鐵本高速公路綠色公路建設管理與實踐

崔相奎

（遼寧省交通建設管理有限責任公司 沈陽市 110005）

0 引言

綠色公路是公路行業落實“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念重要體現，是推進“四個交通”發展的生動實踐和有力抓手，更是完成交通運輸部2020年基本建成綠色循環低碳交通運輸體系戰略目標的重要手段。綠色公路理念自提出以來對我國公路建設產生了許多積極影響，極大地促進了我國公路建設與環境保護的良性發展。全國多省開展了綠色公路典型示范，結合地域特點，統籌公路建設質量、資源利用、能源耗用、污染排放、生態影響和運行效率之間的關系，從公路規劃、設計、建設、運營、管理等方面做了大量的工作，取得了較好的效果，推進了綠色公路建設體系的完善。以交通運輸部第二批綠色交通省子項目鐵本高速公路綠色公路創建為依托，詳細論述了項目節能減排、循環利用以及綠色施工技術，進一步總結了綠色公路創建經驗，以便為今后類似工程提供參考借鑒。

1 項目概況

鐵本高速公路是遼寧中部環線高速公路重要組成部分，全長119km，2015年開工建設，2018年12月建成通車。項目采用雙向四車道高速公路標準建設，設計速度為80km／h，路基寬度24.5m，概算投資82億元。項目具有以下建設特點：

（1）社會關注度高。項目的建成標志著以沈陽為中心的遼寧中部地區經濟環線的形成，通車后對完善遼寧高速公路網絡布局、發揮路網整體效能、增強城市及經濟走廊帶輻射力具有重要作用，對推動沈陽經濟區發展、促進新一輪東北振興具有重大意義。

（2）項目地處中溫帶亞濕潤區，季風型大陸性氣候，年最低氣溫-35.5℃，最大凍土深度1.66m，凍融循環次數較多，冬季運營需要采用除冰鹽進行融雪處理，因此給工程抗凍、抗鹽蝕及耐久性提出了更高的要求。

（3）項目位于遼寧中部，地貌類型以構造剝蝕低山、丘陵為主，地層復雜，途經渾河、東洲河、古城河、太子河等主要河流和撫順大伙房水庫水源保護區，部分存在巖溶和地震液化等不良地質現象，沿線生態敏感，生態與環境保護要求高。

（4）項目建設規模大，建筑材料消耗大，沿線地產材料資源豐富，循環利用空間大。

2 實施內容

根據交通運輸部《加快推進綠色循環低碳交通運輸發展指導意見》以及《交通運輸節能減排專項資金支持區域性、主題性項目實施細則（試行）》相關要求，同時結合遼寧地區公路建設的基本特征，按照能力建設、優化設計、節能減排、清潔能源、資源循環、生態環保、性能耐久、智慧公路八個方面，涵括設計、施工、運營三個階段，涉及節能減排、資源利用、綠色環保三大領域，推進共33個重點支撐項目。如表1。

3 項目綠色公路實施

3.1 組織管理

遼寧省交通建設管理有限責任公司作為項目法人，成立了項目綠色公路實施領導小組，現場設置項目指揮部負責項目綠色公路的組織實施。實施中項目組織建立了協調聯動與監督考核機制，保障了綠色公路建設實施組織體系的有效運行。項目重視前期頂層設計，強化前期設計管理和審查，將綠色公路實施內容納入施工圖設計，招標階段在招標文件中明確了綠色公路實施要求，納入合同進行管理。項目重視宣傳和培訓，提高參建者綠色施工及節能減排意識，開展微創新、微改造活動，衍生了一批綠色施工及節能減排技術。建立健全綠色公路檔案管理制度，開展重點機具設備能耗統計，通過數據分析建立相應的能耗標準體系，探索遼寧區域路用設備能耗準入機制及排放考核標準，促進低能耗施工設備的應用與技術研發，為后續其他綠色公路先進性提供考評依據。

表1 鐵本綠色公路重點支撐項目一覽表

3.2 減排建設技術應用

（1）施工期集中供電技術

施工期集中供電技術是通過布設電網解決施工用電問題，有效地避免了施工單位大量使用柴油發電機而造成的大能耗、大污染、大投入等問題。項目建設期耗用電能量較大，估計約6200萬千瓦時，建設中項目充分考慮了施工用電與永久用電的統一結合，采用了施工期集中供電技術，取得了較好的效果，與柴油發電相比，項目節約投資1500萬元，替代燃料量13930 toe，減少二氧化碳排放量43160t。

（2）阻燃溫拌瀝青隧道鋪裝技術

溫拌瀝青混合料原理是使用添加劑或者其它方法降低瀝青混合料中瀝青的粘度，從而可以保證在低溫條件下瀝青混合料拌和和攤鋪的和易性。項目在隧道瀝青路面施工時采用阻燃溫拌瀝青混合料，大大減少了熱量和有害氣體釋放，提高了隧道內路面鋪裝的施工環境。與熱拌瀝青混合料相比，項目共投入2385m3溫拌瀝青混合料，增加投資17萬元。但可節約能量29tce，減少二氧化碳排放95t。

（3）橋梁智能施工技術

項目橋梁智能施工技術包括預應力智能張拉和大循環智能壓漿系統。預應力智能張拉系統以應力為控制指標，伸長量誤差作為校對指標。系統通過傳感技術采集張拉設備的工作壓力和鋼絞線的伸長量等數據，實時進行分析判斷，調整變頻電機工作參數，高精度調控油泵電機轉速，實現張拉力及加載速度的實時精確控制。大循環智能壓漿技術是通過對灌漿流量、灌漿壓力和灌漿壓力損失的實時監測，自動調整灌漿壓力，同時對漿液水膠比進行實時監測，從根本上解決了普通壓漿孔道內空氣不能排盡、漿液性能不合格和壓力不足等原因導致的壓漿不密實的質量通病。預應力智能張拉技術、大循環智能壓漿技術的應用提高了橋梁的耐久性，減少運營期橋梁養護能耗及排放。

3.3 清潔能源技術

（1）清潔能源拌和站

清潔能源拌和站是通過對瀝青拌和站主要能耗設備的燃料系統改造，采用燃燒效率更高、排放物更少的清潔能源來替代柴油和重油，從而達到控制能耗和排放的目的。項目在一個路面標段使用了煤制氣拌和站，生產瀝青混合料25萬噸，年節能770 tce，減少二氧化碳排放2500 t，取得了較好的效果。

（2）地源熱泵空調系統

地緣熱泵空調系統是采用淺層地熱資源達到調節室內溫度的效果，采用地源熱泵可同時取代空調系統。淺層地熱能是賦存在地球表層巖土體或地表水中的低溫地熱資源，具有可再生、分布廣、儲量大、清潔環保、經濟實惠、安全性強和可用性強等特點。地源熱泵消耗1kWh的能量，用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量。地緣熱泵空調系統可以避免冬季供暖煤炭燃燒后產生煙塵、二氧化碳、一氧化氮等有害物質對生態環境造成的影響。項目在服務區和收費站全部采用了地源熱泵空調系統。與空氣源熱泵相比，地源熱泵系統初始投資有所增加，但年運行費用大大降低，投資回收期4年。年節能230tce，減少二氧化碳排放1630t。

3.4 耐久性技術

（1）高性能混凝土

遼寧地區凍融循環次數較多，橋梁混凝土構件長期受除冰鹽和凍融循環綜合作用出現脫落、剝蝕等病害，嚴重影響混凝土構件的使用壽命。為解決此問題，項目采用了高性能混凝土。高性能混凝土主要是在水泥混凝土內在組分中增加粉煤灰、礦粉等活性較強的礦物摻和料及引氣劑，利用礦物活性成分調整傳統單一水泥組分早強發展過快等不利問題，同時借助混凝土漿體內部引入的小氣孔結構，切斷原有的不利連通空隙，大幅提高水泥混凝土對凍融循環、鹽凍腐蝕和氯離子腐蝕等不利環境因素的抵抗能力，進而有效提升水泥混凝土實體工程的抗凍耐久性能。粉煤灰和高爐礦渣在工程中的大量應用可減少固廢排放而造成的環境污染。粉煤灰和高爐礦渣作為摻料應用于水泥混凝土中，替代一定比例的水泥，在保證工程質量的基礎上可一定程度地節省工程造價，具有良好的經濟和社會效益。項目采用粉煤灰和高爐礦渣可節約水泥近10萬噸，節約能量9600tce，減少二氧化碳排放20840t。

（2）混凝土附屬性防腐技術

混凝土附屬性防腐技術包括花崗巖貼面技術和有機硅烷浸漬涂層技術。花崗巖貼面技術主要應用于防撞墻根部，利用花崗巖材料對化學鹽類的抵抗作用，提高防撞墻的防腐蝕能力。有機硅烷浸漬涂層技術應用于項目橋梁防撞墻、空心板（T梁）橋的邊板（梁）外漏、整體箱梁的翼緣、腹板及底板、伸縮縫混凝土表面、伸縮縫處墩臺蓋梁、墩身外漏面等易被侵蝕的部位。該技術利用有機硅烷優異的滲透性能，與混凝土中水化的水泥發生反應形成聚硅氧烷互穿網絡結構，通過牢固的化學鍵合反應，賦予混凝土表面長期的憎水性，大大降低了水和有害氯離子等的浸入。項目花崗巖貼面技術和有機硅烷浸漬涂層技術能夠顯著提高混凝土的耐久性，減少運營期養護頻率，降低養護能耗及排放。

4 結語

（1）鐵本項目綠色公路創建節能減排效益良好。項目通過綠色公路重點支撐項目的實施，實現了年節能量26552tce，替代燃料量11777toe，減少二氧化碳減排放110470t。

（2）鐵本項目綠色公路的建設與實施，積累了眾多節能減排、耐久性技術和綠色公路建設管理經驗，基本形成了綠色公路和節能減排工作管理制度體系，全體參建者的綠色環保意識不斷增強，設計、施工、運營、養護等綠色環保節能理念逐步形成。取得了綠色公路示范效果，為遼寧省高速公路建設起到了示范和帶動作用。

（3）綠色公路建設是一項系統工程，應貫穿于項目的規劃、設計、實施和運營全過程。需要前期高層次謀劃布局和必要的資金支持，逐步探索積累建設管理經驗，鼓勵和引導企業向綠色施工企業轉型發展，發揮示范的作用。