1、浅谈公路工程领域节能减排新思维与新技术摘要：近年来，我国公路运营里程飞速增长，公路运输能力大大增强，对我国经济高速发展给与强有力支撑。与此同时，大量的公路工程建设占用了巨大资源与能耗；公路工程运输也带来大量的能源消耗与废气污染。在公路工程项目全寿命周期中如何减少资源与能源利用，做到合理节能减排，成为当今公路工程领域的关注重点。 关键词：公路工程 节能减排 新思维 新技术 中图分类号：X734 文献标识码： A 文章编号： 建国 60 多年来，我国的年客运量、货运量增长迅速，公路里程也得到了大大延伸，基本实现了县县通公路。尤其是上世纪 80 年代，高速公路在我国实现了零的突破以后，很快进入了高速
2、建设阶段。公路运输是占用资源较多、能耗占用比例较大、使用范围最广的一种运输方式，公路行业的发展水平一定程度上代表和反应整个交通那个运输行业的发展水平。在我国，节能理念在公路建设中的应用起步较晚，早期的公路建设中，项目建设的经济性往往放在重要地位，而节能等方面往往得不到足够的重视。直到 20 世纪 90 年代后期,随着高速公路建设步伐的加快和国家对节能减排领域的重视,公路交通节能工作才开始受到关注。 近年来，国家对发展节约型公路交通事业给与高度重视，2008 年 1月 7 日，在全国交通工作会议上，李盛霖部长提出要发展现代交通业，走资源节约、环境友好的交通发展之路。交通运输部于 2012 年开展
3、了公路工程节能规范的编写工作，笔者所在公司作为参编单位参与了此次规范编写。 公路工程节能减排自公路工程项目规划至运营贯穿于公路工程项目的全寿命周期，全寿命周期各阶段应将广义节能减排理念与狭义节能减排理念相结合，将公路工程项目自身节能减排与社会节能减相结合，合理进行节能减排。 一 规划阶段公路工程节能减排 公路工程项目规划阶段主要是对项目功能、社会经济效益与项目投资进行定位，此阶段应在上述三方面的基础上合理结合节能减排理念，对项目整体节能减排进行规划。 1.1 在项目规划期所收集资料的基础上，从项目功能与社会能耗、项目自身建设能耗之间关系出发，以节能减排思维影响项目线路的初步选定。 1.2 初步
4、分析项目建设期主要能耗，初步择优选择项目建设期的资源与建设方式，适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。 1.3 初步分析项目运营期的主要能耗，初步择优选择项目运营期的运营形式，适当选择适合项目的一些节能新技术、新工艺。 二 设计阶段公路工程节能减排 以往的公路工程项目中，设计阶段主要考虑项目的经济效益，以在满足项目功能要求基础上尽量减少项目投资为主要设计出发点，对项目节能减排考虑较少。实际上在公路工程项目全寿命周期的节能减排工作中，设计阶段的节能减排对项目整体的节能减排影响最大。 2.1 在规划阶段所确定的基础上，设计中应对道路选线、道路线形指标选用与社会综合能耗的关系，项目施工主要原材材
5、料与当地资源的关系，项目主要施工主要能耗与当地能源关系等进行重点考虑，包括： 路线方案应在所选定走廊带与主要控制点基础上，进行布局和总体设计，合理运用技术指标，对可行的路线方案进行比选，以确定设计方案。 大交通量道路、重交道路应适当提高道路平、纵线形指标，合理提高桥隧比及设计行车速度，缩短道路里程，在重交道路线形设计中需避免大坡度纵坡及长爬坡车道。道路纵坡对燃油消耗影响很大，在上坡时燃油消耗随着坡度的增加而增加，但在下坡时相应的燃油节约比较有限。从美国的研究可以看出，当道路纵坡从 6%降至 3%时，小客车可节油20%，货车可节油 70%。 2.2 路基设计应避免大填、大挖，以浅路堑、低路堤通过
6、为宜。路基工程设计应适当考虑利用废旧材料回收、建筑垃圾固结等技术进行路基填方工程。取弃土场的选址合理，就近原则取土场、弃土场、料场与道路线位的相对距离直接决定取土、弃土以及材料运输的运距，运距过大会致使施工过程中能耗陡增。根据自然条件，应对工程防护和植物防护进行合理选择。合理划分施工标段长度，提高机械设备、场地临建设施利用率。 2.3 路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气候、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环境保护要求等，通过技术经济分析确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配置等。交通量大的高速公路、一级公路以及城市郊区公路宜选择施工方
7、便、工期短、对交通干扰少的设计方案。改扩建工程设计中应尽量考虑充分利用改扩建工程中的原有废旧材料，做到资源循环利用。中长隧道路面施工由于施工环境恶劣，采用常规热拌沥青混合料会使隧道内废气浓度远高于施工人员可承受的范围，故中长隧道路面采用沥青混合料施工应选优先用温拌沥青混合料。 2.4 公路桥涵应根据其所处环境条件选用适宜的结构型式和建筑材料，进行适当的耐久性设计，必要时尚应增加防护措施。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用于机械化、工厂化施工。独立大桥的桥位选择应以最优化为原则，充分考虑桥位选择的各种因素，各种因素包括：城镇规划、路网规划、征地拆迂等；两端的引道应服从桥位选择的要求，宜减
8、少车辆运输距离。高速公路中特大、大、中、小桥原则上服从线路走向，但高速公路中特大桥的桥位布设不宜过分强调“桥位选择应服从于路线走向”的原则，应与绕行路线进行深度比较或对桥位进行多方案论证分析，可以局部调整线形方案，尽量避免出现大量高墩、大跨及弯坡斜桥，以减少桥梁工程规模和技术难度。 2.5 公路隧道应根据公路等级和功能，结合隧道所处地域的地形、地质、施工、运营、管理等条件，拟订多个设计方案，进行技术、能耗等要素的比较与综合设计，充分发挥隧道的功能。公路隧道的通风与照明能耗是设计阶段重点关注的问题。公路隧道通风设施设计应综合考虑公路等级、设计速度、车道数、通风方式、运营通风控制策略、设计交通量及
9、交通组成、隧道断面与平纵线形、隧址区域自然条件等因素，并结合当地经济发展水平进行经济技术综合比选。公路隧道通风设施设计应根据不同交通状态、不同运营工况提出合理的通风设施总体运行方案。2.6 公路交通工程及沿线设施应与主体工程同步规划、设计、施工，其中管理设施的监控系统、收费系统、通信系统、配电、照明、房屋建筑能耗是设计阶段重点关注问题。道路收费系统应根据道路实际情况适当增加 ETC 自动收费系统数量；照明系统在满足照明需要的基础上，优先选择节能灯、LED 灯等节能照明设施；房主建筑提倡使用聚氨酯等节能型墙面保温材料；北方地热能较多的地区，房屋取暖系统宜采用地热取暖。 三 施工阶段公路工程节能减
10、排 公路工程项目在建设施工阶段的能耗重点包括：材料、施工机械和施工组织方案。公路工程建设期，应进行由建设单位统筹规划，以各施工标段为主体进行建设期能耗监测。建设期能耗监测主要为实施施工耗能台账制度。各施工标段在施工期内以分部、分项工程为单位，建立施工能耗台账。能耗台账应包括各分项、分部工程主要施工材料与机械能耗情况。施工能耗台账应作为项目竣工验收资料之一在项目竣工验收后由建设方统筹归档。 3.1 公路施工用电尽量采用网电作为动力供电，临时施工用可考虑从与运营期永久用电相结合，有建设运营方统一规划、设置以减少能耗。3.2 在路基施工中，应合理安排施工组织，提高施工设备工作效率，减少施工设备能耗。
11、进行施工组织设计时应充分考虑土方挖运与取、弃土场距离，合理减少运输车辆运距；应根据工程情况配置各类施工机械，做到各施工环节所需机械合理配套，以减少施工机械能耗。路基施工应控制超挖，做到合理的填挖平衡以减少借方与弃方，以致于减少借方与弃方填筑过程中二次搬运、土方压实所产生的能耗。 3.3 在沥青路面施工中，科学比选，选择节能型路面材料，合理使用路面节能工艺，其中沥青路面节能工艺主要有厂拌冷再生沥青混合料、就地冷再生沥青混合料、厂拌热再生、就地热再生、温拌沥青混合料。应合理安排施工组织，优化场地设置，提高机械工作效率，减少施工机械能耗。在沥青拌和设备造型时，应选择能耗小的设备。在集料质量均匀，分级
12、合理的前提下，有条件时优先采用连续式沥青拌合设备，连续式沥青拌合设备具有能耗低，产量大等优点，同时容易实现旧沥青混合料的厂拌热再生。沥青拌合能耗是路面工程施工最主要能耗，合理选择低能耗的沥青拌合设备很大程度上决定了路面工程施工总能耗。汽车运输能耗是路面工程施工的主要能耗之一，减少运距对路面工程施工节能有较大影响。集料堆放场地做好防、排水措施以避免集料受潮(达不到沥青混凝土拌合对集料的要求)所产生的二次加工，减少沥青拌合的额外能耗。细集料应搭设雨棚，降低细集料烘干所需的额外能耗。沥青混合料的碾压时，应严格控制碾压遍数。沥青混合料的运输中，应配备棉被及覆盖帆布等保温物品。用作沥青混合料运输的车辆要
13、求车况良好，车厢洁净，装料前可适当喷洒油水混合物防止粘结，每台运输车必须配备棉被及覆盖帆布等保温物品。在拌和场装载混合料时，应按前后中的次序装载，尽量减少混合料的离析。沥青在沥青库内不宜贮存过长时间，在非施工季节需要在较长时间内贮存的沥青，其贮存温度通常应低于100；在运输状态下沥青温度宜控制在 120130左右，沥青罐车在运往工地的过程中应有保温措施，长距离的运输应装备加热升温系统；在路面工程沿线有可以用于路面工程的隧道洞渣时，应优先对隧道洞渣进行利用以减少新开采集料利用量。 3.4 在水泥路面施工中，应做好施工组织设计，合理布置场地，材料运输组织经济合理。施工组织设计中应充分考虑水泥混凝土
14、与施工原材料的运距，合理减少拌合站与料场、拌合站与施工点之间距离，以减少运输车辆能耗。在坡地作为拌合场地时，利用地形高差，可提高装载机等上料速度，同时节约燃料。在设备配置选择中，应注意前、后场设备生产能力相匹配，以减少设备停机等料带来的能耗损失。 3.5 在房建与附属工程施工中，提高机械化施工水平，可大大提高施工效率，降低能耗，对于预制构件等，采用标准化、工厂化生产，可提高生产效率，降低能耗，同时提高预制构件的外观质量水平。 3.6 公路工程施工机械应根据公路建设情况执行严格的准入制度，及时淘汰达不到废气排放标准的机械，合理选择国内外先进机械设备。对机械设备管理人员、维修人员、操作人员进行岗前
15、培训，并定期进行技能培训，减少人为操作引起的机械能耗增加。 四 运营阶段公路工程节能减排 公路工程项目运营阶段节能减排主要通过合理控制项目运营管理能耗与合理进行公路养护为主。项目运营阶段运营管理方应建立能耗台账，严格控制运营阶段管理能耗。公路路面状况对车辆油耗有直接的影响，其主要影响因素为路面平整度，平整度低造成汽车行驶阻力增大，增加汽车油耗；其次损坏较严重的路面会引起车辆刹车，降低行车效率，道路交通畅通程度对机动车油耗影响非常大。道路养护施工应充分考虑预防性养护理念，应根据路面结构强度、路面破损指数、横向力系数、平整度指数、车辙深度、裂缝率等指标合理选择预防性养护措施。道路路面、桥梁、隧道的
16、大修、中修工作应根据道路实际情况适时进行，维修应连同相关部门做好道路交通组织，正确疏导交通以免引起过往车辆堵塞，增加车辆油耗。 结语：公路运输是交通运输领域最普遍、应用最广泛的运输方式，公路工程全寿命周期的节能减排水平一定程度上代表了整个交通领域的节能减排水平。在当今我国人均资源缺乏，大气污染形势严峻的形势下，公路工程全寿命周期的节能减排成为眼下当务之急。公路工程相关从业者要带着节能减排的思维，总结经验，借鉴国内外先进理念与技术，把节能减排合理运用到公路工程项目中。 参考文献 1秦永春，黄颂昌，徐剑，等.温拌沥青混合料节能减排效果的测试与分析J.公路交通科技，2009.26（8）：33-37. 2 程玲，闫国杰，陈德珍，吴家正，耿翠洁.温拌沥青混合料摊铺节能减排效果的定量化研究.环境工程学报，第四卷，第九期，2010 年 9月：2151-2155. 3卢晓红，陈小妮，裴月玲.公路主体设计对节能减排的考虑.山西建筑M，第 38 卷，第 18 期，2012 年 6 月：147-148. 4宋丽君.我国交通运输领域的节能减排.集装箱化，2011 年第 3 期：13-15.
