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。     

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。     

水泥稳定钢渣碎石混合料环境影响和经济效益分析

在水泥钢渣混凝土路面上应用生命周期评价(Life Cycle Assessment),并使用公路路面设计程序系统HPDS分析钢渣掺量对路面强度的影响，以长200 m、宽3.5 m×2的双向单车道水泥混凝土路面为功能单位，从材料生产运输、施工建设2个阶段对4种钢渣掺量的路面设计方案进行计算分析。研究表明材料生产阶段中，碳排放的主要影响因素是钢渣掺量和钢渣加工工艺排放；掺钢渣的路面结构方案在建设期碳排放中，在未稳层掺60%钢渣的方案二碳排放最优；整个生产周期，材料生产阶段碳排放值增幅大于运输和施工阶段增幅；所有方案碳排放情况与能耗分析相似，综合考虑最具减排潜力的方案为水稳层和未稳定层均掺60%钢渣的方案三。对钢渣路面中钢渣运距进行敏感性分析表明，含钢渣与无钢渣方案碳排放与能耗相等时，钢渣运距与天然集料运距强相关，两者差值随运距增加而逐渐增加。敏感性分析确定出路面结构方案中钢渣的最佳掺量为40%,符合经济效益与环境效益需求。     

高速公路沥青路面施工机械碳排放测算模型

为了降低高速公路沥青路面碳排放,对沥青路面各施工机械设备消耗的电能和燃油进行分析,根据燃油和电能的热值与碳排放因子,采用理论法构建了沥青路面施工机械碳排放测算模型。在满足益娄高速公路路面施工沥青混合料供给以及施工工期的情况下,介绍了3个不同型号组合的沥青路面施工机械设计方案。通过运用沥青路面碳排放测算模型,测算得到施工机械方案1、方案2和方案3碳排放当量分别为:21 869、23 722和29 346 t。研究表明,方案1施工机械碳排放当量为最小方案,是最适合益娄高速公路路面施工的施工机械方案。此外,计算结果表明,在沥青路面施工碳排放总量中,沥青拌和站碳排放量所占比例大于87. 0%,是影响沥青路面碳排放的关键施工机械,为此,本文提出了3个降低沥青拌和站碳排放措施,为沥青路面低碳施工提供理论依据。     

冷拌再生沥青混合料能耗与碳排放量分析

为了掌握冷拌再生混合料能源消耗与碳排放规律,将其建设周期划分为原材料生产、拌和、运输、摊铺及碾压5个阶段,依据IPCC定义了碳排放评价量化指标(当量CO_2),建立了基于碳排放因子的冷拌再生沥青混合料碳排放模型。以热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料作对比,全面计算分析了冷再生沥青混合料施工过程中各环节能源消耗与碳排放情况。研究结果表明:冷再生沥青混合料总能耗与碳排放较热拌沥青混合料分别降低了56%和50%。其中冷拌再生沥青混合料在原材料生产阶段能耗与排放最大,占整个过程的62.1%和67.2%;施工阶段次之,占15.8%和13.2%。研究成果对于冷拌再生沥青路面建设中各阶段的能源消耗与碳排放控制具有指导意义。     

基于LCA的沥青路面设计参数对碳排放的影响

公路设计与施工一般都以结构性能与经济指标作为主要标准。而公路建设过程中将产生大量的气体碳排放,这一影响环境的指标却没有考虑。因此,对公路建设中的碳排放进行量化与分析并以此作为一个设计指标考虑是很有必要的,符合可持续发展战略的要求。本研究以国内高速公路的典型沥青路面结构为基础,通过对3种沥青路面结构类型的全寿命周期评价(LCA)的碳排放评估,分析不同沥青结构层设计参数对碳排放特征化结果的影响程度。研究内容包括:LCA的技术内容介绍,沥青路面设计参数与LCA的碳排放评估参数的选定,不同沥青路面结构的LCA碳排放评估,不同沥青层设计参数对LCA的碳排放的特征化结果影响分析等。研究结果表明,在沥青面层建设期中对温室效应的影响最为严重,其占比达到了95%以上,其中生产阶段的碳排放对温室效应影响的比重最大。改变沥青层的类型对碳排放的影响表现为大幅度地提高了沥青面层生产阶段的碳排放。而改变沥青层厚度对于碳排放的影响是对于各阶段的碳排放都有大致相同比例的影响。在目前的时代背景下,建设绿色、低碳公路成为公路行业必然前进的方向,建议在沥青路面建设中应将其全寿命周期内的碳排放考虑其中,建议沥青路面建设应该大力推广使用新型能源以降低沥青路面的碳排放。     

半刚性基层沥青路面低温开裂成因研究综述

半刚性基层沥青路面低温开裂一直是沥青路面的主要病害之一,也是国际学术界研究的重点内容。考虑到此种类型路面结构在中国的广泛应用,该文对半刚性基层沥青路面低温开裂的相关研究成果进行了综述,在分析路面低温开裂机理的基础上,从设计、施工、运营3个阶段分析了各因素对半刚性基层沥青路面低温开裂的影响,为预防和控制沥青路面低温开裂提供借鉴与思考。研究发现,对各阶段的影响因素进行合理的控制能够改善路面的低温抗裂能力,减少路面低温开裂病害的发生。     

OGFC 生产过程碳排放计算和碳减排技术研究

针对降低道路沥青混凝土路面设计、生产、施工、管养过程的碳排放问题，开展对排水性沥青面层OGFC沥青混合料包括原材料准备、原材料运输到生产基地、混合料生产拌和阶段在内的生产过程碳排放计算方法进行研究。将排水性沥青面层OGFC沥青混合料的生产过程划分为材料准备和混合料生产拌和两个阶段，根据混合料的配合比设计、材料准备方案、生产工艺等，按排放因子法计算系统边界内各阶段的碳排放，分析各分项碳排放占比，提出合适的碳减排措施。以上海市浦东新区高等级道路金海路改建工程为例，对研究提出的碳排放计算方法和碳减排技术进行实际应用分析，结果显示碳减排效果比较显著。     

基于正交试验的沥青路面倒装结构力学响应研究

依托西非某国实体工程,采用法国沥青路面设计软件Alizé,通过设计正交试验方案,重点研究了各层位厚度和模量对沥青路面倒装结构力学响应影响的变化规律,提出了基于力学响应的倒装类沥青路面结构和材料参数显著性程度。计算结果表明:沥青路面倒装结构中,GNT属"薄弱层",须严格控制原材料、级配及施工工艺等;GLC层厚度和土基模量对路面结构受力影响显著,尤其是土基顶面压应变和弯沉指标;为加强路基路面整体结构强度,需重视土基影响区和GNT影响区;在进行法规沥青路面倒装结构验算时,应优先考虑各层位厚度,通过不断优化厚度因素,从而实现既满足法规要求又经济合理的目的。     

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。     

沥青路面就地热再生施工技术能耗与碳排放计算

为评估沥青路面就地热再生技术的节能减排效益,有必要量化就地热再生技术的能耗与碳排放。应用全生命周期分析法,根据沥青路面养护施工流程划分了能耗与碳排放的边界条件,提出了沥青路面养护能耗与碳排放的评价指标体系,分析了能耗与碳排放的测算方法,分别测算了施工中原材料生产、铣刨、混合料生产、运输、摊铺与碾压等过程中的能耗与碳排放。结合实际施工的监测数据,计算分析了就地热再生与传统铣刨重铺的能耗与碳排放,评价了两种养护方式的节能减排效益。结果表明:与传统铣刨重铺相比,就地热再生施工技术可以节约能耗55. 1%,碳排放量增加6. 5%,具有显著的资源节约和节能效益。     

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。     

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)。     

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)。     

结构层厚度对重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

厚度计算是半刚性基层沥青路面设计的首要任务,结构层厚度会直接影响到沥青路面结构的受力特性及使用寿命。应用SHELL设计方法的BISAR3程序,系统分析各结构层厚度变化对重载交通沥青路面路受力特性以及路面结构疲劳寿命的影响,阐述了面层、基层、底基层厚度对并重载交通半刚性基层沥青路面的使用寿命的影响规律。通过参数的敏感性分析计算,给出了重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的预测模型,有利于合理选择路面结构层厚度,做到工程造价与使用寿命的协调统一。     

路面雷达在沥青路面厚度检测中的应用

路面厚度是公路施工、交竣工验收检查中的一项重要指标,传统的钻孔取芯方法效率低、有破损,因而路面雷达作为一种高效率、无损害的检测设备逐渐在公路工程中得到应用。文中简要分析了路面雷达测试路面厚度的原理,采用路面雷达对高速公路沥青路面多个施工路段厚度进行测试,并将测试结果与钻芯取样结果进行对比。结果显示路面雷达能连续、准确地检测沥青路面各层的厚度,是一种可靠的路面厚度检测方法。     

浅谈沥青路面施工质量的控制

针对沥青路面的开裂、泛油、油包、车辙、推拥、路面平整度、衰减速度快、松散、剥落,以及坑洞产生的原因,提出施工过程中控制好沥青路面原材料的质量,清理与检查基层表面,铺筑沥青面层试验路段,控制好施工阶段沥青混合料拌和、运输、摊铺、压实的质量等措施,以确保沥青混凝土路面的质量.     

沥青混凝土路面面层施工质量控制措施

借鉴沥青混凝土路面的施工实践,从基层准备、原材料入场、混合料拌合、混合料运输、混合料摊铺、接缝处理及碾压等各个阶段,提出了保证沥青路面施工质量的有效措施.     

浅谈呼和浩特绕城高速公路沥青路面施工质量控制

由于内蒙古地区干线公路车流量骤然猛增,部分路段超过了原设计车流量每年8%的自然增长速度,70%~80%为大型煤炭运输车辆,路面荷载及道路通行能力超出高速公路设计承载力。目前,内蒙古地区高等级公路路面仍以半刚性基层沥青路面结构为主,经过多年来对此类路面结构的施工,在施工技术方面积累了大量宝贵的经验,但也在原材料质量、沥青混合料级配控制及设备调整等方面存在不足。呼和浩特绕城高速公路与G6、G7高速公路相连接,路面承受着车流量大和荷载超重的状况。本文提出该结构类型路面结构施工中应该加强控制的关键技术,并在该项目沥青路面施工中重点加强了碎石粒径与级配控制、沥青混凝土搅拌、摊铺设备调整,生产配合比验证以及合理安排工艺等几个方面的的技术控制与管理,总结了采用的相应技术措施。     

水泥混凝土路面滑模施工质量控制研究

从原材料质量控制、运输过程质量控制和摊铺过程质量控制3个方面对水泥混凝土路面滑模施工质量控制进行了研究。其中对于原材料着重从含泥量、泥块含量和含水量进行了研究,对运输过程主要从运输车辆的数量、运输车辆的行驶速度和运输便道上进行了研究,摊铺过程中主要对路面的立模性、路面的平整度、摊铺成型面的抹面及成型面的养护4个方面进行研究,对实际滑模施工具有一定的指导和借鉴意义。