本發(fā)明涉及道路工程施工碳排放領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青面層施工碳排放的評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
：瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路的主要路面形式，是最為重要的大型基礎(chǔ)設(shè)施之一。瀝青路面建設(shè)過(guò)程的原材料生產(chǎn)、拌和、運(yùn)輸、攤鋪與碾壓所需的機(jī)械會(huì)消耗大量油耗與電能，排放大量的CO2等溫室氣體。瀝青路面建設(shè)的高能耗與碳排放已日益引起重視，低碳施工技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)。然而，由于缺乏對(duì)瀝青路面施工碳排放的全面量化分析，導(dǎo)致瀝青路面低碳施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用針對(duì)性不明顯、理論依據(jù)不充分，同時(shí)也暴露出了節(jié)能減排效果難以定量評(píng)價(jià)等問(wèn)題。因此，迫切需要對(duì)瀝青路面施工碳排放進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外普遍采用生命周期分析方法研究瀝青路面和水泥路面的施工碳排放，建立相關(guān)評(píng)估體系，分析相關(guān)影響因素，并逐漸將研究對(duì)象向路面廢舊料再生利用、路面養(yǎng)護(hù)重建等領(lǐng)域擴(kuò)展。但目前關(guān)于瀝青路面節(jié)能減排的量化分析與評(píng)估依舊存在諸多不足，如評(píng)估體系地域性明顯，難以通用；節(jié)能減排量化分析與評(píng)價(jià)相互割裂等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)瀝青路面低碳施工技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用針對(duì)性不明顯，理論依據(jù)不充分，節(jié)能減排效果難以定量評(píng)價(jià)等問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青面層施工碳排放的評(píng)價(jià)方法，以解決上述問(wèn)題，并提出針對(duì)性的低碳施工技術(shù)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種瀝青面層施工碳排放的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，劃分碳排放源；瀝青面層施工碳排放來(lái)自于以下階段：原材料生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青混合料與原材料運(yùn)輸、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓；步驟2，預(yù)估原材料生產(chǎn)碳排放；所述原材料生產(chǎn)包括集料生產(chǎn)、瀝青生產(chǎn)和礦粉生產(chǎn)，所述瀝青生產(chǎn)包括基質(zhì)瀝青生產(chǎn)和改性瀝青生產(chǎn)，按照下式計(jì)算原材料生產(chǎn)碳排放：QCyc＝QCjl+QClq1+QClq2+QCkf式中，QCyc為原材料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QCjl為集料生產(chǎn)碳排放，QClq1基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QClq2為改性瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QCkf為礦粉生產(chǎn)碳排放，單位為kg；步驟3，預(yù)估瀝青混合料生產(chǎn)碳排放；瀝青混合料的生產(chǎn)階段包括瀝青脫桶加熱、集料堆放與上料、集料烘干、拌合機(jī)拌合，按照下式計(jì)算瀝青混合料生產(chǎn)碳排放：QChhl＝QClqtt+QCjldf+QCjlhg+QCbhj式中，QChhl為瀝青混合料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QClatt為瀝青脫桶加熱碳排放，單位為kg；QCjldf為集料堆放與上料碳排放，單位為kg；QCjlhg為集料加熱烘干碳排放，單位為kg；QCbhj為拌和機(jī)拌和碳排放，單位為kg；步驟4，預(yù)估運(yùn)輸碳排放；運(yùn)輸包括瀝青混合料運(yùn)輸和原材料運(yùn)輸，按照下式計(jì)算運(yùn)輸碳排放：QCys＝QCycys+QChhlys式中，QCys為運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QCycys為原材料運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QChhlys為混合料運(yùn)輸碳排放，單位為kg；步驟5，預(yù)估瀝青混合料攤鋪碳排放，按照下式計(jì)算：QCtp＝3.2ptp·Jtp·L/v/60L＝2Nl式中，QCtp為瀝青混合料攤鋪碳排放，單位為kg；ptp為攤鋪設(shè)備的功率，單位為kW；Jtp為攤鋪設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；L為攤鋪長(zhǎng)度，單位為m；v為攤鋪速度，單位為m/min；N為單幅攤鋪機(jī)數(shù)量；l為路段長(zhǎng)度，單位為m；步驟6，預(yù)估瀝青混合料碾壓碳排放，按照下式計(jì)算：QCny＝3.2pny·Jny·tt＝2lb/bny·m/v式中，QCny為瀝青混合料碾壓碳排放，單位為kg；pny為碾壓設(shè)備功率，單位為kW；Jny為攤鋪設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；t為有效工作時(shí)間，單位為h；l為路段長(zhǎng)度，單位為m；b為單幅寬度，單位為m；bny為壓路機(jī)工作寬度，單位為m；m為碾壓次數(shù)；v為碾壓速度，單位為m/h；步驟7，預(yù)估瀝青面層施工總碳排放，按照下式計(jì)算：∑QC＝QCyc+QChhl+QCys+QCtp+QCny，式中，∑QC為瀝青面層施工總碳排放，單位為kg；QCyc為原材料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QChhl為瀝青混合料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QCys為運(yùn)輸總碳排放，單位為kg；QCtp為瀝青混合料攤鋪碳排放，單位為kg；QCny為瀝青混合料碾壓碳排放，單位為kg；步驟8，根據(jù)瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)擬建或初建的瀝青路面的施工碳排放進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)一步地，步驟2還包括以下子步驟：子步驟2a，按照下式預(yù)估集料生產(chǎn)碳排放：QCjl＝4.3mj式中，QCjl為集料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；mj為集料質(zhì)量，單位為t；子步驟2b，按照下式預(yù)估基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放：QClq1＝39.0ml1/pa+0.19ml1·ECX式中，QCla1為基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；ml1為基質(zhì)瀝青質(zhì)量，單位為t；pa為常減壓渣油生產(chǎn)過(guò)程的瀝青回收率，單位為％；ECX為溶劑脫瀝青生產(chǎn)的溶劑脫瀝青裝置的能耗，單位為MJ/t。子步驟2c，按照下式預(yù)估改性瀝青生產(chǎn)碳排放：QClq2＝39.0ml2/pa+0.19ml2·ECX+0.69pl2·ml2/PCl2式中，QCla2為改性瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；ml2為改性瀝青質(zhì)量，單位為t；pa為常減壓渣油生產(chǎn)過(guò)程的瀝青回收率，單位為％；ECX為溶劑脫瀝青生產(chǎn)的溶劑脫瀝青裝置的能耗，單位為MJ/t；pl2為改性瀝青生產(chǎn)裝置的功率，單位為kW；PCl2為改性瀝青生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)能力，單位為t/h；子步驟2d，按照下式預(yù)估礦粉生產(chǎn)碳排放：QCkf＝0.69pk·mk/PCk式中，QCkf為礦粉生產(chǎn)碳排放，單位為kg；mk為礦粉質(zhì)量，單位為t；pk為礦粉研磨機(jī)的功率，單位為kW；PCk為礦粉研磨機(jī)的生產(chǎn)能力，單位為t/h。進(jìn)一步地，步驟3還包括以下子步驟：子步驟3a，按照下式預(yù)估瀝青脫桶加熱碳排放：QClqtt＝3.2nt1Jtt式中，QClatt為瀝青脫桶加熱碳排放，單位為kg；n為瀝青罐數(shù)；Jtt為脫桶加熱柴油能耗，單位為L(zhǎng)/h；t1為瀝青儲(chǔ)存時(shí)間，單位為h；子步驟3b，按照下式預(yù)估集料堆放與上料碳排放：QCjldf＝3.2pdf·mj·Jdf/PCdf式中，QCjldf為集料堆放與上料碳排放，單位為kg；mj為集料質(zhì)量，單位為t；pdf為集料堆放與上料的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；Jdf為集料堆放與上料的機(jī)械設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；PCdf為集料堆放與上料機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，單位為t/h；子步驟3c，按照下式預(yù)估集料加熱烘干碳排放：QCjlhg＝3.29(phg·mj·Jhg/PChg+0.63mj·w)式中，QCjlhg為集料烘干碳排放，單位為kg；phg為集料加熱烘干的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；mj為集料質(zhì)量，單位為t；Jhg為集料加熱烘干的機(jī)械設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；PChg為集料加熱烘干的生產(chǎn)能力，單位為t/h；w為集料的含水量，單位為％；子步驟3d，按照下式預(yù)估拌和機(jī)拌和碳排放：QCbhj＝0.69pbh·mh/PCbh式中，QCbhj為拌和機(jī)拌和碳排放，單位為kg；pbh為拌和機(jī)拌和的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；mh為瀝青混合料質(zhì)量，單位為t；PCbh為瀝青混合料拌合機(jī)拌和的生產(chǎn)能力，單位為t/h。進(jìn)一步地，步驟4還包括以下子步驟：子步驟4a，所述原材料運(yùn)輸包括瀝青運(yùn)輸、礦粉運(yùn)輸、集料運(yùn)輸，且所述瀝青運(yùn)輸、礦粉運(yùn)輸、集料運(yùn)輸?shù)奶寂欧欧謩e按照下式計(jì)算：QCycys＝QClqys+QCkfys+QCjlysQClqys＝0.027fa1·ha1·La1/Lr1QCkfys＝0.027fa2·ha2·La2/Lr2QCjlys＝0.027fa3·ha3·La3/Lr3式中，QCycysECycys為原材料的運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QClqys為瀝青運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QCkfys為礦粉運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QCjlys為集料運(yùn)輸碳排放，單位為kg；ha1、ha2、ha3分別為瀝青、礦粉、集料的平均運(yùn)輸距離，單位為km；fa1、fa2、fa3分別為瀝青運(yùn)輸車(chē)、礦粉運(yùn)輸車(chē)、集料運(yùn)輸車(chē)的綜合油耗，單位為L(zhǎng)/100km；La1、La2、La3分別為瀝青、礦粉、集料的實(shí)際載重，單位為t；Lr1、Lr2、Lr3分別為瀝青、礦粉、集料的額定載重，單位為t；子步驟4b，按照下式計(jì)算所述瀝青混合料運(yùn)輸碳排放：QChhlys＝0.367fa4·ha4·La4/Lr4式中，QChhlys為瀝青混合料運(yùn)輸碳排放，單位為kg；ha4為瀝青混合料的平均運(yùn)輸距離，單位為km；fa4為瀝青混合料的綜合油耗，單位為L(zhǎng)/100km；La4為瀝青混合料的實(shí)際載重，單位為t；Lr4為瀝青混合料的額定載重，單位為t。進(jìn)一步地，步驟8中，所述瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)包括：集料生產(chǎn)碳排放為3.9～4.6kg/t；基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放為310.1～463.8kg/t；改性瀝青生產(chǎn)碳排放為317.8～471.5kg/t；礦粉生產(chǎn)碳排放為3.45～5.33kg/t；瀝青脫桶加熱碳排放為10.1～15.6kg/t；集料堆放與上料碳排放為0.57～0.81kg/t；集料加熱烘干碳排放為19.8～27.1kg/t；拌和機(jī)拌和碳排放為1.13～2.09kg/t；集料與瀝青混合料運(yùn)輸碳排放為0.05～0.11kg/km·t；瀝青混合料攤鋪碳排放為0.23～0.45kg/t；瀝青混合料碾壓碳排放為1.16～2.71kg/t。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)本發(fā)明根據(jù)瀝青面層建設(shè)各個(gè)階段施工機(jī)械設(shè)備的型號(hào)、功率、生產(chǎn)能力、單耗及綜合油耗等參數(shù)，建立瀝青面層施工碳排放的理論計(jì)算模型，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，適用性強(qiáng)。需獲取數(shù)據(jù)便可直接套入估算模型，計(jì)算簡(jiǎn)便，通用性高。(2)本發(fā)明提出了瀝青面層施工碳排放的標(biāo)準(zhǔn)值，通過(guò)對(duì)擬建或初建的瀝青路面的施工碳排放進(jìn)行預(yù)估，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗異常、提出預(yù)警，為施工工藝優(yōu)化提供依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)瀝青路面節(jié)能低碳施工的重要技術(shù)途徑。(3)本發(fā)明的評(píng)估方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)瀝青面層碳排放評(píng)估方法的缺點(diǎn)，解決了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況復(fù)雜難以全面調(diào)查的問(wèn)題。(4)本發(fā)明確定了瀝青面層碳排放的評(píng)價(jià)周期，并按照壽命周期分析方法，劃分每個(gè)階段的生產(chǎn)流程及工藝，確定其碳排放與碳排放類(lèi)型，使碳排放評(píng)估方法更清晰、簡(jiǎn)便。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明收集了瀝青面層建設(shè)各個(gè)階段施工機(jī)械設(shè)備的型號(hào)、功率、生產(chǎn)能力、單耗及綜合油耗等參數(shù)，建立了瀝青面層施工碳排放的理論計(jì)算模型，確定了一種瀝青面層施工碳排放的評(píng)價(jià)方法。其中，瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)為：集料生產(chǎn)碳排放為3.9～4.6kg/t，基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放為310.1～463.8kg/t，改性瀝青生產(chǎn)碳排放為317.8～471.5kg/t，礦粉生產(chǎn)碳排放為3.45～5.33kg/t，瀝青脫桶加熱碳排放為10.1～15.6kg/t，集料堆放與上料碳排放為0.57～0.81kg/t，集料加熱烘干碳排放為19.8～27.1kg/t，拌和機(jī)拌和碳排放為1.13～2.09kg/t，集料與瀝青混合料運(yùn)輸碳排放為0.05～0.11kg/km·t，瀝青混合料攤鋪碳排放為0.23～0.45kg/t，瀝青混合料碾壓碳排放為1.16～2.71kg/t。本發(fā)明的瀝青面層的施工碳排放的評(píng)價(jià)方法是將各種能源消耗量的體積或質(zhì)量轉(zhuǎn)換為燃料的碳排放量(kg)，即采用碳排放系數(shù)來(lái)進(jìn)行碳排放的計(jì)算：首先對(duì)瀝青面層的施工階段進(jìn)行合理劃分，然后分別預(yù)估每一個(gè)施工階段的碳排放，最后將各階段的碳排放進(jìn)行總和，即為瀝青面層施工碳排放。其中，同一施工階段的碳排放是各種消耗能源的碳排放總合，預(yù)估公式為：式中：QCi為施工階段i的總碳排放，單位為kg；mE，ij為施工階段i第j種能源的消耗量，kg或L；cj為第j種能源的碳排放系數(shù)，kg/kg或kg/L。本實(shí)施例中瀝青面層施工中消耗的各種能源的碳排放見(jiàn)表1。表1各種能源的發(fā)熱量能源類(lèi)型碳排放系數(shù)單位碳排放系數(shù)重油kg/L2.9柴油kg/L2.7汽油kg/L2.2煤油kg/L2.5標(biāo)準(zhǔn)煤kg/kg2.6燃料煤kg/kg2.5電能kg/kw.h0.69瀝青面層施工碳排放的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：步驟1，劃分施工階段。劃分每個(gè)階段的生產(chǎn)流程及工藝，并確定其碳排放與碳排放類(lèi)型，是進(jìn)行碳排放量化分析的基礎(chǔ)。本實(shí)施例的瀝青面層施工過(guò)程包括以下階段：原材料生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青混合料與原材料運(yùn)輸、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓。某高速公路瀝青路面工程建設(shè)項(xiàng)目，路線全長(zhǎng)20km。路基寬度為28m，雙向四車(chē)道、寬度為15m；中央分隔帶3m，兩側(cè)路緣帶2×0.75m＝1.5m，硬路肩2×3.5m＝7.0m，土路肩2×0.75m＝1.5m。路面結(jié)構(gòu)及材料為典型的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。表2路面結(jié)構(gòu)參數(shù)層位材料厚度(cm)上面層改性AC-134中面層AC-206下面層AC-258基層水泥穩(wěn)定碎石(水泥劑量5％)34底基層水泥穩(wěn)定砂礫(水泥劑量5％)20上面層集料為玄武巖，中、下面層為石灰?guī)r，上面層采用改性瀝青，油石比為4.9％；中面層采用70號(hào)石油瀝青，油石比為4.3％；下面層采用70號(hào)石油瀝青，油石比為4.0％。瀝青面層工程數(shù)量如表3所示。表3瀝青面層材料數(shù)量表將本項(xiàng)目的施工階段劃分為原材料生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青混合料及原材料運(yùn)輸、瀝青混合料攤鋪和瀝青混合料碾壓五個(gè)部分。步驟2，預(yù)估原材料生產(chǎn)碳排放；所述原材料生產(chǎn)包括集料生產(chǎn)、瀝青生產(chǎn)和礦粉生產(chǎn)，所述瀝青生產(chǎn)包括基質(zhì)瀝青生產(chǎn)和改性瀝青生產(chǎn)，按照下式計(jì)算原材料生產(chǎn)碳排放QCyc＝QCjl+QClq1+QClq2+QCkf，式中，QCyc為原材料生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QCjl為集料生產(chǎn)碳排放，QCla1基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QClq2為改性瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；QCkf為礦粉生產(chǎn)碳排放，單位為kg。(1)預(yù)估集料生產(chǎn)碳排放本項(xiàng)目中集料生產(chǎn)所需的各機(jī)械設(shè)備型號(hào)、參數(shù)和工作量，匯總得到表4。由表4可知，瀝青面層施工過(guò)程中集料生產(chǎn)包括以下機(jī)械設(shè)備的碳排放：①挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)、灑水車(chē)QC1＝3.2×功率(kw)×單耗(g/kw.h)/1000×集料總量(t)/生產(chǎn)能力(t/h)②自卸汽車(chē)、載貨汽車(chē)QC2＝綜合油耗(L/100km)×運(yùn)距(100km)/額定載重(t)×實(shí)際載重(t)×2.7③電動(dòng)空壓機(jī)、鉆孔機(jī)QC3＝功率(kw)×集料總量(t)/生產(chǎn)能力(t/h)×0.69④集料生產(chǎn)線QC4＝功率(kw)×集料總量(t)/生產(chǎn)能力(t/h)×0.69表4路面結(jié)構(gòu)層集料生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備參數(shù)及工作量通過(guò)估算得：集料生產(chǎn)的碳排放QCjl＝QC1+QC2+QC3+QC4＝4.3×集料質(zhì)量(t)，根據(jù)上述公式預(yù)估瀝青面層集料生產(chǎn)碳排放，結(jié)果如表5。表5路面面層集料生產(chǎn)碳排放層位集料質(zhì)量(t)碳排放(kg)上面層42337182049.1中面層66178284565.4下面層78505337571.5總和187020804186.0(2)分別預(yù)估基質(zhì)瀝青和改性瀝青的生產(chǎn)碳排放瀝青的生產(chǎn)碳排放包括常減壓渣油生產(chǎn)設(shè)備、基質(zhì)瀝青生產(chǎn)設(shè)備、改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備的碳排放，具體包括基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放與改性瀝青生產(chǎn)碳排放。基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放的估算模型為：QClql＝39.0ml1/pa+0.19ml1·ECX式中，QClq1為基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；ml1為基質(zhì)瀝青質(zhì)量，單位為t；pa為常減壓渣油生產(chǎn)過(guò)程的瀝青回收率，單位為％；ECX為溶劑脫瀝青生產(chǎn)的溶劑脫瀝青裝置的能耗，單位為MJ/t。改性瀝青的生產(chǎn)碳排放的估算模型為：QClq2＝39.0ml2/pa+0.19ml2·ECX+0.69pl2·ml2/PCl2式中，QClq2為改性瀝青生產(chǎn)碳排放，單位為kg；ml2為改性瀝青質(zhì)量，單位為t；pa為常減壓渣油生產(chǎn)過(guò)程的瀝青回收率，單位為％；ECX為溶劑脫瀝青生產(chǎn)的溶劑脫瀝青裝置的能耗，單位為MJ/t；pl2為改性瀝青生產(chǎn)裝置的功率，單位為kW；PCl2為改性瀝青生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)能力，單位為t/h。本項(xiàng)目中，上面層使用了SBS改性瀝青，中、下面層采用了70#道路石油瀝青。常減壓渣油生產(chǎn)設(shè)備及基質(zhì)瀝青生產(chǎn)設(shè)備能耗根據(jù)在瀝青生產(chǎn)廠家的調(diào)查結(jié)果，廠家主要采用溶劑脫瀝青的方法生產(chǎn)瀝青，溶劑脫瀝青生產(chǎn)的原材料主要是減壓渣油；本項(xiàng)目所用瀝青的生產(chǎn)過(guò)程中瀝青回收率為55.68％，溶劑脫瀝青裝置能耗為1397.55MJ/t。經(jīng)過(guò)計(jì)算，基質(zhì)瀝青生產(chǎn)碳排放量如下表6。表6常減壓渣油生產(chǎn)耗能與碳排放量層位瀝青質(zhì)量(t)碳排放(kg)上面層2186738509.8中面層29801006751.5下面層32741106074.7總和84412851336.0改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備碳排放。改性瀝青生產(chǎn)采用了勝利SBS改性瀝青設(shè)備，生產(chǎn)能力20t/h、功率220kw。根據(jù)設(shè)備參數(shù)可得到該項(xiàng)目改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備碳排放量見(jiàn)表7。表7改性瀝青生產(chǎn)設(shè)備碳排放量改性瀝青質(zhì)量(t)電能(kw.h)碳排放(kg)218624046.016591.7綜上，該項(xiàng)目所用瀝青產(chǎn)生的碳排放均為生產(chǎn)設(shè)備排放，主要消耗了電能(在計(jì)算中將電能轉(zhuǎn)化為發(fā)電使用燃料煤的消耗量)和燃料煤。結(jié)合表1，上、中、下面層瀝青的生產(chǎn)碳排放量見(jiàn)下表8。表8瀝青生產(chǎn)總碳排放進(jìn)一步計(jì)算，每一噸基質(zhì)瀝青的生產(chǎn)碳排放為337.8kg；每一噸改性瀝青的生產(chǎn)碳排放為345.4kg，處于碳排放標(biāo)準(zhǔn)范圍值內(nèi)。(3)預(yù)估礦粉生產(chǎn)碳排放礦粉生產(chǎn)碳排放的預(yù)估模型為QCkf＝0.69pk·mk/PCk，式中，QCkf為礦粉生產(chǎn)碳排放，單位為kg；mk為礦粉質(zhì)量，單位為t；pk為礦粉研磨機(jī)的功率，單位為kW；PCk為礦粉研磨機(jī)的生產(chǎn)能力，單位為t/h。該礦粉生產(chǎn)廠采用大型集成生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)礦粉，采用立式輥磨機(jī)MLT3750，生產(chǎn)能力為200t/h、功率為3300kW。由此，本項(xiàng)目的礦粉生產(chǎn)碳排放預(yù)估結(jié)果如表9，進(jìn)一步計(jì)算，每噸礦粉的生產(chǎn)碳排放為11.4kg/t，超出瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)中礦粉生產(chǎn)碳排放的要求。表9瀝青面層礦粉生產(chǎn)能耗量層位礦粉質(zhì)量(t)生產(chǎn)時(shí)間(h)電能(kw.h)碳排放(kg)上面層227511.437537.525900.9中面層313315.751694.535669.2下面層335616.855374.038208.1總和876443.8144606.099778.2步驟3，預(yù)估瀝青混合料生產(chǎn)碳排放(1)瀝青脫桶加熱碳排放的計(jì)算模型為QClqtt＝3.2nt1Jtt，式中，QClqtt為瀝青脫桶加熱碳排放，單位為kg；n為瀝青罐數(shù)；Jtt為脫桶加熱柴油能耗，單位為L(zhǎng)/h；t1為瀝青儲(chǔ)存時(shí)間，單位為h；；本項(xiàng)目中，燃燒器的柴油能耗為為24L/h，瀝青罐容量為25噸，瀝青罐數(shù)和瀝青存儲(chǔ)時(shí)間見(jiàn)表10，由此估算瀝青脫桶加熱碳排放見(jiàn)表10，滿(mǎn)足碳排放要求。表10瀝青脫桶加熱能耗(2)估算集料堆放與上料碳排放集料堆放與冷料上料過(guò)程主要為裝載機(jī)與鏟運(yùn)機(jī)的柴油消耗，配合使用2臺(tái)裝載機(jī)裝載集料，型號(hào)SL60w，功率175kw，單耗198g/kw.h。共消耗臺(tái)班數(shù)為91臺(tái)班。計(jì)算模型為QCjldf＝3.2pdf·mj·Jdf/PCdf，式中，QCjldf為集料堆放與上料碳排放，單位為kg；mj為集料質(zhì)量，單位為t；pdf為集料堆放與上料的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；Jdf為集料堆放與上料的機(jī)械設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；PCdf為集料堆放與上料機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，單位為t/h；集料堆放與上料碳排放見(jiàn)下表11，滿(mǎn)足碳排放要求。表11集料堆放與上料碳排放層位集料質(zhì)量(t)碳排放量(kg)上面層42336.830159.4中面層66177.647013.1下面層78505.354996.5總和187019.6132169.0(3)集料烘干加熱與瀝青混合料拌合碳排放瀝青混合料的拌合采用國(guó)產(chǎn)三一LB4000型號(hào)瀝青拌和機(jī)一臺(tái)，其生產(chǎn)能力為320t/h，裝機(jī)功率為750kw，拌和過(guò)程集料加熱出料溫度140～160℃，燃燒器額定功率為24MW，單耗為100g/kw.h，集料含水量為0.5％。集料烘干加熱碳排放的計(jì)算模型為QCjlhg＝3.29(phg·mj·Jhg/PChg+0.63mj·w)，式中，QCjlhg為集料烘干碳排放，單位為kg；phg為集料加熱烘干的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；mj為集料質(zhì)量，單位為t；Jhg為集料加熱烘干的機(jī)械設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；PChg為集料加熱烘干的生產(chǎn)能力，單位為t/h；w為集料的含水量，單位為％；集料烘干加熱碳排放見(jiàn)表12，滿(mǎn)足碳排放要求。表12集料烘干加熱的碳排放層位混合料質(zhì)量(t)重油消耗量(kg)碳排放量(kg)上面層46798350985.01203239.8中面層72291542182.51858699.2下面層85136638520.02188961.5總和2042251531687.55250900.5瀝青混合料的拌合碳排放計(jì)算模型為QCbhj＝0.69pbh·mh/PCbh，式中，QCbhj為拌和機(jī)拌和碳排放，單位為kg；pbh為拌和機(jī)拌和的機(jī)械設(shè)備功率，單位為kW；mh為瀝青混合料質(zhì)量，單位為t；PCbh為瀝青混合料拌合機(jī)拌和的生產(chǎn)能力，單位為t/h。由上式計(jì)算得瀝青混合料拌合的碳排放見(jiàn)下表13，滿(mǎn)足碳排放要求。進(jìn)一步計(jì)算可知，瀝青脫桶加熱、集料堆放與上料、集料加熱烘干以及拌和機(jī)拌和的能耗滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)的范圍值要求，得到瀝青混合料生產(chǎn)碳排放為5830875.0kg。表13瀝青混合料拌合的碳排放層位混合料質(zhì)量(t)電耗(kw.h)碳排放量(kg)上面層46798109682.875681.1中面層72291169432.0116908.1下面層85136199537.5137680.9總和204225478652.3330270.1步驟4，預(yù)估運(yùn)輸碳排放瀝青面層施工階段的運(yùn)輸總碳排放包括瀝青混合料及原材料的運(yùn)輸碳排放，瀝青混凝土面層原材料運(yùn)輸指集料、瀝青與礦粉，其中集料加工廠距離瀝青混合料拌合站8km，瀝青運(yùn)輸距離117km，礦粉生產(chǎn)廠距離拌合站8km，瀝青混合料平均運(yùn)輸距離為7.5km，其中，瀝青運(yùn)輸碳排放的估算模型為QClqys＝0.027fa1·ha1·La1/Lr1，集料運(yùn)輸碳排放碳排放的估算模型為QCjlys＝0.027fa3·ha3·La3/Lr3，礦粉運(yùn)輸碳排放的估算模型為QCkfys＝0.027fa2·ha2·La2/Lr2，式中，QClqys為瀝青運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QCkfys為礦粉運(yùn)輸碳排放，單位為kg；QCjlys為集料運(yùn)輸碳排放，單位為kg；ha1、ha2、ha3分別為瀝青、礦粉、集料的平均運(yùn)輸距離，單位為km；fa1、fa2、fa3分別為瀝青運(yùn)輸車(chē)、礦粉運(yùn)輸車(chē)、集料運(yùn)輸車(chē)的綜合油耗，單位為L(zhǎng)/100km；La1、La2、La3分別為瀝青、礦粉、集料的實(shí)際載重，單位為t；Lr1、Lr2、Lr3分別為瀝青、礦粉、集料的額定載重，單位為t；原材料運(yùn)輸碳排放的估算模型為QCycys＝QClgys+QCkfys+QCjlys。運(yùn)輸車(chē)參數(shù)、工作量見(jiàn)表14、15，按照表14和表15中的數(shù)據(jù)以及估算模型得到運(yùn)輸碳排放見(jiàn)16。表14運(yùn)輸車(chē)輛及參數(shù)表15原材料運(yùn)輸碳排放表16瀝青混合料運(yùn)輸碳排放綜上，混合料及原材料運(yùn)輸碳排放為377137kg，且滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)輸碳排放的范圍值要求。步驟5，預(yù)估瀝青混合料攤鋪碳排放該項(xiàng)目投入使用兩臺(tái)同型號(hào)攤鋪機(jī)，成階梯型，前后相差5～8米。攤鋪機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)T6000型，功率為51.1kw、單耗190g/kw.h、最大攤鋪寬度6m、最大工作能力280噸。為保證攤鋪質(zhì)量，施工過(guò)程中嚴(yán)格控制攤鋪速度，下面層攤鋪速度1.2～1.5m/min，中面層AC-20攤鋪速度1.5～2.0m/min，上面層攤鋪速度控制在2.0～2.5m/min。表17瀝青混合料攤鋪碳排放攤鋪碳排放的估算模型為QCtp＝3.2ptp·Jtp·L/v/60，其中，L＝2Nl，式中，QCtp為瀝青混合料攤鋪碳排放，單位為kg；ptp為攤鋪設(shè)備的功率，單位為kW；Jtp為攤鋪設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；L為攤鋪長(zhǎng)度，單位為m；v為攤鋪速度，單位為m/min；N為單幅攤鋪機(jī)數(shù)量；l為路段長(zhǎng)度，單位為m。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，攤鋪碳排放見(jiàn)表17。由以上結(jié)果可知，本實(shí)施例的運(yùn)輸能耗滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)要求。步驟6，預(yù)估瀝青混合料碾壓碳排放表18瀝青混合料碾壓設(shè)備表19瀝青混合料碾壓工藝瀝青面層施工階段的碾壓過(guò)程中使用的施工機(jī)械是壓路機(jī)，壓路機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能耗，為了取得壓實(shí)最佳效果，采用鋼輪壓路機(jī)靜壓、鎮(zhèn)壓，輪胎式壓路機(jī)組合的方式，碾壓過(guò)程投入3臺(tái)BWG雙鋼輪壓路機(jī)(13噸)、2臺(tái)膠輪壓路機(jī)(26噸)，壓路機(jī)型號(hào)及參數(shù)如表18所示。各結(jié)構(gòu)層的碾壓遍數(shù)與速度，如表19所示。根據(jù)估算模型QCny＝3.2pny·Jny·t，其中，t＝2lb/bny·m/v，式中，QCny為瀝青混合料碾壓碳排放，單位為kg；pny為碾壓設(shè)備功率，單位為kW；Jny為攤鋪設(shè)備單耗，單位為kg/kw.h；t為有效工作時(shí)間，單位為h；l為路段長(zhǎng)度，單位為m；b為單幅寬度，單位為m；bny為壓路機(jī)工作寬度，單位為m；m為碾壓次數(shù)；v為碾壓速度，單位為m/h。由以上估算模型及壓路機(jī)的碾壓寬度、遍數(shù)與速度，以及路面長(zhǎng)度與寬度，計(jì)算確定各結(jié)構(gòu)層壓路機(jī)的工作時(shí)間，如表20所示。表20各結(jié)構(gòu)層的壓路機(jī)工作時(shí)間結(jié)合表19、表20可計(jì)算得到各結(jié)構(gòu)層在不同碾壓階段的碳排放，如表21所示。進(jìn)一步計(jì)算可以得到瀝青混合料的碾壓碳排放，如表22所示。表21瀝青混合料的碾壓碳排放表22瀝青混合料碾壓碳排放由上述結(jié)果可知，本實(shí)施例的瀝青面層施工能耗的碾壓碳排放滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)值要求。步驟7，預(yù)估瀝青面層施工總碳排放根據(jù)公式∑QC＝QCyc+QChhl+QCys+QCtp+QCny，可得總碳排放＝3771891.9+5830875.0+377137.0+64899.1+301512.0＝10346315.0(kg)，步驟8，根據(jù)瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)擬建或初建的瀝青路面的施工碳排放進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)工程提出減排建議。由以上計(jì)算結(jié)果可知，除了礦粉生產(chǎn)碳排放，其他生產(chǎn)過(guò)程均滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)的要求值，因此僅需要對(duì)礦粉生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。擬建方案中擬采用的礦粉生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)能力為200t/h，遠(yuǎn)超過(guò)絕大多數(shù)設(shè)備的生產(chǎn)能力，屬于大型設(shè)備，其生產(chǎn)功率也很大，導(dǎo)致生產(chǎn)單位質(zhì)量礦粉的碳排放也偏大。因此，為降低礦粉生產(chǎn)碳排放，需要優(yōu)化設(shè)備。通過(guò)調(diào)查與對(duì)比分析，選用立式輥磨機(jī)LM1500，生產(chǎn)能力為40t/h、功率為280kw，通過(guò)計(jì)算礦粉生產(chǎn)碳排放為42330.1kg，即4.83kg/t，滿(mǎn)足瀝青面層施工碳排放標(biāo)準(zhǔn)的范圍要求，比原擬定的設(shè)備(MLT3750)的碳排放降低了135.7％。表23優(yōu)化設(shè)備后的瀝青面層礦粉生產(chǎn)碳排放量按照擬定的設(shè)備與工藝進(jìn)行了初步施工，施工周期為3天、施工混合料(下面層)為4000t，集料為3690t。施工過(guò)程中連續(xù)監(jiān)測(cè)碳排量，并計(jì)算單位質(zhì)量的碳排量，發(fā)現(xiàn)集料烘干與加熱能耗的碳排放耗異常，超出了范圍值要求，因此需要對(duì)該工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如下：監(jiān)測(cè)的集料烘干與加熱過(guò)程消耗重油35.3噸，碳排量為35.3×1000(kg)/0.885(kg/l)×2.9(kg/l)＝115672.3kg，每噸集料的烘干與加熱碳排放為31.3kg/t，超出范圍值(19.8～27.1kg/t)上限要求15.5％，比預(yù)估碳排量(25.7kg/t)高約21.8％。分析可知，影響集料烘干與加熱能耗的主要因素為集料含水量與集料加熱溫度，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)集料加熱溫度為150～170℃，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求；而實(shí)測(cè)集料的平均含水率為3.5％，遠(yuǎn)超出規(guī)范集料含水率不超出1％的要求。因此，本實(shí)施例通過(guò)搭建遮雨棚來(lái)控制集料含水量，實(shí)測(cè)集料含水量降低到0.6％左右，比起露天堆放時(shí)降低了約2.1％。進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)，1％的集料含水量所增加的碳排放為2.07kg/t，本實(shí)施例集料總質(zhì)量為187020t，節(jié)約碳排放約812.9t。通過(guò)預(yù)估各施工階段的碳排放，并計(jì)算占總碳排放的比值，由計(jì)算結(jié)果可知，在原材料生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓5個(gè)生產(chǎn)階段中，碳排放最大的為瀝青混合料生產(chǎn)環(huán)節(jié)，占總碳排放的56.3％；其次為原材料生產(chǎn)，占總碳排放的36.5％。運(yùn)輸、攤鋪、碾壓三個(gè)過(guò)程占總碳排放的7.2％。因此可從瀝青混合料生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)這兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能減排的控制，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。(1)搭雨棚控制建立含水量通過(guò)所建立的集料烘干與加熱碳排放計(jì)算3.29(phg·mj·Jhg/PChg+0.63mj·w)可知，當(dāng)集料含水量為1％時(shí)，所造成碳排放增加2.07kg/t。假設(shè)通過(guò)搭建遮雨棚來(lái)控制集料含水量，集料含水量降低約1.5～2.5％，則每噸集料的加熱與烘干的碳排放降低約3.105～5.175kg/t。該項(xiàng)目集料總質(zhì)量為187020t，減小碳排放580.7～967.8t。(2)溫拌瀝青混合料施工技術(shù)溫拌能使集料的加熱溫度降低，這樣就減少了因加熱集料的能量損耗。設(shè)因混合料的拌和溫度降低引起的集料加熱降低溫度為ΔT，則節(jié)省的能耗Q可用式Q＝cmΔT計(jì)算，式中，Q為能耗，單位為kJ；ΔT為降溫幅度，單位為℃；c為混合料的比熱容，單位為kJ/kg.K或kJ/kg.℃；m為混合料質(zhì)量，單位為kg。熱拌瀝青混合料拌和溫度控制在155℃左右，假設(shè)集料的初始溫度為20℃，則每噸熱拌瀝青混合料的能耗為1.09×1000×(155-25)＝141700kJ，節(jié)省的能耗換算為重油消耗量m重＝Q/40500，節(jié)省碳排放采用式mc＝m重×3.07計(jì)算。通過(guò)上述計(jì)算公式可計(jì)算每噸溫拌瀝青混合料的節(jié)能減排效果，每噸Sasobit溫拌瀝青混合料節(jié)約能耗16350kJ、節(jié)約重油0.40kg、減小碳排放1.24kg，每噸DAT溫拌瀝青混合料節(jié)省能耗43600kJ、節(jié)約重油1.08kg、減小碳排放3.30kg。雖然，本說(shuō)明書(shū)中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡kg，的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3