張靜

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應(yīng)用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現(xiàn)，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個(gè)工程應(yīng)用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價(jià)，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關(guān)鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設(shè)在服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設(shè)的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產(chǎn)工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點(diǎn)行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務(wù)院明確提出的要加快建設(shè)的以低碳排放為特征的重點(diǎn)行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用也被列為交通運(yùn)輸部節(jié)能減排專項(xiàng)資金有限支持領(lǐng)域。[2]為此，我國在瀝青路面建設(shè)中逐步推廣應(yīng)用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術(shù)，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)作為冷再生技術(shù)中的一種，乳化瀝青冷再生技術(shù)是用機(jī)械設(shè)備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。

目前，國內(nèi)乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在公路工程下面層的應(yīng)用相對較少，且相關(guān)節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結(jié)合實(shí)體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴(kuò)建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項(xiàng)目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數(shù)據(jù)來看，平均劈裂強(qiáng)度達(dá)0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足現(xiàn)行的規(guī)范指標(biāo)，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產(chǎn)過程中的燃料消耗和整個(gè)生產(chǎn)及建設(shè)過程中的環(huán)境排放2個(gè)方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)節(jié)能減排效果。生產(chǎn)過程中的燃料消耗主要體現(xiàn)在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個(gè)過程的料消耗情況，生產(chǎn)和建設(shè)過程的碳排放主要體現(xiàn)在混合料的拌合、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個(gè)過程中的數(shù)據(jù)對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層進(jìn)行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數(shù)據(jù)測算系數(shù)依據(jù)見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數(shù)量主要與燃料、設(shè)備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關(guān)。根據(jù)這些因素和相關(guān)參數(shù)，就可從理論上計(jì)算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)生產(chǎn)單位質(zhì)量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實(shí)際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術(shù)的節(jié)能效果。

具體計(jì)算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內(nèi)）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計(jì)算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時(shí)全部蒸發(fā)出去計(jì)算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產(chǎn)生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質(zhì)PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產(chǎn)物、CO以及少量的揮發(fā)性有機(jī)物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產(chǎn)過程環(huán)境排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個(gè)階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研和計(jì)算結(jié)果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價(jià)。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進(jìn)行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術(shù)可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國交通部.交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應(yīng)用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現(xiàn)，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個(gè)工程應(yīng)用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價(jià)，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關(guān)鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設(shè)在服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設(shè)的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產(chǎn)工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點(diǎn)行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務(wù)院明確提出的要加快建設(shè)的以低碳排放為特征的重點(diǎn)行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用也被列為交通運(yùn)輸部節(jié)能減排專項(xiàng)資金有限支持領(lǐng)域。[2]為此，我國在瀝青路面建設(shè)中逐步推廣應(yīng)用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術(shù)，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)作為冷再生技術(shù)中的一種，乳化瀝青冷再生技術(shù)是用機(jī)械設(shè)備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。

目前，國內(nèi)乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在公路工程下面層的應(yīng)用相對較少，且相關(guān)節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結(jié)合實(shí)體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴(kuò)建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項(xiàng)目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數(shù)據(jù)來看，平均劈裂強(qiáng)度達(dá)0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足現(xiàn)行的規(guī)范指標(biāo)，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產(chǎn)過程中的燃料消耗和整個(gè)生產(chǎn)及建設(shè)過程中的環(huán)境排放2個(gè)方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)節(jié)能減排效果。生產(chǎn)過程中的燃料消耗主要體現(xiàn)在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個(gè)過程的料消耗情況，生產(chǎn)和建設(shè)過程的碳排放主要體現(xiàn)在混合料的拌合、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個(gè)過程中的數(shù)據(jù)對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層進(jìn)行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數(shù)據(jù)測算系數(shù)依據(jù)見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數(shù)量主要與燃料、設(shè)備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關(guān)。根據(jù)這些因素和相關(guān)參數(shù)，就可從理論上計(jì)算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)生產(chǎn)單位質(zhì)量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實(shí)際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術(shù)的節(jié)能效果。

具體計(jì)算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內(nèi)）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計(jì)算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時(shí)全部蒸發(fā)出去計(jì)算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產(chǎn)生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質(zhì)PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產(chǎn)物、CO以及少量的揮發(fā)性有機(jī)物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產(chǎn)過程環(huán)境排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個(gè)階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研和計(jì)算結(jié)果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價(jià)。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進(jìn)行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術(shù)可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國交通部.交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint

【摘 要】 通過乳化瀝青廠拌冷再生混合料在高速公路下面層的應(yīng)用，研究其代替AC-25熱拌瀝青混合料所具有的節(jié)能減排效果。發(fā)現(xiàn)，在拌合過程中，乳化瀝青廠拌冷再生混合料與熱拌瀝青混合料相比可以節(jié)約能耗約92.8%，在整個(gè)工程應(yīng)用過程中可以減少碳排放80%以上。不僅可以降低工程造價(jià)，而且節(jié)能減排效果顯著。

【關(guān)鍵詞】 乳化瀝青 冷再生 節(jié)能減排

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源和環(huán)境問題日益突出。公路交通建設(shè)在服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來了不可忽視的環(huán)境問題。在瀝青路面建設(shè)的過程中，不僅需要消耗大量的資源和能源，而且普遍使用的熱拌生產(chǎn)工藝會排放出大量的CO2等溫室氣體和其他有害氣體。交通行業(yè)作為能源消耗的重點(diǎn)行業(yè)，也是溫室氣體和大氣污染的重要來源，是國務(wù)院明確提出的要加快建設(shè)的以低碳排放為特征的重點(diǎn)行業(yè)之一[1]。瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用也被列為交通運(yùn)輸部節(jié)能減排專項(xiàng)資金有限支持領(lǐng)域。[2]為此，我國在瀝青路面建設(shè)中逐步推廣應(yīng)用具有低碳環(huán)保、可循環(huán)利用特征的冷再生技術(shù)，節(jié)約了資源和能源，減少了溫室氣體的排放，社會效益和環(huán)境效益顯著。

乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)作為冷再生技術(shù)中的一種，乳化瀝青冷再生技術(shù)是用機(jī)械設(shè)備先將原瀝青路面（RAP）銑刨、翻挖、破碎，篩分后，加入適量的乳化瀝青、新集料（如需要）、活性填料和水等，按一定比例常溫拌和，并常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。

目前，國內(nèi)乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在公路工程下面層的應(yīng)用相對較少，且相關(guān)節(jié)能減排效果測試、分析研究不夠深入。本文結(jié)合實(shí)體工程，通過乳化瀝青再生混合料與熱拌AC-25對比分析，研究在混合料拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程的節(jié)能減排效果。

1 工程路段

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20km舊路改擴(kuò)建中，將乳化瀝青廠拌冷再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，本項(xiàng)目總工程量為10萬噸再生料，舊路面銑刨料100%用于下面層再生。從檢測數(shù)據(jù)來看，平均劈裂強(qiáng)度達(dá)0.74MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足現(xiàn)行的規(guī)范指標(biāo)，效果良好。

2 研究方法

本文主要從瀝青混合生產(chǎn)過程中的燃料消耗和整個(gè)生產(chǎn)及建設(shè)過程中的環(huán)境排放2個(gè)方面來研究乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)節(jié)能減排效果。生產(chǎn)過程中的燃料消耗主要體現(xiàn)在混合料的拌合階段，研究拌合階段的能源消耗即可直觀的反映整個(gè)過程的料消耗情況，生產(chǎn)和建設(shè)過程的碳排放主要體現(xiàn)在混合料的拌合、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程的碳排放。通過對2個(gè)過程中的數(shù)據(jù)對比分析，研究采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層進(jìn)行再生的節(jié)能減排效果。節(jié)能減排數(shù)據(jù)測算系數(shù)依據(jù)見表1。

3 節(jié)能減排測算與分析

3.1 能耗的測算與分析

瀝青混合料集料拌合過程中加熱烘干系統(tǒng)的燃料消耗數(shù)量主要與燃料、設(shè)備、集料的比熱容、含水量、出料溫度等有關(guān)。根據(jù)這些因素和相關(guān)參數(shù)，就可從理論上計(jì)算出采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)生產(chǎn)單位質(zhì)量的混合料所節(jié)省的能耗。本文從工程實(shí)際出發(fā)，與傳統(tǒng)的挖出重建相比，分析乳化瀝青廠拌冷再生混合料代替原有AC-25下面層技術(shù)的節(jié)能效果。

具體計(jì)算過程見表2。其中集料（包括其中所含的水分在內(nèi)）加熱前的溫度統(tǒng)一取25℃，集料的比熱容取為920J/（Kg.K），瀝青的比熱容選取為液態(tài)1340J/（Kg·K）。計(jì)算過程中選定集料的含水量為4%，綜合考慮到水分蒸發(fā)吸熱以及水蒸氣散失帶走熱量情況[3]，其所消耗的能量按該水分在130℃時(shí)全部蒸發(fā)出去計(jì)算，并統(tǒng)一選取水的比熱容為4190J/（Kg.K）。拌合樓過程所需用的燃料選定為柴油，燃燒效率為90%，柴油的發(fā)熱量為42652kJ/kg，滾筒交換率選為60%。

3.2 環(huán)境排放與分析

瀝青混合料拌合過程中的環(huán)境排放一般分為源于燃料燃燒產(chǎn)生的燃料排放以及源于其他工藝流程的非燃燒排放兩大類。

熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中的大氣污染類型主要有顆粒性物質(zhì)PM、CO2、NOX、SOX等燃燒產(chǎn)物、CO以及少量的揮發(fā)性有機(jī)物VOC、甲烷CH4和有害空氣污染物HAP等。影響瀝青生產(chǎn)過程環(huán)境排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中在材料輸送和瀝青混合料拌合兩個(gè)階段。

在減排方面，由國家環(huán)境檢測中心公布數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)一噸熱拌瀝青混合料碳排放18kg，而冷再生混合料無需加熱，全程可減少碳排放80%，約1440噸。

4 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研和計(jì)算結(jié)果表明，相比于熱鋪方案，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)對瀝青路面下面層再生有著明顯的節(jié)能減排效果。

（1）與之前采用熱拌瀝青混合料相比可直接減少石料大約9.6萬噸。大幅減少新集料的開采、加工，節(jié)省礦山資源，降低工程造價(jià)。

（2）再生混合料拌合過程不需要加熱，全程在常溫下進(jìn)行，可以減少能源消耗量約91.8%。

（3）由于不需對瀝青混合料加熱，采用該技術(shù)可直接減少碳排放80%以上。另外還可以大幅度降低二氧化硫、煙塵等有毒氣體排放。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國交通部.交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].

[2]Nicholas Joseph Santero. Pavements and the Environment： A Life-Cycle Assessment Approach[D].Berkeley：University of California，Berkeley，2009.

[3]HARDER G A， LEGOFFY， LOUSTAU A， et al.Energy and Environmental Gains of Warm and Half-warm Asphalt Mix： Quantitative Approach[R/DVD].Transportation Research Board 87th Annual Meeting. Washington D C： Transportation Research Board，2008.

[4]Oliver Stotko. Energy and Related Carbon Emission Reduction Technologies for Hot Mix Asphalt Plants[EB/OL].endprint