗主要體現在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個過程的料消耗情況，生產和建設過程的碳排放主要體現在混合料的拌合、運輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個過程中的數據對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層進行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數據測算系數依據見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數量主要與燃料、設備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關。根據這些因素和相關參數，就可從理論上計算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術生產單位質量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術的節(jié)能效果。

具體計算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時全部蒸發(fā)出去計算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產物、CO以及少量的揮發(fā)性有機物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產過程環(huán)境排放的關鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數據顯示，每生產一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結語

根據現場調研和計算結果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通部.交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個工程應用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設在服務于經濟發(fā)展的同時，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務院明確提出的要加快建設的以低碳排放為特征的重點行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術的應用也被列為交通運輸部節(jié)能減排專項資金有限支持領域。[2]為此，我國在瀝青路面建設中逐步推廣應用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術作為冷再生技術中的一種，乳化瀝青冷再生技術是用機械設備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結構層的瀝青路面再生技術。

目前，國內乳化瀝青廠拌冷再生技術在公路工程下面層的應用相對較少，且相關節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結合實體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數據來看，平均劈裂強度達0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項指標都能滿足現行的規(guī)范指標，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產過程中的燃料消耗和整個生產及建設過程中的環(huán)境排放2個方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術節(jié)能減排效果。生產過程中的燃料消耗主要體現在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個過程的料消耗情況，生產和建設過程的碳排放主要體現在混合料的拌合、運輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個過程中的數據對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層進行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數據測算系數依據見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數量主要與燃料、設備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關。根據這些因素和相關參數，就可從理論上計算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術生產單位質量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術的節(jié)能效果。

具體計算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時全部蒸發(fā)出去計算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產物、CO以及少量的揮發(fā)性有機物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產過程環(huán)境排放的關鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數據顯示，每生產一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結語

根據現場調研和計算結果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通部.交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint