黃頌昌

（交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京 100013）

有報(bào)告指出，全球已探明儲(chǔ)量的石油、天然氣和煤炭將分別在50年、70年和100年耗盡；以1997年《京都議定書(shū)》為標(biāo)志，“保護(hù)地球——人類(lèi)共同而惟一的家園”成為人類(lèi)的共識(shí)；節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展一直是世界各國(guó)共同關(guān)注的熱點(diǎn)；英國(guó)等歐洲國(guó)家提出2020年減排30%，2050年減排50%的目標(biāo)。

我國(guó)“十一五”規(guī)劃綱要指出：要落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境等基本國(guó)策，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)；中國(guó)政府承諾到2020年單位GDP碳的排放比2005年降低40% 45%，到2030年降低60% 65%，CO2排放達(dá)到峰值；十八大強(qiáng)調(diào)要著力推進(jìn)“綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”，努力建設(shè)“美麗中國(guó)”；交通部制定了《交通運(yùn)輸行業(yè)“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃》，頒布了《建設(shè)低碳交通運(yùn)輸體系指導(dǎo)意見(jiàn)》。2014年交通工作會(huì)議提出了建設(shè)“綠色交通”等“四個(gè)交通”的要求。

1 行業(yè)現(xiàn)狀

公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)是高資源占用、高能源消耗、高碳排放行業(yè)，是國(guó)家節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域之一；每年消耗砂石等材料30 40億t，其中優(yōu)質(zhì)集料10億t；每生產(chǎn)1t熱拌瀝青混合料，需消耗7 9kg燃料油，排放約18kg的CO2以及大量瀝青煙等有毒、有害氣體。2017年我國(guó)實(shí)際使用瀝青混合料約4.5億t，僅拌制瀝青混合料就消耗燃料油約360萬(wàn)t，排放CO2648萬(wàn)t，嚴(yán)重影響著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通行業(yè)的建設(shè)。

根據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì)以及公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)瀝青混合料的用量以每年10%左右的速度增長(zhǎng)，到2020年混合料用量將達(dá)到5億t左右，能耗和排放問(wèn)題將會(huì)更加突出。

2 相關(guān)概念

（1）兩型社會(huì)。

資源節(jié)約型社會(huì)指建立在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)，通過(guò)采取技術(shù)和管理等綜合措施，不斷提高資源利用率，盡可能的減少資源消耗和環(huán)境代價(jià)，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求的發(fā)展模式。環(huán)境友好型社會(huì)是一種人與自然和諧共生的社會(huì)形態(tài)，是人類(lèi)生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

（2）可持續(xù)發(fā)展。

可持續(xù)發(fā)展是一種注重長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，既滿足當(dāng)代人的需求，又不損害后代人滿足其需求構(gòu)成危害的發(fā)展。

（3）循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是“資源－產(chǎn)品－廢棄物”的單向直線過(guò)程，創(chuàng)造的財(cái)富越多，消耗的資源和產(chǎn)生的廢棄物就越多，對(duì)環(huán)境資源的負(fù)面影響也就越大。循環(huán)經(jīng)濟(jì)則以盡可能小的資源消耗和環(huán)境成本，獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，促進(jìn)資源永續(xù)利用。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是對(duì)“大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)、大量廢棄”傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式的根本變革，它將經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展從“搖籃到墳?zāi)埂钡姆绞阶兏餅閺摹皳u籃到搖籃”的方式。循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式見(jiàn)圖1。

圖1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式

循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求以“3R原則”為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的行為準(zhǔn)則，包括：減量化（reduce）原則，要求用盡可能少的原料和能源來(lái)完成既定的生產(chǎn)目標(biāo)。在源頭上減少資源和能源的消耗，改善環(huán)境污染狀況；再使用（reuse）原則，要求生產(chǎn)的產(chǎn)品和包裝物能夠被反復(fù)使用。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，盡可能使產(chǎn)品經(jīng)久耐用和反復(fù)使用；再循環(huán)（recycle）原則，要求產(chǎn)品在完成使用功能后能重新變成可以利用的資源，同時(shí)也要求生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的邊角料等能返回到生產(chǎn)過(guò)程中或是另外加以利用。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)施分3個(gè)層面：小循環(huán)（企業(yè)）、中循環(huán)（行業(yè)）和大循環(huán)（社會(huì)）。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)施必須有5大體系支撐：國(guó)家政策和法律法規(guī)的支撐；技術(shù)的支撐；資金的支撐；管理和監(jiān)督的支撐；循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條中的企業(yè)必須有經(jīng)濟(jì)效益的支撐，必須盈利。

（4）低碳經(jīng)濟(jì)。

在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。

（5）綠色技術(shù)。

綠色技術(shù)是指根據(jù)環(huán)境價(jià)值，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)全部潛力的無(wú)污染技術(shù)，要求企業(yè)在選擇生產(chǎn)技術(shù)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，必須考慮減少?gòu)纳a(chǎn)原料開(kāi)始到生產(chǎn)全過(guò)程的各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的破壞，即必須作出有利于環(huán)境保護(hù)、有利于生態(tài)平衡的選擇。

兩型社會(huì)是社會(huì)發(fā)展的總目標(biāo)，綠色發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)相輔相成，相互促進(jìn)，構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體。綠色是發(fā)展的新要求和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的主線，循環(huán)是提高資源效率的途徑，低碳是能源戰(zhàn)略的目標(biāo)。核心是資源的高效利用和污染物排放的減少。

（6）綠色公路。

綠色公路是指通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和新材料、新設(shè)備、新工藝的利用，使公路在全壽命周期內(nèi)建設(shè)與養(yǎng)護(hù)所消耗的資源、能源及排放顯著降低的一種公路發(fā)展模式。綠色公路的核心是控制資源占用和材料使用，減少能源消耗和優(yōu)化耗能結(jié)構(gòu)，提高使用效率，降低碳排放。

綠色公路體系是系統(tǒng)工程，要以全壽命周期的視角進(jìn)行分析（LCA）（見(jiàn)圖2）。

綠色公路以工程質(zhì)量為前提，兼顧工程經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)調(diào)因地制宜，在全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少排放，為人們提供暢通、高效、舒適的出行服務(wù)，與自然和諧共生的公路（見(jiàn)圖3）。

綠色公路是建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型社會(huì)的必然，是“節(jié)能、減排、循環(huán)、環(huán)?！钡雀拍钤诠方ㄔO(shè)中的集成，需要技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新強(qiáng)有力的支撐。

3 道路工程材料循環(huán)利用的任務(wù)

近年來(lái)，我國(guó)公路每年新增里程超過(guò)10萬(wàn)km，瀝青路面建設(shè)消耗優(yōu)質(zhì)砂石料近4.5億t，整個(gè)道路結(jié)構(gòu)消耗天然砂石料高達(dá)30 40億t，對(duì)自然和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。我國(guó)每年道路的建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)消耗石油瀝青2200 2400萬(wàn)t。每年拌制熱拌瀝青混合料需要消耗燃料油300 350萬(wàn)t。每年因道路維修養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生廢舊瀝青混合料7000 9000萬(wàn)t。目前僅有約40%得到循環(huán)利用（發(fā)達(dá)國(guó)家超過(guò)90%）。養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的廢舊水泥混凝土超過(guò)7000萬(wàn)t，產(chǎn)生的路面基層等其它廢舊材料更是難以計(jì)量。每年僅拌制瀝青混合料就要排放CO2約648萬(wàn)t，還會(huì)產(chǎn)生大量的苯可溶物、苯并[a]芘等致癌物和巨量的PM10及PM2.5。

圖2 綠色公路體系

圖3 綠色公路的能耗和排放分析

表1 道路鋪面材料廢物循環(huán)利用技術(shù)及示范（國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2014BAC07B00；起止年限：2014-2017年）

我國(guó)建筑垃圾數(shù)量已占城市垃圾總量的30% 40%，每年產(chǎn)生建筑垃圾大約15 20億t，大部分建筑垃圾未經(jīng)處理，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國(guó)每年產(chǎn)生大量的鋼渣、鐵渣以及大量的鐵尾礦，其數(shù)量約為鋼鐵產(chǎn)量的15% 20%，但有效利用率僅為15%左右。煤矸石是目前我國(guó)排放量最大的固體廢棄物，占全國(guó)工業(yè)固體廢棄物的20%以上。我國(guó)每年塑料制品廢棄量約1600萬(wàn)t，形成大量的“白色垃圾”。我國(guó)的日用陶瓷產(chǎn)量約占世界陶瓷總產(chǎn)量的70%左右，廢瓷的堆放與處理一直是困擾陶瓷行業(yè)的難題。每年產(chǎn)生廢玻璃有1000多萬(wàn)t，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不腐爛、不燃燒、不降解，給環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)荷。未來(lái)回收的油氈瓦也將越來(lái)越多，對(duì)環(huán)境的影響也將越來(lái)越大。此外，目前全國(guó)磷石膏的庫(kù)存至少有10億t以上，赤泥的儲(chǔ)量預(yù)計(jì)也在10億t以上。我國(guó)每年產(chǎn)生超過(guò)2.5億條廢舊輪胎，廢舊輪胎的回收率和利用率都處于較低水平。

過(guò)去20多年，我國(guó)道路領(lǐng)域研究的重點(diǎn)是解決道路建設(shè)和維修養(yǎng)過(guò)程中的工程技術(shù)問(wèn)題，對(duì)資源循環(huán)利用、節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)關(guān)注度有所欠缺。

隨著大規(guī)模的公路建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)的持續(xù)開(kāi)展，優(yōu)質(zhì)集料短缺、石油瀝青消耗及施工過(guò)程中的污染問(wèn)題逐漸凸顯，特別是在道路材料循環(huán)利用和節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域還存在一些技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)。面對(duì)日益嚴(yán)峻的資源形勢(shì)和環(huán)境壓力，將廢舊材料循環(huán)利用應(yīng)用于道路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)，變廢為寶，形成一個(gè)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的產(chǎn)業(yè)鏈，將引領(lǐng)道路工程行業(yè)的科學(xué)發(fā)展，符合“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通行業(yè)”的需要。

4 循環(huán)利用的目標(biāo)和任務(wù)

當(dāng)前，我國(guó)道路工程材料循環(huán)利用以建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通行業(yè)為總目標(biāo)，重點(diǎn)選擇舊瀝青路面、水泥路面、廢舊輪胎、建筑垃圾（城市和公路構(gòu)造物）、礦山固體廢棄物、廢舊塑料、廢舊陶瓷、廢舊玻璃、回收油氈瓦等量大面廣和污染較大的廢棄物，在集成以往研究成果的基礎(chǔ)上，研究提出固體廢棄物用于筑路時(shí)的分級(jí)方法和標(biāo)準(zhǔn)及處理技術(shù)，解決不同廢棄物、不同再生循環(huán)利用技術(shù)的適用性，研究提升循環(huán)利用后產(chǎn)品品質(zhì)和工程質(zhì)量，解決廢棄物筑路可能出現(xiàn)的二次污染問(wèn)題，形成可指導(dǎo)工程應(yīng)用的施工工藝、工法、指南、規(guī)范，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的相關(guān)裝備與材料，經(jīng)工程示范和驗(yàn)證，最終形成具有差異化、高性能化、規(guī)范化等特點(diǎn)的廢物循環(huán)利用技術(shù)。

5 近期開(kāi)展的研究工作

道路鋪面材料廢物循環(huán)利用技術(shù)及示范（國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2014BAC07B00；起止年限：2014-2017年）（見(jiàn)表1）。

廢舊材料的循環(huán)利用是綠色公路技術(shù)的重要內(nèi)容，是兩型社會(huì)建設(shè)的必然。廢舊材料的循環(huán)利用需要技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新等強(qiáng)有力的支撐，綠色公路建設(shè)和廢舊材料的循環(huán)利用任務(wù)艱巨，任重道遠(yuǎn)。