公路綠色養(yǎng)護技術(shù)節(jié)能減排量化對比分析

王 健

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計院，山東 濟南 250000)

公路綠色養(yǎng)護技術(shù)節(jié)能減排量化對比分析

王 健

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計院，山東 濟南 250000)

公路綠色養(yǎng)護技術(shù)因其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢而被廣泛關(guān)注,但其節(jié)能減排效果很難量化分析。在充分調(diào)查施工全周期能耗和排放的基礎(chǔ)上，并與常規(guī)熱拌瀝青混合料進行對比，定量分析公路綠色養(yǎng)護技術(shù)各階段的能耗和排放，提出公路綠色養(yǎng)護技術(shù)的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢。

綠色,再生,能耗,排放

公路綠色養(yǎng)護技術(shù)主要由冷再生、熱再生和溫再生技術(shù)組成。公路綠色養(yǎng)護技術(shù)通過重復(fù)利用瀝青混合料防止瀝青混凝土廢料對棄置場所及其周邊環(huán)境的污染，同時通過減少石料的開采，能有效保護林地，維護自然景觀和生態(tài)環(huán)境。隨著公眾環(huán)保意識的增強和全球低碳經(jīng)濟的興起，公路綠色養(yǎng)護技術(shù)也日益受到業(yè)界的關(guān)注并成為研究熱點。大量研究表明公路綠色養(yǎng)護技術(shù)的性能并不低于常規(guī)的熱拌瀝青混合料。采用公路綠色養(yǎng)護技術(shù)不僅可以節(jié)約路用材料，而且可以降低CO2和有害氣體的排放，節(jié)能減排明顯。然而，對公路綠色養(yǎng)護技術(shù)的節(jié)能減排定量系統(tǒng)分析較少。因此，本文結(jié)合施工實際，從舊路銑刨、原材料、運輸、拌合站生產(chǎn)、施工等6個階段對公路綠色養(yǎng)護技術(shù)的節(jié)能減排效果與常規(guī)熱拌瀝青混合料進行對比。

1 資源的節(jié)約

各種綠色養(yǎng)護技術(shù)中舊路面材料利用率如表1所示。

表1 綠色養(yǎng)護技術(shù)路面原材料利用比例 %

2 能源消耗和排放對比

路面施工的能耗主要由原材料能耗、運輸能耗、拌合能耗和攤鋪碾壓能耗組成。在全面調(diào)查了瀝青養(yǎng)護工程原材料的生產(chǎn)全過程和運輸過程，并結(jié)合各類資料和調(diào)研結(jié)果，初步確定了我國道路路面原材料的能耗計算值和運輸距離。研究得到的原材料生產(chǎn)能耗參數(shù)如表2所示，運距參數(shù)如表3所示。

表2 原材料生產(chǎn)能耗表 kgee/t

對各種綠色養(yǎng)護技術(shù)的能源消耗計算、節(jié)能和排放對比的分析，是根據(jù)各種養(yǎng)護技術(shù)的主要用途，分別和挖補重建這種傳統(tǒng)方式進行對比。具體而言，廠拌或就地冷再生技術(shù)主要用于柔性基層，因此和傳統(tǒng)挖補重建的柔性基層瀝青穩(wěn)定碎石進行對比；廠拌或就地?zé)嵩偕夹g(shù)主要用于瀝青面層，因此和傳統(tǒng)挖補重建的上面層SMA13進行對比；溫再生技術(shù)主要用于中下面層，因此和傳統(tǒng)挖補重建的中下面層AC20進行對比。

表3 原材料運距表 km

2.1冷再生技術(shù)和瀝青穩(wěn)定碎石對比

根據(jù)長期調(diào)查，冷再生技術(shù)和瀝青穩(wěn)定碎石各種材料的大體用量如表4所示。再結(jié)合表2所示的各種原材料的生產(chǎn)能耗和表3所示的各種材料的運距，得出的每噸冷再生技術(shù)和瀝青穩(wěn)定碎石的能耗如表5所示。

表4 冷再生與瀝青穩(wěn)定碎石每噸原材料能耗表

表5 冷再生與瀝青穩(wěn)定碎石每噸能耗對比表 kgee

根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所排放系數(shù)，燃燒1 t標(biāo)準煤會排放2.456 7 t CO2，現(xiàn)將生產(chǎn)每噸冷再生和瀝青穩(wěn)定碎石所排放的CO2量如表6所示。

表6 冷再生與瀝青穩(wěn)定碎石每噸CO2排放量 kg

從上述分析可以得出，相較于傳統(tǒng)瀝青穩(wěn)定碎石,采用廠拌或現(xiàn)場冷再生技術(shù)，可以減少能源消耗和降低CO250%以上，環(huán)保效果明顯。

2.2熱再生技術(shù)和熱拌新料SMA13對比

根據(jù)長期調(diào)查，熱再生SMA13技術(shù)和熱拌新料SMA13各種材料的大體用量如表7所示。結(jié)合表2所示的各種原材料的生產(chǎn)能耗和表3所示的各種材料的運距，得出的每噸熱再生技術(shù)和傳統(tǒng)熱拌新料方式的能耗如表8所示，所排放的CO2量見表9。

表7 熱再生與熱拌新料SMA13每噸原材料能耗表

表8 熱再生與熱拌新料SMA13每噸能耗對比表 kgee

表9 熱再生與熱拌新料SMA13每噸CO2排放量 kg

根據(jù)長安大學(xué)張爭奇教授對熱再生技術(shù)與常規(guī)熱拌新料的污染氣體排放量的測量和計算方法，計算得出了污染氣體排放量見表10。

表10 熱再生與熱拌新料SMA13每噸有害氣體排放量 g

從上述分析可以得出，相較于傳統(tǒng)新拌上面層SMA13,采用熱再生技術(shù)，可以有效的減少能源消耗、降低CO2及有害氣體的排放。其中，廠拌熱再生SMA13比傳統(tǒng)熱拌新料SMA13節(jié)約能源和減少CO2排放15%以上；現(xiàn)場熱再生表現(xiàn)的尤為明顯，可以節(jié)約能源和減少CO2排放75%以上。在污染氣體排放方面，廠拌熱再生比傳統(tǒng)的熱拌新料方式減少各種有害氣體20%以上;就地?zé)嵩偕葌鹘y(tǒng)的熱拌新料方式減少各種有害氣體60%以上。

2.3溫再生技術(shù)和傳統(tǒng)熱拌新料AC20對比

溫再生分為溫拌劑溫再生和專配溫拌瀝青溫再生。溫拌劑溫再生適合于各種瀝青混合料，而專配溫拌瀝青溫再生目前只適用于基質(zhì)瀝青溫再生，性能和AC20,AC25混合料性能相近。因此，選取AC20混合料，分別采取熱拌新料方式、溫拌劑溫再生方式和典型的專配溫拌瀝青(圣弗洛溫拌瀝青)方式進行比較，見表11～表13。

表11 溫再生與熱拌新料AC20每噸原材料能耗表

在有害氣體的排放方面，根據(jù)國家環(huán)境分析檢測中心關(guān)于熱拌和溫拌瀝青混合料有害氣體排放的對比數(shù)據(jù)，得出的計算結(jié)果見表14。

從上述分析可以得出，相較于傳統(tǒng)新拌AC20,采用溫再生技術(shù)，溫拌劑溫再生可以有效的減少能源消耗和CO2排放34%，專配溫拌瀝青(圣弗洛瀝青)溫再生可以有效的減少能源消耗和CO2排放54.8%。在有害氣體排放方面，溫再生比傳統(tǒng)新拌AC20減少有害氣體排放60%以上，特別是專配溫拌瀝青(圣弗洛瀝青)溫再生可以減少煙塵排放74.4%。

表12 溫再生與熱拌新料AC20每噸能耗對比表 kgee

表13 溫再生與熱拌新料AC20每噸CO2排放量 kg

表14 溫再生與熱拌新料AC20每噸有害氣體排放量 g

3 結(jié)語

綠色養(yǎng)護技術(shù)具有能耗少、溫室氣體和有害氣體排放量低的優(yōu)點。當(dāng)前，我國公路已陸續(xù)進入大、中修期，我國道路工作的重心也從新修建設(shè)向大中修養(yǎng)護轉(zhuǎn)移。針對全球經(jīng)濟社會的發(fā)展面臨的越來越突出的資源和環(huán)境代價問題，以路面再生技術(shù)為載體的綠色養(yǎng)護技術(shù)可充分利用舊路面材料、節(jié)約能源、降低維修成本、保護生態(tài)環(huán)境，符合我國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略方針和規(guī)劃要求。其應(yīng)用前景廣闊。

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Thecomparisonandanalysisontheenergysavingandemissionreductionquantitativeofhighwaygreenmaintenancetechnology

WangJian

(ShandongTransportationPlanningandDesignInstitute,Jinan250000,China)

The highway green maintenance technology because of its energy saving and environmental protection advantages had been widely concerned, but its energy-saving emission reduction effect was difficult to quantify analysis. Based on the full investigation of whole construction cycle energy consumption emissions, and compared with the conventional hot mix asphalt mixture, quantitative analyzed the energy consumption emission in each stage of highway green maintenance technology, put forward the energy saving and environmental protection advantages of green highway maintenance technology.

green, regeneration, energy consumption, emission

1009-6825(2017)28-0199-02

2017-07-24

王 健(1985- )，男，工程師

U418.9

A