公路綠色養護技術節能減排量化對比分析

王 健

(山東省交通規劃設計院，山東 濟南 250000)

公路綠色養護技術節能減排量化對比分析

王 健

(山東省交通規劃設計院，山東 濟南 250000)

公路綠色養護技術因其節能環保的優勢而被廣泛關注,但其節能減排效果很難量化分析。在充分調查施工全周期能耗和排放的基礎上，并與常規熱拌瀝青混合料進行對比，定量分析公路綠色養護技術各階段的能耗和排放，提出公路綠色養護技術的節能環保優勢。

綠色,再生,能耗,排放

公路綠色養護技術主要由冷再生、熱再生和溫再生技術組成。公路綠色養護技術通過重復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環境。隨著公眾環保意識的增強和全球低碳經濟的興起，公路綠色養護技術也日益受到業界的關注并成為研究熱點。大量研究表明公路綠色養護技術的性能并不低于常規的熱拌瀝青混合料。采用公路綠色養護技術不僅可以節約路用材料，而且可以降低CO2和有害氣體的排放，節能減排明顯。然而，對公路綠色養護技術的節能減排定量系統分析較少。因此，本文結合施工實際，從舊路銑刨、原材料、運輸、拌合站生產、施工等6個階段對公路綠色養護技術的節能減排效果與常規熱拌瀝青混合料進行對比。

1 資源的節約

各種綠色養護技術中舊路面材料利用率如表1所示。

表1 綠色養護技術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。在全面調查了瀝青養護工程原材料的生產全過程和運輸過程，并結合各類資料和調研結果，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能耗參數如表2所示，運距參數如表3所示。

表2 原材料生產能耗表 kgee/t

對各種綠色養護技術的能源消耗計算、節能和排放對比的分析，是根據各種養護技術的主要用途，分別和挖補重建這種傳統方式進行對比。具體而言，廠拌或就地冷再生技術主要用于柔性基層，因此和傳統挖補重建的柔性基層瀝青穩定碎石進行對比；廠拌或就地熱再生技術主要用于瀝青面層，因此和傳統挖補重建的上面層SMA13進行對比；溫再生技術主要用于中下面層，因此和傳統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冷再生技術和瀝青穩定碎石對比

根據長期調查，冷再生技術和瀝青穩定碎石各種材料的大體用量如表4所示。再結合表2所示的各種原材料的生產能耗和表3所示的各種材料的運距，得出的每噸冷再生技術和瀝青穩定碎石的能耗如表5所示。

表4 冷再生與瀝青穩定碎石每噸原材料能耗表

表5 冷再生與瀝青穩定碎石每噸能耗對比表 kgee

根據國家發改委能源研究所排放系數，燃燒1 t標準煤會排放2.456 7 t CO2，現將生產每噸冷再生和瀝青穩定碎石所排放的CO2量如表6所示。

表6 冷再生與瀝青穩定碎石每噸CO2排放量 kg

從上述分析可以得出，相較于傳統瀝青穩定碎石,采用廠拌或現場冷再生技術，可以減少能源消耗和降低CO250%以上，環保效果明顯。

2.2熱再生技術和熱拌新料SMA13對比

根據長期調查，熱再生SMA13技術和熱拌新料SMA13各種材料的大體用量如表7所示。結合表2所示的各種原材料的生產能耗和表3所示的各種材料的運距，得出的每噸熱再生技術和傳統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

根據長安大學張爭奇教授對熱再生技術與常規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，相較于傳統新拌上面層SMA13,采用熱再生技術，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比傳統熱拌新料SMA13節約能源和減少CO2排放15%以上；現場熱再生表現的尤為明顯，可以節約能源和減少CO2排放75%以上。在污染氣體排放方面，廠拌熱再生比傳統的熱拌新料方式減少各種有害氣體20%以上;就地熱再生比傳統的熱拌新料方式減少各種有害氣體60%以上。

2.3溫再生技術和傳統熱拌新料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，根據國家環境分析檢測中心關于熱拌和溫拌瀝青混合料有害氣體排放的對比數據，得出的計算結果見表14。

從上述分析可以得出，相較于傳統新拌AC20,采用溫再生技術，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 結語

綠色養護技術具有能耗少、溫室氣體和有害氣體排放量低的優點。當前，我國公路已陸續進入大、中修期，我國道路工作的重心也從新修建設向大中修養護轉移。針對全球經濟社會的發展面臨的越來越突出的資源和環境代價問題，以路面再生技術為載體的綠色養護技術可充分利用舊路面材料、節約能源、降低維修成本、保護生態環境，符合我國經濟發展的戰略方針和規劃要求。其應用前景廣闊。

[1] 拾方治，孫大權，呂偉民.瀝青路面再生技術簡介[J].石油瀝青,2004,18(5):56-59.

[2] 甘新立，鄭南翔，紀小平.老化SBS改性瀝青再生性能預估分析[J].江蘇大學學報(自然科學版)，2014，35(6):715-718．

[3] 熊 巍，盧 何．熱再生瀝青混合料的路用性能試驗研究[J].公路，2006(10):191-194．

[4] 陳靜云，王 峻，劉佳音．高比例RAP熱再生瀝青混合料低溫抗裂性能[J].沈陽建筑大學學報(自然科學版)，2013，29(5)：782-787．

[5] 郭 川，張宏超，彭 坤．采用半圓彎拉試驗對再生混合料抗裂性能的研究[J].中外公路，2013，33(1)：212-215．

[6] 張志祥，吳建浩．再生瀝青混合料疲勞性能試驗研究[J].中國公路學報，2006，19(2):31-35．

[7] 翟 佳.瀝青路面再生利用的技術經濟效益分析研究[D].西安：長安大學,2013.

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