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。     

橡胶改性沥青混合料路面建设能耗与碳排放评价

为研究橡胶改性沥青混合料路面建设中的能耗与碳排放,根据生命周期分析方法(LCA),将橡胶沥青路面建设期分为原材料生产、原材料运输及路面施工3个阶段,建立沥青路面碳排放与能耗模型.着重对比单位质量基质沥青/SBS改性沥青/橡胶沥青、单位体积基质沥青混合料/SBS改性沥青混合料/橡胶沥青混合料的能耗与碳排放量,并模拟5种路...     

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。     

温拌沥青路面建设期内节能减排效益测算

为推动交通运输行业节能减排,交通运输部实行节能减排专项资金补贴政策,科学可行的测算方法是确保节能减排资金发放的重要依据。针对沥青路面的建设全过程,建立其节能减排测算流程和测算模型,选定温拌沥青技术(WMA)节能减排效益测算的参数和取值,并应用于实际工程测算。测算结果表明:生产1t沥青混合料,温拌技术比热拌技术节约44 130.23kJ能量,折合节约柴油1.43kg,可使热拌沥青建设期消耗总能量与CO_2排放量降低29.79%,CO、NOx、VOC等有毒害气体减排量均达到65%以上。针对温拌沥青技术提出的节能减排测算模型和参数取值可满足量化测算要求。     

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CO₂),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。     

多孔沥青路面建设期节能减排效益测算

多孔沥青路面的空隙率达到18%～25%,而广泛应用的SMA沥青路面的空隙率仅为3%～4%,相比之下多孔沥青路面可以节省15%～20%的沥青混合料,由此带来显著的节能减排效益。基于多孔沥青路面的大空隙特征,从石料开采、加工、运输,以及沥青混合料生产、运输、摊铺碾压等环节,对建设期多孔沥青路面的节能减排效益进行测算。经测算可知,对于双向四车道沥青路面上面层,每半幅公里多孔沥青路面较之SMA沥青路面可以节约10.6t标准煤能耗,减少22.5t二氧化碳排放量。     

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。     

永久性沥青路面结构全寿命周期内的能耗与碳排放分析

本文针对济青高速公路两种典型的永久性沥青路面结构与目前传统沥青路面结构在全寿命周期内进行能耗和碳排放分析,得出传统半刚性基层沥青路面结构能耗和碳排放量为最大,两种典型的永久性沥青路面结构虽然在施工建设期能耗相对比较大,但是由于结构和材料的耐久性,在养护期几乎实现了结构的"零养护",在全寿命周期内能耗和碳排放量相对目前的传统型沥青路面结构降低了约80%,实现了节约能源,,减少碳排放的目的,达到了低能耗耐久性沥青路面。     

沥青路面碳排放计算方法及低碳建设技术

通过对中国多条高速公路沥青路面建设过程中混合料的生产、运输、摊铺及碾压等环节碳排状况展开详细调查,确定了碳排放清单;根据工程实际状况,建立了适用于高速公路沥青路面建设的碳排放计算模型,分析了各高速公路碳排放量;通过各环节碳排放比重及权重系数分析,确定了沥青路面建设过程的关键环节,即集料加热、沥青加热和拌和过程,分别占碳排放总量的66.58%、14.39%和12.29%;在此基础上,量化对比分析各环节碳排放量及其对环境的影响,并结合经济效益分析,提出了相应的低碳建设技术方案。研究成果可以实现公路建设由高碳排放模式向低碳排放模式的转变,有利于建立资源节约型、环境友好型的交通系统。     

基于全生命周期理论的公路建设期碳排放核算方法及实证研究

以全寿命周期理论为指导,采用清单分析法和排放系数法,构建公路建设期碳排放计算模型.依托贵州盘兴高速公路建设工程,利用所构建的碳排放计算模型对该公路建设期路面碳排放量进行核算,并依托该工程研发的能耗统计监测信息系统,对该工程路面碳排放量进行对比核算检验.结果表明,基于碳排放计算模型的盘兴高速公路建设期路面碳排放量核算值为...     

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)。     

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。     

沥青拌合站节能减排评价指标体系研究

运用基于层次分析法（AHP）的模糊综合评判法,构建沥青拌合站节能减排评价指标体系模型,并结合贵州省凯里沥青拌合站两种不同类型沥青拌合设备（煤转气型与燃煤矿型）进行实际应用研究,证明了该评价指标体系和方法的正确性与实用性,为节能减排新技术设备的采用和推广提供理论依据。     

高速公路服务区污水处理站全过程碳排放特征和碳减排模式研究

高速公路服务区污水处理降耗减排是实现污水处理站碳中和运行的重要环节。以山西省某高速公路服务区为研究对象，对污水处理的全过程碳排放特征进行分析，研究污水处理各环节碳排放的主要影响因素，初步评估了不同碳减排方式应用于服务区污水处理的可行性。结果表明：(1)污水处理站碳排放量呈现出夏季高、冬季低的明显季节性特征，能耗碳排放和N₂O碳排放是污水处理站主要的碳排放环节；(2)经回归性分析可知碳排放量主要受污水处理量、进水BOD₅浓度、BOD₅和TN去除率的影响；(3)降低污水处理站电耗和污水再利用是减少碳排放的有效途径，经初步分析碳减排率可达19.59%。全过程碳排放变化规律的研究，为从多角度、多环节分析适用于服务区污水处理的碳减排模式提供了科学依据。     

长效自减排改性沥青材料制备及其功效评价

为减少沥青路面建设-运营-养护期沥青有害物排放，实现道路沥青全寿命周期自减排，提出了减排剂定向合成目标，设计并研制了兼具“微孔-介孔-大孔”多级孔径结构及自发极化效应的新型沥青减排剂，制备了长效自减排改性沥青材料，明确了其路用性能；提出了“建设-运营-养护”全寿命周期自减排改性沥青材料减排功效测试评价方法，深入研究了自减排沥青材料全寿命周期减排功效演变规律，揭示了自减排改性沥青减排功效协同增强作用机理。结果表明：与普通沥青胶浆相比，自减排改性沥青材料高、低温流变及疲劳性能均有不同程度的提升；全寿命周期内，自减排改性沥青材料实现了对CO₂、CO、SO₂、NO_x、H₂S、TVOC、PM2.5及PM10等各项有害物主要成分的高效均衡减排，其减排功效随减排剂掺量增加而增强。针对各项有害物主要成分，自减排改性沥青的建设期减排率均超过54%(TVOC减排率最高，达70%);运营期减排率均超过48%(TVOC减排率最高，达64%);养护期，老化后自减排改性沥青减排率变异系数均小于5%。自减排改性沥青混合料/混凝土...     

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)。     

温拌沥青在库车至阿克苏高速公路中的应用

温拌沥青混合料是一类拌和温度介于热拌沥青混合料（150~180℃）和冷拌（10~40℃）沥青混合料之间,其性能达到（或接近）热拌沥青混合料的新型沥青混合料。本项目温拌沥青混合料设计就是在沥青混合料中掺加了温拌剂在降低的温度下拌合施工替代普通热拌沥青进行混合料拌合施工。相比热拌沥青混合料,温拌沥青混合料具有环保、节能、延长沥青路面使用寿命、性能优良、不需添加大型设备、利于低温施工的特点。     

DCLR改性沥青的流变力学性质

为研究煤直接液化残渣（DCLR）改性沥青的流变力学性质并评价其改性效果,采用动态剪切流变仪对90^#基质沥青（改性前）和DCLR改性沥青（改性后）进行温度频率扫描试验、多重应力蠕变恢复（MSCR）试验和不同应力水平下的时间扫描试验,分别评价其强度、抵抗永久变形的能力和抵抗疲劳开裂的能力。结果表明：DCLR改性沥青在低频范围（10^-3～10³ rad·s^-1）内的动态剪切模量大于90^#基质沥青,在高频范围（10³～10⁶ rad·s^-1）内的动态剪切模量略小于90^#基质沥青,整体上DCLR改性沥青的强度高于90^#基质沥青,且在同一频率范围内其动态剪切模量变化幅度变小,说明改性后其温度敏感性降低;通过对比DCLR改性沥青和90^#基质沥青在不同温度下的未恢复蠕变柔量和恢复率,发现同一温度下DCLR改性沥青的未恢复蠕变柔量均低于90^#基质沥青,恢复率均高于90^#基质沥青,说明DCLR改性沥青抵抗永久变形的能力和变形恢复的能力相较于90^#基质沥青有显著提高;通过对比分析这2种沥青在不同应力水平下的疲劳寿命,发现DCLR改性沥青的疲劳寿命显著高于90^#基质沥青,证明其抵抗疲劳开裂的能力相较于90^#基质沥青更好,这2种沥青的疲劳寿命随应力水平的变化规律均能采用幂函数进行拟合,且拟合效果良好。     

沥青路面建设阶段能耗与排放量化预估方法研究

大规模沥青路面建设引发的高能耗、高污染问题日益引起公众的广泛重视。为了量化分析与评价沥青路面建设阶段的能耗与排放,首先,以生命周期分析方法为理论基础,建立沥青路面建设阶段能耗与排放量化预估方法的基本框架;其次,探讨沥青路面建设阶段能耗与排放量化分析方法,分别推荐了基于定额的能耗预估方法和基于排放因子的排放预估方法,并给出预估结果的分析处理方法;最后,应用研究成果预估并分析淮固高速公路沥青路面工程建设阶段的能耗与排放。研究结果表明:沥青混合料生产阶段的能耗与排放最为显著,全球变暖在气体排放影响类别中最为突出。研究成果可为高速公路沥青路面建设工程节能减排技术的研究和应用提供科学指导。