《探讨沥青混合料低碳减排技术效果评价现状与展望[筑路施工机械化]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨沥青混合料低碳减排技术效果评价现状与展望[筑路施工机械化]（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、F E A T U R E S l 疆图 ll l l 我国公路9 0 以上为沥青路面 而沥青混合料施工过程中需 0 要消耗大量能源 并且产生大量废气 这与当前低碳减排的绿色 交通理念不相符 国内外 已经针对沥青混合料低碳减排技术展开 了部分研究 温拌 冷拌冷铺技术及沥青混合料拌和设备改进等 0 低碳减排技术相继应用于沥青路面的建设过程中 为了给沥青混合料低碳减排技术效果评价提供理论指导与技 l 术支持 本期特稿通过调查分析温拌 冷拌冷铺及拌和设备改进 三项技术的低碳减排效果 提出沥青混合料低碳减排效果量化分 l l 级思路及其评价方法 同时 通过系统调查我国1 0 多个省区a 9 5 8 条
2、高速公路沥青混合料施工阶段施工机械能耗量 建立了沥青混 合料各施工阶段能耗量分级标准 提出了沥青混合料施工机械尾 气排放分级评价标准 为沥青混合料施工过程中的节能减排效果 评价提供了科学依据 I 沥青混合料低碳减排技术效果评价现状与展望 沥青混合料施工机械能耗量评价研究 3 8 F E A T U R E S l 园图 沥青混合料低碳减排 技术效果评价现状与展望 P r e s e n t S i t u a t i o n a n d P r o s p e c t o f E ff e c t E v a l u a t i o n o f As p h a l t M i x t u r
3、 e E mi s s i o n R e d u c t i o n T e c h n o l o g y 葛娟 陈森 高志伟 苑红凯 狄升贯 1 天津市市政工程设计研究院 天津 3 0 0 0 5 1 2 长安大学 公路学院 陕西 西安 7 1 0 0 6 4 3 西藏 民族学院 信 gz r 程学院 陕西 成阳 7 1 2 0 8 2 O 引言 当前 发展低碳经济 建设低碳社会已经成为中国乃 至世界的战略重点 促进交通行业向节能 环保和更加安 全的方向发展 建设以低碳减排为核心的绿色道路 是我 们面临的新使命 1 然而 沥青路面建设过程中不但能 源消耗量巨大 而且会排放大量C O S
4、O C O和N 0 等 污染气体 这与低碳减排的绿色交通理念不相符 4 为实 现沥青路面建设 的低碳减排 国内外已经针对沥青混合 料低碳减排技术展开了研究 温拌 冷拌冷铺技术及沥 青混合料拌和设备改进等低碳减排技术相继应用于沥青 路面的建设过程 中 但是 相关研究15 7 多注重沥青混合 料的路用性能 而缺少对低碳减排效果的大量调查及系 统分析 同时 国内也未有专业的沥青混合料低碳减排 效果评价标准和规范 对其评价指标 效果分级标准等 也未作相关规定 虽然关于沥青混合料拌和能耗量及污 染气体排放量的测试评价也在逐渐增多 然而多为定性 评价 有 部分学 者基 于定 额对能 耗量 及碳排 放量进
5、行量 化分析 但针对沥青混合料低碳减排效果的评价也仅停 留在量化分析和单阶段评价阶段 而未见相应的低碳减 排效果等级划分标准 针对沥青混合料低碳减排效果评 基金项 目 住房和城 乡建设部科学技术项 目 2 0 1 4 一 R 1 0 1 9 价指标体系及评价方法也鲜有报道 为此 本文全面调查分析了国内外温拌 冷拌冷铺 技术和拌和设备改进等三种低碳减排技术的效果 同时 针对沥青混合料低碳减排效果评价方法进行 了大量调查 及系统分析 确定沥青混合料污染气体室内测试方法 提出沥青混合料低碳减排效果分级思路及其评价方法 最后对沥青混合料低碳减排效果评价方法的未来研究及 发展方向作 出展望 以期合理有效
6、地指导低碳减排沥青 混合料技术的推广应用 1 沥青混合料低碳减排技术效果调查及评价 日本的相关研究表 明 沥青混合料拌和 阶段所消耗 的能源量约 占整个沥青路面建设总能耗量的4 4 1 同时 污染气体排放量也占据相当高的比例 因此 本文对沥 青混合料拌和阶段的低碳减排技术进行大量调查 重点 分析评价温拌 冷拌冷铺技术及拌和设备改进等对沥青 混合料拌和 阶段 的低碳减排效果 1 1温拌沥青混合料低碳减排效果 温拌技术是通过掺加温拌剂或其他技术手段 降低 沥青粘度 使混合料在较低温度下具有 良好的流动性 3 9 F E A T U R E S I 圈图 从而实现拌和与摊铺 目前 温 拌技 术主要采
7、用掺加 温拌剂来实 现沥青混合料高温粘度 的降低 相 对较为成熟的温拌剂有E v o t h e r m S a s o b i t As p h a mi n 等 本文全面调 查了国内外温拌沥青混合料低碳减 排技术 将拌和过程中的污染气体 减排效果与节能效果汇总如表1 所示 由表1 可知 温 拌沥青混合 料 的拌和温度主要集中在1 1 0 C 1 4 0 C之 间 相较 于热拌沥 青混合 料 可降低3 0 C 5 O C 这使得拌和过 程中的能耗量大幅下降 节约能耗 2 0 3 0 甚 至3 0 以 上 同 时 温 拌技术 也大 大减 少 了NO x S O c o D c o 等污染气体
8、的排放量 其 中NO 的减排率超过了5 0 C O 的 最大减排率可达7 8 S O 的减排率 在6 0 9 0 之间 随着拌和温度的 升高 污染气体减排率逐渐 降低 其 中NO 在1 4 5 C时的减 排率分别 比1 2 0 C 1 3 0 C减 少 了1 8 3 4 3 8 1 0 说明拌和温度是影响污染 气体排放的重要因素 1 2 冷拌冷铺沥青混合料低碳减 排效果 沥青混合料在拌和过程中的能耗 主要是用于集料加热 而泠拌冷铺沥 青混合料几乎可以在任何气候条件下 使用 无需像普通热拌沥青混合料那 样必须具有较高的拌和 摊铺温度 集料加热能耗量主要与集料加热温度 及集料含水量等因素有关 如果
9、假定 集料的比热容不变 则集料加热过程 中能耗量与温度成正比 各种材料在 加热过程中温度升高所需要的能耗可 简单按式 1 计算 O c m 一 1 式中 Q为石料 吸收的热量 k I c 为石料 比热容 k J C m为石料质量 k g 为前后 温度差 C 一 般石料的比热容为0 8 1 0 k J k g c 假定集料和沥青的初始温度 为2 5 c 普通热拌沥青混合料拌和温度为1 5 0 C 1 7 0 C 按照式 1 进行计 算 每吨沥青混合料可节约热量1 2 5 1 0 5 N 1 4 5 1 0 k I 沥青混合料拌和设备 加热系统常用的燃料类型为重油 柴油 渣油 混合类燃油 煤粉以及
10、可燃性 气体等 利用式 1 将每吨沥青混合料节约热量换算为不同能源的消耗量 具体换算结果如表2 所示 从表2 可知 冷拌冷铺沥青混合料的应用 能够很大程度上减少各种能源 表1 温拌沥青混合料低碳 减排效 果调查 汇总 研究或 温拌荆 拌和 节能 N O S O C o C O 温度 效果 减排宰 溅排率 溅排率 减排宰 应用工程 类型 美国印第安娜 E v o t h e r m 6 0 3 4 7 3 5 6 3 8 同济大学 A C 一 2 0 E v o t h e r m 1 4 5 2 1 5 7 5 4 5 5 3 3 1 5 6 同济大学 A C 2 5 E v o t h e
11、r m 1 4 5 4 5 5 5 3 6 1 8 7 交通部公路科学研究院 E v o t h e r m 1 2 0 7 2 6 7 5 2 6 0 0 2 2 9 广东工业大学 E v o t h e r m 1 3 0 5 8 0 6 5 0 6 3 0 晋中市某高速 E v o t h e r m 0 l 3 2 0 7 3 5 7 4 6 6 1 5 长安 大学 E v o t h e r m l 3 0 1 4 0 3 1 2 5 7 4 6 1 2 3 6 l 5 兰卅 交通大 学环监中心 E v o t h e r m D A T 1 2 2 7 4 6 l 2 2 6 1
12、5 美 国沥青技术研究所 A s p h a m i n 1 3 0 5 9 0 6 9 0 6 2 O 2 0 O 河南城建 学院 A s p h a mi n 1 3 0 2 8 4 6 6 6 7 6 2 1 6 6 3 5 长安大学 A s p h a mi n 3 O 一 1 4 3 0 7 2 3 3 6 5 7 6 长安大学 S a s o b i t 3 O 1 4 0 2 2 1 6 7 7 O 5 5 3 8 长安大学 WE S 1 4 0 2 5 4 6 5 3 7 6 4 8 5 1 5 长安大学 WE P 1 4 5 2 7 3 6 3 7 1 6 1 7 4 6 9
13、 山东建筑大学 A P T L 6 0 5 6 3 6 9 0 0 普炭公路试验路 E C 一 1 2 0 l 3 0 3 8 4 3 2 2 0 8 北美P i n c h in 环境公司 4 1 3 4 1 2 8 6 3 1 4 5 9 东北林业大学 1 2 0 2 O 3 0 8 3 6 5 6 0 苍岭隧道 7 5 0 7 0 3 9 7 6 加拿大试验路 l l O 3 2 5 5 8 0 4 1 2 6 3 5 4 5 8 意大 利佛 罗伦萨试验路 1 2 5 1 3 0 6 0 0 2 5 3 0 8 0 0 3 5 0 国家 环境分析检测 中心 l 2 O 2 3 4 7 5
14、 2 6 0 0 表2 冷拌 冷铺沥青 混合料各能源节约 能耗量换算 能源名称 平均低位发热量 节约能耗量 原煤 k 1 k g 2 0 9 1 0 5 9 8 6 9 3 洗精煤 k I k g 2 6 3 4 6 6 4 7 4 5 5 0 洗中煤 1 I k g 8 3 6 4 1 4 9 5 l 7 3 4 原油 K g I 1 4 1 8 2 0 2 9 9 3 4 7 燃料油 k k g 4 1 8 2 0 2 9 9 3 4 7 煤油 k l k g 4 3 0 7 4 6 2 9 0 3 3 7 柴油 k l k g 4 2 6 5 6 4 2 9 3 3 4 0 液化石油气
15、k T r n 5 0 1 8 4 2 4 9 2 8 9 天然气 k l m 3 2 2 0 1 4 3 8 9 3 4 4 3 2 1 4 5 0 焦炉煤气 k J i n 1 6 7 2 8 1 7 9 8 2 6 6 9 5 8 6 7 重油催化裂解煤气 k 1 m 1 9 2 3 7 2 6 5 0 7 5 4 重油热裂解煤气 k J IT I 3 5 5 4 7 3 5 2 4 0 8 焦碳制气 k T m 1 6 3 0 9 8 7 6 6 8 8 9 压力气化煤气 k m 1 5 0 5 5 2 8 3 0 9 6 3 水煤气 k m l 0 4 5 5 1 1 9 6 1 3
16、 8 7 炼焦油 k l k g 3 3 4 5 6 3 7 4 4 3 3 的消耗 缓解中国部分能源短缺的 问题 同温拌沥青混合料一样 由 于拌和过程中加热时间缩短 辐射 损失的热量减少 实际节约能耗量 要比理论值更大 1 3 拌和设备改进低碳减排效果 除与沥青混合料直接相关的低 碳减排技术外 拌和设备也 间接影 响着其低碳减排效果 针对传统拌 和设备能源消耗量大 污染物排放 控制不严格等缺陷 国内外对拌和 设备进行了大量的优化 改进 本文 全面调查国内外拌和设备低碳减排 技术 总结 出拌和设备低碳减排效 果如表3 所示 分析表3 可以得出以下结论 1 拌和楼燃烧部 分通过改 进燃料喷出方式 提高了燃料利用 率 降低了能耗量 拌和站燃料方 面则通过改变传统燃料类型 推广 利用新能源 采用天然气及煤改气 技术替代传统燃料 缓解了中国部 分能源短缺的现状 降低了污染气 体的排放量 2 针对搅拌系统 的改进措 施较少 多是采用变频技术 降低能 耗量 提倡使用连续式沥青拌和设 备 减少能源消耗 节约投资及维 修费用 3 烘干加 热部分主要 进行 了 叶片优化 使混合料的加热均匀 迅速 可在一
