就地热再生沥青路面建设期能耗与碳排放分析

作     者：陈宇亮 黄毅 彭孝南 王宏祥 CHEN Yu-liang;HUANG Yi;PENG Xiao-nan;WANG Hong-xiang

作者机构：湖南省交通科学研究院有限公司湖南长沙410015 

出 版 物：《长安大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chang’an University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2022年第42卷第4期

页      面：30-39页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFC1904700) 

主　　题：道路工程 碳排放 生命周期分析法 就地热再生 能耗 铣刨重铺 

摘      要：为分析就地热再生沥青路面建设期能源消耗与碳排放,采用生命周期分析方法,将建设期划分为原材料生产及运输、混合料生产和混合料施工3个阶段,基于定额数据、活动数据与碳排放因子建立就地热再生能耗与碳排放的计算方法,结合湖南省某高速公路就地热再生工程实例,以1000 m~3为评价单元,量化分析建设期各阶段的能耗与碳排放,并对比分析目前高等级公路常用的2种养护方法(即就地热再生、铣刨重铺)的能耗与碳排放。研究结果表明:原路面加热环节的能源消耗最高,占总能耗的47.4%;原材料生产及运输阶段的能耗占比为24.6%;混合料施工阶段摊铺和碾压环节能耗较低,占比分别是1.6%和7.0%。就地热再生碳排放主要由机械能耗碳排放和沥青高温挥发碳排放两部分构成,其中混合料碾压环节碳排放最高,为60.17 t,占碳排放总量的47.1%,该环节因沥青高温挥发产生碳排放量是机械能耗产生的碳排放量的11.68倍;其次为原路面加热环节,占比25.0%。相较于铣刨重铺,就地热再生节能减排效益显著,其能耗和碳排放仅为铣刨重铺的35.6%和49.2%。这主要是由于就地热再生技术的原路面材料回收利用率高,新添加材料比例仅为15%左右,集料生产及运输环节的能耗由7.35×10^(5)降低至1.03×10^(5) MJ,碳排放由68.8降低至9.6 t;改性沥青生产及运输环节的能耗由7.05×10^(5)降低至1.11×10^(5) MJ,碳排放由47.0降低至7.4 t。以养护周期内年均碳排放量为评价指标,就地热再生、铣刨重铺的预计养护周期分别为4.1和5.2年,其对应的年均碳排放量为31.2、49.9 t。因此,从能耗及碳排放的角度,就地热再生是更为绿色的养护技术。该研究成果对于从环境效益方面选择养护方案具有指导意义。