摘要 為全面了解廠拌熱再生技術(shù)工程效益，推動(dòng)廠拌熱再生技術(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用，文章基于生命周期評(píng)價(jià)理論，并結(jié)合試驗(yàn)路工程實(shí)踐，針對(duì)瀝青路面大摻量廠拌熱再生技術(shù)工程效益實(shí)施探究，通過(guò)對(duì)再生料（RAP）摻配比例為20%、30%、30%（機(jī)械發(fā)泡）條件下的廠拌熱再生混合料與普通混合料實(shí)施比較，分別對(duì)其實(shí)際工程應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，采用廠拌熱再生技術(shù)及機(jī)械發(fā)泡技術(shù)，能有效減小瀝青路面能耗、CO2 排放當(dāng)量，降低養(yǎng)護(hù)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞 公路工程項(xiàng)目；瀝青路面；廠拌熱再生；生命周期評(píng)價(jià)（LCA）

中圖分類號(hào) U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）15-0087-03

0 引言

生命周期評(píng)價(jià)（LCA）是基于物質(zhì)不滅原理、能量守恒理論對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)和使用過(guò)程中整體能耗實(shí)施評(píng)估的方法。近年來(lái)，隨著節(jié)能環(huán)保理念的逐步實(shí)施，LCA 評(píng)價(jià)方法在瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工效益評(píng)價(jià)中得到了廣泛應(yīng)用。該文選擇再生料（RAP）摻配比例為20%、30%、30%（機(jī)械發(fā)泡）廠拌瀝青混合料與普通混合料實(shí)施對(duì)比，確定道路養(yǎng)護(hù)不同階段CO2 排放當(dāng)量及能耗情況，并通過(guò)試驗(yàn)路工程實(shí)踐，對(duì)廠拌熱再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益實(shí)施評(píng)價(jià)，從而確定最佳養(yǎng)護(hù)方案[1]。

1 效益評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)國(guó)家節(jié)能環(huán)保綜合治理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用能耗與CO2 排放量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，全面考慮原材料消耗及廢物重復(fù)使用等各方面因素，綜合確定效益評(píng)價(jià)指標(biāo)如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)能耗（MJ/t）。

（2）CO2 排放當(dāng)量（kg/t），主要對(duì)溫室氣體產(chǎn)生量實(shí)施評(píng)價(jià)。通過(guò)以上兩項(xiàng)指標(biāo)實(shí)施定量評(píng)估，為廢棄物重復(fù)利用及節(jié)能降耗評(píng)估奠定基礎(chǔ)[2]。

2 效益評(píng)價(jià)模型的邊界條件

根據(jù)集料、瀝青的各種原材料生產(chǎn)工藝，對(duì)瀝青路面施工過(guò)程中的能耗實(shí)施調(diào)查分析。因?yàn)r青生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，其技術(shù)參數(shù)主要來(lái)自引用。按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，針對(duì)外界影響不足1%的因素可忽略不計(jì)，但整體忽略因素應(yīng)控制在5% 范圍內(nèi)。具體標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）嚴(yán)格按照LCA 理論成果對(duì)溫室氣候排放影響實(shí)施分析，確定此因素能否忽略。

（2）關(guān)于材料消耗數(shù)據(jù)，在具體模擬過(guò)程中，通常從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)選擇同類數(shù)據(jù)對(duì)其影響實(shí)施評(píng)價(jià)，若影響不大，應(yīng)忽略不計(jì)；若影響顯著，則應(yīng)全面收集相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）當(dāng)差異較為明顯或相對(duì)粗略的條件下，才能忽略摻配比例較小的材料[3]。

按照以上標(biāo)準(zhǔn)得出的瀝青路面上面層廠拌熱再生能耗系統(tǒng)邊界如圖1 所示。公路瀝青路面全壽命周期涉及能源生產(chǎn)、施工機(jī)具制造與運(yùn)輸、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、施工材料生產(chǎn)及運(yùn)輸、混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)以及道路運(yùn)維等。由于分析項(xiàng)目整體全壽命周期涉及內(nèi)容較多，任務(wù)繁重，因此選擇其中部分環(huán)節(jié)實(shí)施分析。因各環(huán)節(jié)采取的分析測(cè)算方式基本一致，后續(xù)對(duì)瀝青路面建設(shè)全壽命周期實(shí)施分析，可采取相同的方式對(duì)其余環(huán)節(jié)溫室氣體排放及能耗實(shí)施預(yù)測(cè)[4-5]。

3 研究對(duì)象

廠拌熱再生主要指對(duì)原始瀝青路面實(shí)施翻挖，并將舊路面材料運(yùn)至拌和站實(shí)施粉碎處理，按照路面建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施配合比設(shè)計(jì)，科學(xué)確定RAP 再生料摻配量，并將再生劑、瀝青、集料等按照確定的配合比實(shí)施拌和，得到新的瀝青混合料，重新鋪設(shè)形成再生瀝青路面。與普通新建瀝青路面相比，廠拌熱再生多出了舊路銑刨、舊料運(yùn)輸?shù)裙ば?。各環(huán)節(jié)施工要求如下：

（1）舊路銑刨。通過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用銑刨寬度為2 m 的銑刨機(jī)對(duì)舊路面實(shí)施銑刨時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗為124 L/h（柴油密度為0.84 kg/L）。當(dāng)機(jī)械功率為80%，銑刨深度為12 cm 時(shí)，其速率為4 m/min。

（2）舊料運(yùn)輸。舊瀝青路面銑刨完成后，將銑刨料由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)至拌和站，運(yùn)距與再生混合料運(yùn)距一致，均為80 km。

（3）再生混合料生產(chǎn)。生產(chǎn)設(shè)備選用德國(guó)進(jìn)口單滾筒再生機(jī)，同步加熱RAP 與新集料，再生料生產(chǎn)能耗與普通混合料大致相同，故采用相同能耗實(shí)施計(jì)算。

（4）混合料拌和、攤鋪、碾壓。廠拌再生混合料拌和、攤鋪、碾壓等施工工藝與普通瀝青路面施工方式完全相同[6]。

4 效益計(jì)算過(guò)程與分析

4.1 環(huán)境效益分析

環(huán)境效益初始數(shù)據(jù)主要指的是瀝青路面建設(shè)全過(guò)程（包含原材料加工與運(yùn)輸、再生料拌和、新舊混合料運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)、銑刨等）耗能及CO2 排放量。對(duì)試驗(yàn)段作如下假設(shè)：瀝青路面上面層鋪設(shè)4 cm 厚廠拌熱再生混合料，瀝青采用AC-13 改性瀝青，油石比4.8%，RAP料、再生混合料運(yùn)輸距離均為80 km，原料運(yùn)輸距離為150 km。根據(jù)原料與瀝青路面建設(shè)各階段能耗及CO2 排放量初始數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出再生料（RAP）摻配比例為20%、30%、30%（機(jī)械發(fā)泡）條件下的廠拌熱再生混合料與普通混合料耗能及溫室氣體排放量[7-8]。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1、圖2～3 所示。

通過(guò)表1 能夠看出：①原材料生產(chǎn)、運(yùn)輸階段能耗及溫室氣體排放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。②采用機(jī)械發(fā)泡溫拌技術(shù)施工時(shí)，原材料生產(chǎn)、運(yùn)輸及混合料拌和階段，能耗及溫室氣體排放量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。根據(jù)LCA 理論對(duì)環(huán)境效益實(shí)施評(píng)價(jià)，相較于普通瀝青罩面施工技術(shù)，廠拌熱再生技術(shù)節(jié)能降耗效益更加顯著。③當(dāng)再生料（RAP）摻配比例相同時(shí)，機(jī)械發(fā)泡溫拌再生技術(shù)能耗及溫室氣體排放量更少，環(huán)境效益更加顯著[9]。

通過(guò)圖2、圖3 能夠看出：①與普通瀝青罩面技術(shù)相比，廠拌熱再生技術(shù)能耗與CO2 排放當(dāng)量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。②當(dāng)再生料（RAP）摻配比例為20%、30% 時(shí)，能耗依次下降7.21%、10.65%，CO2 排放當(dāng)量依次下降6.46%、9.48%。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算分析

為有效評(píng)價(jià)各種再生料（RAP）摻配比例條件下廠拌熱再生經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)各摻配比例下廠拌熱再生施工費(fèi)用實(shí)施計(jì)算分析。主要項(xiàng)目包括施工材料、人工單價(jià)。根據(jù)瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工情況確定材料、機(jī)械消耗量，進(jìn)而計(jì)算出單位面積施工成本。計(jì)算成本定額單價(jià)參考某省公路工程建設(shè)施工定額平臺(tái)。

對(duì)于廠拌熱再生技術(shù)AC-13 瀝青路面施工，嚴(yán)格按照各環(huán)節(jié)單價(jià)及臺(tái)班定額、現(xiàn)行《公路工程預(yù)算定額》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)計(jì)算施工成本[10]。結(jié)合試驗(yàn)段假設(shè)情況，并參考傳統(tǒng)罩面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各種再生料（RAP）摻配比例條件下廠拌熱再生施工成本實(shí)施計(jì)算（除人工成本），其經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果如表2、圖4 所示。

通過(guò)表2、圖4 能夠看出：①不同養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工成本存在較大差異，且再生料（RAP）摻配比例不同，施工成本也有所不同。②一定再生料（RAP）摻配比例范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)罩面技術(shù)相比，廠拌熱再生技術(shù)施工成本更低，當(dāng)RAP 摻配比例為20%、30% 時(shí)，施工成本依次降低1.20%、5.53%，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

綜上所述，該文基于生命周期評(píng)價(jià)理論，根據(jù)試驗(yàn)路工程實(shí)踐，從不同施工環(huán)節(jié)對(duì)不同再生料（RAP）摻配比例條件下廠拌熱再生技術(shù)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益實(shí)施綜合探究。通過(guò)對(duì)廠拌熱再生邊界條件、能耗及CO2 排放當(dāng)量計(jì)算分析，確定廠拌熱再生技術(shù)環(huán)境效益；通過(guò)對(duì)普通罩面技術(shù)及再生料（RAP）摻配比例為20%、30%、30%（機(jī)械發(fā)泡）條件下的廠拌熱再生技術(shù)能耗及CO2排放當(dāng)量計(jì)算分析，確定廠拌熱再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。其具體結(jié)論如下：

（1）通過(guò)LCA 綜合評(píng)價(jià)，相較于傳統(tǒng)罩面技術(shù)，廠拌熱再生技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。

（2）RAP 摻配比例由20% 增至30% 時(shí)，廠拌熱再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益顯著增加。

（3）當(dāng)再生料（RAP）摻配比例相同時(shí)，機(jī)械發(fā)泡溫拌再生技術(shù)能耗及溫室氣體排放量更少，環(huán)境效益更加顯著。

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