基于LCA的温拌再生沥青路面建设期节能减排效果研究

为了研究温拌再生沥青路面建设期节能减排效果,基于生命周期方法,建立能耗和碳排放评价体系,分析了原路面铣刨运输、原材料生产运输、混合料生产、混合料施工四个阶段的能耗及碳排放,并对温拌再生技术能耗及碳排放影响因素进行敏感性分析。结果表明:温拌再生沥青路面建设期间,原材料生产运输及混合料生产的能耗及碳排放量占主要部分;与热拌技术相比,机械发泡类型温拌技术节能减排效果最为突出,节能率11.1%,减排率10.5%;新集料含水率提高2%,能耗值增加11.42 MJ,碳排放当量增加0.89kg;旧料掺量提高10%,能耗值减少40.97MJ,碳排放当量减少2.27kg;无论从能耗角度还是从碳排放当量角度,四种影响因素敏感度排序为:能源类型旧料掺量温拌剂类型新集料含水率。     

沥青混凝土路面预防性养护技术碳排放量化分析

为研究养护期沥青混凝土路面不同养护技术在应用过程中产生的碳排放,基于生命周期评价方法,将沥青混凝土路面养护工程划分为材料生产、运输及施工3个阶段。将产品清单与碳排放系数相乘,以定额法为主,理论法为辅,建立各阶段碳排放计算模型。计算了铣刨摊铺、就地热再生、厂拌热再生、薄层罩面以及微表处等5种技术碳排放强度,量化分析不同技术优势特征以及不同旧料掺量下的碳排放。研究结果表明:就地热再生技术机械施工阶段碳排放量最多,达到77%;而其他养护技术材料生产阶段碳排放量最多,达到70%以上;与铣刨重铺技术相比,就地热再生、微表处、超薄罩面和厂拌热再生碳排放降幅分别为37.6%、26.9%、19.8%和12.5%;对于厂拌热再生技术,RAP掺量对厂拌热再生减排效果显著,旧料掺量提高10%,碳排放强度下降0.6kg/(m~3·年)。     

沥青路面结构类型对建设期碳排放影响分析

为研究沥青路面结构类型对建设期碳排放的影响,该文基于碳排放因子法,结合路面工程相关定额,建立沥青路面碳排放二级评价模型,选定3种典型路面结构方案,分析各路面结构中原材料生产、原材料运输、路面施工3个阶段建设期整体的碳排放情况。结果表明:沥青路面结构对各阶段建设期整体碳排放有显著影响,其中原材料生产阶段是建设期碳排放主体,原材料生产与运输碳排放与路面结构层厚度呈正相关,沥青层厚度是路面施工阶段碳排放的主要影响因素。建设期3个阶段中,主要碳排放过程分别为水泥生产、集料运输、混合料拌和。     

基于碳排放评价的桥梁路基建设方案比选优化研究

为推进土木工程行业低碳化发展进程，以碳排放评价作为切入点，开展高速公路桥梁和路基建设方案比选研究。依托德余高速公路工程，将建设过程碳排放边界定为材料生产、运输和机械运行等3个阶段，从减少材料生产和运输碳排放角度出发，提出隧道洞渣填方路基代替桥梁的建设方案，并基于敏感性分析法和KCO模型对爆破参数进行优化以避免洞渣二次破碎，采用碳排放系数法对比分析了两种方案的碳排放，结果表明：材料使用量对桥梁施工阶段碳排放影响较大，材料生产碳排放占比81.2%,桩基和上部结构占据碳排放绝大部分比例；施工机械运行是路基施工阶段碳排放产生的主要原因，碳排放占比95.4%。路基方案的总碳排放量较桥梁方案降低90%,通过减少路基材料生产降低碳排放效果显著，为类似工程建设方案比选提供了新思路。     

高速公路路面能耗分析

分析了三种高速公路沥青混凝土路面和两种水泥混凝土路面的原材料获取和施工能耗。研究结果表明,水泥混凝土路面的原材料物化能耗高于沥青混凝土路面。半刚性基层沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的原材料物化能耗中水泥贡献比例最高。全厚式沥青混凝土路面的原材料物化能耗中沥青贡献比例最高。沥青混凝土路面施工阶段能耗远高于水泥混凝土路面,其中全厚式沥青混凝土路面施工阶段能耗最高。沥青混凝土路面施工能耗主要发生在拌和阶段,水泥混凝土路面施工能耗主要发生在摊铺成型阶段。综合考虑材料物化阶段和施工阶段总能耗,两种路面结构类型都是原材料物化阶段能耗占非常显著的比例,特别是水泥混凝土路面,该比例高达95%左右。     

路基排水沟机械化施工的碳排放计算及方案比选

国家“双碳”目标下,路基排水沟机械化施工不仅需要考虑施工功效和经济性问题,也应考虑碳排放问题。该文以勐绿高速公路为工程依托,从建材生产、建材运输及建造3个阶段建立路基排水沟碳排放量与投资成本计算方法。引入碳交易的概念平衡碳排放量与投资成本,基于等效碳排放量实现路基排水沟传统支模法与液压动力式滑模法两种施工方案的综合比选。以路基排水沟上边长、浇筑厚度、建材运距与建造长度4个关键因素设计正交试验,比较两种方案的等效碳排放量,并分析因素的影响敏感性。研究表明：浇筑厚度与建造长度对两种施工方案的等效碳排放量影响均较大。建材生产阶段等效碳排放量对传统支模法的贡献率最大,建材生产与建造阶段等效碳排放量对液压动力式滑模法的贡献率较大。液压动力式滑模法的等效碳排放量优于传统支模法,其施工全阶段的减碳率为85.58%,且3个阶段的等效碳排放量均少于传统支模法,其中建材生产阶段与建材运输阶段的减碳率较高,分别为91.92%和85.06%,因此路基排水沟施工推荐选择液压动力式滑模法。     

济钢转炉钢渣在路面基层中的应用研究

检测济钢转炉钢渣的化学成分及物理、力学性质,分析其用于路面基层材料的可行性.分别以不同水泥掺量制备水泥稳定钢渣无侧限抗压强度试件,测定其7d、28 d强度及浸水7d后的水稳定性.以相同的方法制备两种不同粉煤灰掺量的水泥粉煤灰稳定钢渣的无侧限抗压强度试件,测定其强度及水稳定性.通过与水泥稳定碎石力学性质的对比,表明水泥稳定钢渣及水泥粉煤灰稳定钢渣均具有良好的力学性能及水稳定性,济钢转炉钢渣可作为路面基层材料推广应用.     

沥青路面施工耗能与碳排放的研究

分析了沥青路面施工能耗与碳排放的关键环节和影响因素,计算了沥青混合料生产、运输、摊铺与碾压等施工过程中的能耗与碳排放,建立了沥青路面施工能耗与碳排放基准。结果表明,沥青混合料生产过程中,热拌沥青混合料的耗能和碳排放明显大于温拌沥青混合料;相同类型混合料的耗能和碳排放随公称粒径的增大而逐渐降低;不同类型混合料的能耗与碳排放存在差异,OGFC混合料最大,SMA混合料次之,AC混合料最小。运输车辆的能耗当量和碳排放随运量的增加而降低、随运距的增加而增加,从耗能角度应推荐采用运量较大的车辆进行运输。摊铺与碾压的碳排放主要来源于摊铺与压实设备燃烧石化燃料而产生,施工能耗约为3.9 GJ/(1 000m2)、碳排放强度约为304 kg/(1 000m2)。     

基于LCA的沥青路面施工期碳排放模型及特征研究

沥青路面建设产生大量的温室气体排放,是交通领域节能减排的重点。通过分析沥青路面施工期碳排放来源,结合IPCC及CLCD数据库等资料提供的碳排放因子,采用LCA构建沥青路面施工期碳排放计量模型,基于典型路面结构方案得出原材料生产、场外拌和、运输和现场施工阶段碳排放量及特征规律。结果表明：沥青面层施工过程中,原材料生产阶段碳排放量最高,占总排放量的47.52%;混合料拌和阶段次之,占总排放量的44.71%,节能减排措施以采用清洁燃料,提高施工机具生产效率为主。水稳基层/底基层铺筑过程中,碳排放量占比最高同样为原材料生产阶段,高达总量的90%,节能减排措施以选用低碳水泥为主。     

精炼钢渣水泥稳定混合料性能室内试验研究

以广西北海诚德不锈钢厂的精炼钢渣为研究对象,对含水率、化学成分、物理性质、稳定性、膨胀特性及有害物质重金属析出进行分析,将钢渣作为道路材料探究其可行性;将钢渣水泥稳定混合料在5种水泥掺量下分别进行击实试验和7、28 d无侧限抗压强度试验验证其抗压强度,在14%水泥掺量下进行28、90 d弯拉试验、劈裂试验验证其力学性能,进行干缩试验验证其稳定性。结果表明,钢渣的主要成分是CaO,活性较高,颗粒细腻,含水率较高,f—CaO、f—MgO的含量达到规范要求,且无膨胀性,重金属析出也远低于规范要求;压制成型的钢渣水泥稳定混合料试块密实性好,且抗压强度整体较高,水泥掺量为5%以上的钢渣水泥稳定混合料满足二级及二级以下公路要求;钢渣水泥稳定混合料满足弯拉强度要求,且干缩性能稳定,符合路面基层材料要求。     

水泥混凝土路面破损修复方案

该文以广东省从化市吕东线水泥混凝土路面为例，分析研究了旧水泥混凝土路面破损的修复方案，提出采用钢纤维混凝土路面加铺层做修复罩面，并介绍了加铺钢纤维混凝土路面的施工要点。     

沪通长江大桥主航道桥桥塔温度场与膨胀调控抗裂技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔高330m,塔身采用C60混凝土,单塔混凝土方量超过6万方(不含塔座)。为降低桥塔混凝土开裂风险,采用等温量热和变温变形试验确定水泥水化调控材料掺量以及复合膨胀材料配比,通过缩尺模型试验研究混凝土抗裂性能,基于此制备抗裂混凝土并应用于29号墩桥塔施工中。结果表明:0.2%掺量的水化调控材料可降低水泥水化放热速率峰值约50%;掺入配比为50%CaO+50%MgO的膨胀材料可增加混凝土温升阶段膨胀变形约1倍,减小温降阶段收缩变形约30%;与普通混凝土相比,抗裂混凝土模型中心温度峰值降低了6.4℃,膨胀变形增大了1倍以上,收缩变形减小100με;29号墩桥塔采用抗裂混凝土施工,显著降低了实体结构收缩拉应力与开裂风险。     

超薄水泥混凝土罩面在广东旧水泥混凝土路面的应用

结合梅河高速公路的工程实际,采用在原混凝土路面上加铺超薄水泥混凝土罩面,接缝与原路面相同的方法进行设计。根据国内外经验和室内试验,优选了两种界面剂和一种超薄水泥混凝土外掺材料,同时根据当地的施工及气候条件,选择了满足试验要求的超薄水泥混凝土路面原材料和配合比;采用合理的施工方法,顺利完成了试验路的超薄水泥混凝土罩面施工,取得了超薄水泥混凝土罩面在水泥混凝土路面维修中的研究应用经验。     

水泥稳定废弃混凝土再生集料性能研究

为提高废弃混凝土再生材料的使用量，以100%废弃混凝土再生集料作为路面基层集料，进行了原材料试验、配合比设计、不同水泥掺量稳定再生集料的击实试验和无侧限抗压强度试验。结果表明：再生集料规格良好，最佳含水率在5.5%～7.5%之间；在水泥掺量为3%和4%时，再生集料的无侧限抗压强度不低于天然集料的强度，可以满足高等级公路和重载交通路面基层的建设要求；建立了针对再生集料的静压成型和振动成型的无侧限抗压强度之间的对应关系，为工程建设提供依据。     

水泥稳定掘进煤矸石公路基层应用试验研究

通过室内144个试件和现场300 m试验段13个试件的试验研究，进行了掘进煤矸石基本物理化学特性以及水泥稳定掘进煤矸石的力学性能、抗冻性能研究，并通过扫描电镜(SEM)分析了水泥稳定掘进煤矸石的微观结构变化规律。试验结果表明，室内试件7 d无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大，最小值为6.2 MPa(水泥掺量4%),满足高速公路和一级公路极重、特重交通基层要求；最大值为9.2 MPa(水泥掺量6%),比《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)中要求的强度最大值提高了31.4%。基于回归分析，建立了现场与室内无侧限抗压强度关系模型。室内冻融循环试验表明，水泥掺量5.5%的室内试件抗冻性能较好；微观结构表明，由于现场施工工艺(碾压、铺摊等)的影响，现场试件出现少量裂缝。     

钢渣对半刚性基层力学强度及稳定性影响分析

为促进工业固废钢渣在道路工程中的再生利用,对钢渣经过二次加工形成再生骨料应用于半刚性基层水泥稳定材料中,通过分析钢渣对水泥稳定材料的无侧限抗压强度、抗弯拉强度和干缩特性影响,定量评价钢渣的再生利用效果。结果表明:随着钢渣掺量增大,水泥稳定材料的强度逐渐增大,当掺量增大至70%,无侧限抗压强度提升1.4倍,抗弯拉强度提升1.8倍;水泥稳定钢渣碎石混合料的每日干缩应变随时间变化逐渐减小,累计干缩应变随时间变化先快速增大后趋向稳定,其中以前5 d的干缩应变变化最为明显,120 d后干缩应变基本稳定。对于4种不同性质的钢渣,钢渣掺量为50%达到稳定状态时,最大补偿收缩率为37.7%,最小为25.5%。钢渣陈化时间越长,膨胀性越小,则补偿收缩率越小。钢渣掺量越大,补偿收缩率增大,当钢渣掺量增大至70%,可补偿收缩40.1%。在水泥稳定材料中掺入钢渣,将对干燥收缩起到良好的补偿作用,对减小半刚性基层的开裂起到了积极作用。     

钢渣道路水泥混凝土性能的研究

本文分析了路面混凝土受力特点和要求，介绍了一种新型的钢渣道路水泥。该水泥利用低铝高铁组分钢渣，同时掺用硫酸盐早强激发剂，经多组分研制而成。经系统试验和工程应用表明，钢渣道路水泥混凝土路面的施工工艺与普通混凝土路面的相同，在320kgnd的单位水泥用量下即能达到对龄期5．OMPa的抗压强度，并具有坚实耐磨的表面，且能提早开放交通、因此，具有显著的经济和社会效益。钢渣道路水泥混凝土性能的研究@王生国     

旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面层结构设计应用研究

结合本项目所在地的自然气候条件及旧水泥混凝土路面破坏状况调查结果,对加铺沥青罩面层前后旧混凝土板的应力进行分析计算,据此对本项目旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面层的结构设计方案优劣进行对比分析,提出不同结构设计方案对旧水泥混凝土路面病害的处理措施以及在施工中的注意事项。     

复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料研究

为解决传统注浆材料耗费水泥量极大的问题,需研制出工作性能好和经济环保的注浆材料。通过对比不同体系双液注浆材料的性能,优选出复掺钢渣与矿渣的水泥-水玻璃双液注浆材料,并研究钢渣与矿渣的掺量、水玻璃的体积掺量及水灰质量比等对双液注浆材料工作性能、胶凝性能和抗压强度等的影响规律。研究结果表明： 当钢渣与矿渣的掺量为60%,水玻璃的体积掺量为 20%~30%、水灰质量比为0.7~1.0时,所制备的浆液凝胶时间可控,流动度在300 mm以上,3 d的抗压强度在13 MPa以上。     

聚合物改性水泥混凝土路面的施工工艺

结合实际施工经验，对聚合物改性水泥混凝土路面的施工准备，混合料拌和、运输、摊铺及养生等环节进行了论述，提出了在施工中应注意的事项和完整的施工工艺方案。实践证明，聚合物改性水泥混凝土路面性能良好．成本较低，符合环境友好、资源节约型路面的理念，具有良好的社会效益和经济效益。