低碳理念的公路工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)
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［摘要］近幾年的社會(huì)發(fā)展中，人們的生活水平不斷提高，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的新理念愈發(fā)受到人們的廣泛關(guān)注。公路工程的建設(shè)在給人們的生活帶來便利的同時(shí)也給我國的生態(tài)環(huán)境造成了很多的負(fù)面影響。為讓公路工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在工程施工中的低碳理念變得越來越重要。在此背景下，對(duì)低碳理念的公路工程建設(shè)進(jìn)行探討，并結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)此作出詳細(xì)介紹，希望可為同行業(yè)工作者提供一些幫助。
［關(guān)鍵詞］公路工程；低碳理念；工程建設(shè)
發(fā)展低碳理念的工程建設(shè)是我國“十二五”計(jì)劃中的重中之重，低碳理念也是對(duì)當(dāng)今全球?qū)夂蜃兓膽?yīng)對(duì)對(duì)策。公路工程是我國交通運(yùn)輸?shù)闹匾еS著我國對(duì)低碳、環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，一些低排放、低功耗、高能效為主的技術(shù)在產(chǎn)業(yè)開發(fā)上有很大空間，所以低碳理念也成為了公路建設(shè)未來發(fā)展中的方法。即便如此，在現(xiàn)代公路的建設(shè)中依然存在許多資源浪費(fèi)、破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象，在許多方面都會(huì)存在對(duì)相關(guān)概念和施工技術(shù)的認(rèn)知不足，導(dǎo)致在某些方面無法得到推廣和應(yīng)用。本文從公路工程的低碳理念建設(shè)并結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)綜合研究分析。
1低碳公路的定義
隨著我國環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)低碳公路的低碳理念越來越重視，而低碳公路主要是以碳平衡為基本原理，將各種環(huán)保技術(shù)應(yīng)用于公路工程中，使公路建設(shè)的整個(gè)施工過程體現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的特點(diǎn)，既有效提高公路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)利益，還將公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞降到了最低，使低碳公路實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在公路工程建設(shè)過程中，為達(dá)到低碳環(huán)保、減少資源成本及損耗，而使用低碳理念的設(shè)計(jì)方案，用綠色施工技術(shù)將能源的損耗降到最低，還能減少碳的排放。就目前公路施工工程而言，在保證施工建設(shè)質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，對(duì)工程的規(guī)劃緊密關(guān)注，從各施工階段加強(qiáng)公路建設(shè)的低碳節(jié)能效果，對(duì)于低碳效果要著重規(guī)劃和施工管理。
2低碳技術(shù)在公路中的應(yīng)用現(xiàn)狀
綠色低碳技術(shù)在近幾年的公路施工中使用廣泛，從表面上看，在公路施工中從施工作業(yè)開始、公路路段建設(shè)等方面都將該技術(shù)手段進(jìn)行了一定程度的應(yīng)用，讓公路建造施工對(duì)環(huán)境造成的污染及影響降到最低，對(duì)保持自然環(huán)境的生態(tài)平衡有極佳的作用，也符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，生存環(huán)境得以保障，讓人與自然更和諧地相處。在國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展中，各行各業(yè)同樣進(jìn)行著高速的變革，在各方面產(chǎn)能提高的同時(shí)，對(duì)能源的需求也逐漸加大，二氧化碳排放量也漸漸增大，這也是全球氣候變暖的重要影響因素之一，要緩解全球變暖的現(xiàn)象，首先要控制二氧化碳的排放量，無論是對(duì)環(huán)境的保護(hù)還是發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)來說都是重要的影響因素。在我國的公路工程施工中，對(duì)能源的消耗對(duì)比其他行業(yè)來說較大，這使公路工程在施工時(shí)造成的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，為使公路建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要將綠色環(huán)保技術(shù)全面應(yīng)用在公路領(lǐng)域中，梳理公路工程的綠色低碳理念，已成為不可逆轉(zhuǎn)的時(shí)展需求。
3低碳公路在設(shè)計(jì)階段的關(guān)鍵技術(shù)
3.1自然能源技術(shù)的合理應(yīng)用
在低碳公路的建設(shè)過程中，需要詳細(xì)了解公路施工中沿途路線的氣候條件和地理環(huán)境，對(duì)自然資源進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的開發(fā)并合理利用，憑借低碳公路的新技術(shù)環(huán)保理念，從而促進(jìn)綠色交通經(jīng)濟(jì)的建立。如自然風(fēng)能，利用相關(guān)技術(shù)在相關(guān)路段的設(shè)計(jì)規(guī)劃中將風(fēng)能進(jìn)行合理利用，根據(jù)該地區(qū)的風(fēng)向情況進(jìn)行路段走向的設(shè)計(jì)，將風(fēng)能進(jìn)行合理利用，保證該路段有充足的風(fēng)能，從而節(jié)約電能。再如太陽能使用技術(shù)的開發(fā)，該技術(shù)在路燈的能源設(shè)置中得以應(yīng)用，將應(yīng)用了太陽能技術(shù)的路燈設(shè)置在公路沿線，可大力緩解電力壓力，達(dá)到減少照明耗電的情況，這樣不僅可以節(jié)約公共資源，還有效達(dá)到了照明目的，所以該技術(shù)的推廣和應(yīng)用價(jià)值十分重要。
3.2太陽能路燈經(jīng)濟(jì)型分析
太陽能是目前已知的最清潔的能源，所以太陽能路燈可以對(duì)太陽能充分利用，單一的路燈類似1臺(tái)中小型發(fā)電機(jī)，經(jīng)過太陽能里的電池吸取光線，變換成電能，再儲(chǔ)存到自身的備用電池中，這樣就可以不損耗額外電能。正是因?yàn)樘柲苈窡舻奶匦裕栽诎惭b時(shí)不需要額外加設(shè)電線管路。但是因?yàn)樘柲苈窡魧儆谛录夹g(shù)，所以其成本較高，重點(diǎn)集中在太陽能里電池板的能量轉(zhuǎn)換效果和電能生產(chǎn)資費(fèi)、蓄電池應(yīng)用技術(shù)、太陽能路燈光源成本等方面。所以從太陽能路燈本身角度考慮，其成本較高，但是普通路燈在安裝時(shí)，規(guī)模越大相關(guān)的費(fèi)用也就會(huì)越高；在日常設(shè)備運(yùn)行中，太陽能燈具的運(yùn)行成本明顯要低于普通路燈，并且電費(fèi)與人工費(fèi)用等會(huì)愈來愈高。
3.3公路綠化帶的“碳補(bǔ)償”設(shè)計(jì)技術(shù)
使用“碳補(bǔ)償”的公路綠化帶是將有強(qiáng)固碳性的植物綠化帶放置在公路中間或兩側(cè)，可吸收機(jī)動(dòng)車排除的尾氣，減小公路路段的碳吸收和碳排放量差異，讓汽車的尾氣排放和植物的碳吸收處于一種平衡的狀態(tài)。在綠色低碳的公路工程中，具有“碳補(bǔ)償”能力的綠化帶起著重要的作用，在公路區(qū)域中汽車尾氣排放明顯增加，而有了“碳補(bǔ)償”綠化帶會(huì)將碳排放量進(jìn)行控制，促進(jìn)低碳公路的良性發(fā)展。在綠化帶設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，需將當(dāng)?shù)毓返臍夂蚝偷乩憝h(huán)境相結(jié)合，對(duì)每日車流量產(chǎn)生的碳排放量進(jìn)行預(yù)計(jì)算，與此同時(shí)對(duì)公路工程中綠化帶的吸氧固碳能力進(jìn)行評(píng)估，通過公路綠化帶可以讓綠化帶的“碳補(bǔ)償”將自身的能力發(fā)揮到最佳狀態(tài)，通過這種方式促使低碳公路可實(shí)現(xiàn)碳氧平衡。
3.4水環(huán)境敏感地帶設(shè)計(jì)技術(shù)
在公路的設(shè)計(jì)規(guī)劃中，工程的施工和運(yùn)營(yíng)受其影響較多，低碳理念的設(shè)計(jì)對(duì)公路工程的低碳節(jié)能效果有著直接影響，水環(huán)境敏感區(qū)的規(guī)劃是整個(gè)低碳公路可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久運(yùn)行的根本保障，低碳公路設(shè)計(jì)理念的合理應(yīng)用也對(duì)公路工程低碳節(jié)能建設(shè)有著決定性的作用，因此水環(huán)境敏感地帶設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于低碳公路施工過程中節(jié)能減排有很大幫助。在公路施工中的水環(huán)境敏感地帶，公路后期的施工會(huì)對(duì)水環(huán)境造成一定程度的破壞和污染，應(yīng)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察并優(yōu)化公路路線，最大限度避開水環(huán)境敏感區(qū)，為水環(huán)境的生態(tài)環(huán)境做最大力度的優(yōu)化。如果不能合理避讓水敏感區(qū)，需建立公路綠色施工，對(duì)在施工過程中可能出現(xiàn)的變故提出相對(duì)應(yīng)的施工方案，需要對(duì)施工過程中出現(xiàn)的各種廢棄物以最大程度不對(duì)環(huán)境造成破壞的處理，對(duì)水環(huán)境敏感地帶的破壞盡量降到最低。
4低碳公路施工階段的關(guān)鍵技術(shù)
低碳公路的建設(shè)是為了施工過程中可最大限度地節(jié)能減排、緩解環(huán)境壓力，所以在施工過程中可最大限度應(yīng)用綠色施工技術(shù)，可以邀請(qǐng)相關(guān)人員在公路施工過程進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，尤其是對(duì)施工中的廢舊瀝青再利用和機(jī)械設(shè)備的節(jié)能技術(shù)及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)效果評(píng)價(jià)技術(shù)的應(yīng)用方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化管理，從根本上減少碳的排放量。
4.1瀝青循環(huán)利用技術(shù)
公路施工過程中會(huì)產(chǎn)生廢舊瀝青，通常會(huì)將使用過的瀝青當(dāng)做廢舊垃圾拋棄處理，但是現(xiàn)在可以通過瀝青循環(huán)利用技術(shù)將這類瀝青進(jìn)行再處理，使之重新達(dá)到路面的使用標(biāo)準(zhǔn)，讓其重新有了使用價(jià)值。瀝青循環(huán)利用技術(shù)是一項(xiàng)造福環(huán)境、造福人類的技術(shù)，可以將瀝青進(jìn)行完美利用，增加瀝青經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在降低施工成本、保持路面的幾何特性、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排等方面效果顯著，通過使用此項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)瀝青再利用，節(jié)省了原材料，也從根本上將公路施工的成本降低，又可避免廢舊瀝青處理給生態(tài)環(huán)境帶來的環(huán)境污染，這種技術(shù)可助力公路建造，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
4.2生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與保護(hù)效果評(píng)價(jià)技術(shù)
在進(jìn)行公路施工時(shí)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成不同程度的生態(tài)影響，為了讓公路建設(shè)可以符合綠色低碳這一理念，首先需要在公路建設(shè)之前對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，以方便對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和恢復(fù)。保護(hù)生態(tài)環(huán)境效果評(píng)價(jià)體系是根據(jù)施工沿線的生態(tài)環(huán)境特征，設(shè)計(jì)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)方案，這項(xiàng)方案在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)還可以對(duì)公路施工沿線的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和資源利用，讓公路施工可以和自然生態(tài)環(huán)境形成相互依存、制約的關(guān)系，并將生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)方案作為公路施工建設(shè)的必要條件。
5低碳理念下公路部分施工的數(shù)據(jù)分析
5.1低碳理念下公路綠化帶數(shù)據(jù)分析
將阜新高速連接線工程作為案例進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，本項(xiàng)目綠化工程共19.8km，概算投資6840萬元，綠化工程為中央分隔帶和兩側(cè)綠化帶；對(duì)中央分隔帶綠化和路側(cè)綠化以及附屬（便道路面）工程進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，綠化及環(huán)境保護(hù)總投資額43873603.06元。公路綠化帶的長(zhǎng)寬高低會(huì)對(duì)噪聲吸收減少有不可忽視的影響，當(dāng)接收器和聲源與綠化帶高度比值成反比越大時(shí)，綠化帶的減噪效果越好。交通噪聲每升高1dB，土地的價(jià)格就會(huì)下降0.08%~1.26%，平均0.9%左右。反過來說，將交通噪聲水平降低1dB，則相當(dāng)于沿線土地增值0.9。當(dāng)公路沿線的噪聲低于250Hz，綠化帶的植株種類和胸徑大小成正相關(guān)性；當(dāng)公路沿線的噪聲在500~2000Hz區(qū)間時(shí)，降低噪聲的效果和植株的葉片有關(guān)；當(dāng)噪聲超過2000Hz，綠化帶的高度及植株形狀決定著噪聲減少效果。根據(jù)本項(xiàng)目建設(shè)的情況優(yōu)化設(shè)置綠化林帶，能夠有效降低噪聲污染，為人們的生活提供保障（表1）。
5.2低碳理念下太陽能數(shù)據(jù)分析
對(duì)起點(diǎn)位于202省道與阜陽市機(jī)場(chǎng)路交叉處的太陽能路燈數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，太陽能路燈功率大都在30W左右，燈桿高度6m，每天亮燈時(shí)間6~8h，3~5個(gè)陰雨天正常亮燈。每節(jié)約1kWh的電，就減少了360g煤炭的燃燒，也減少了277g粉塵的出現(xiàn)、997g二氧化碳等有害氣體的排出?，F(xiàn)分別將2016年至2019年太陽能數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分析，具體對(duì)比情況如圖1所示。
5.3低碳理念下瀝青混合料溫拌劑數(shù)據(jù)分析
瀝青混合料溫拌劑可將施工時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)，可以在0℃的條件下施工，在這樣的條件下施工可以將施工環(huán)境進(jìn)行有效改善，減少二氧化碳等溫室氣體的排放，也減少了瀝青煙的排放；0℃還可以防止瀝青老化，確保了公路施工的質(zhì)量也延長(zhǎng)了公路使用壽命。理論上講，生產(chǎn)1t瀝青溫拌混合料可以節(jié)約17000cal的能量，可看做節(jié)約2.2kg左右的燃油；還可以節(jié)約公路施工時(shí)間、提高施工效率，102省道潁上江店孜至阜陽四十鋪段改建工程中，在冬季瀝青面層中添加了溫拌劑，可降低拌和溫度20~30℃，骨料和瀝青加熱溫度隨之降低，節(jié)約燃料30%左右。
6低碳理念在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
6.1路基路面設(shè)計(jì)
在公路施工中，首先需要將道路表面的土質(zhì)層清理，在施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的清表土，這些土質(zhì)還有一定量的腐殖質(zhì)，是效果良好的公路邊坡的綠化用土，其中蘊(yùn)含豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可大概率提高植物的成活率。用清表土作為綠化用土在減少施工量的同時(shí)還能合理處理廢土，防止廢土對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。在進(jìn)行公路施工時(shí)，要避免破壞生態(tài)環(huán)境，避免破壞周邊的生態(tài)植物，在特定條件下還需要移植安放清理的植物。在進(jìn)行植物安放和公路沿線植物恢復(fù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚺c環(huán)境選擇合適的植物，并且要盡量使用公路沿線原有的植物品種，提高植物的成活率，也避免出現(xiàn)物種入侵。在路基路面施工時(shí)，公路的邊坡支護(hù)對(duì)公路的正常運(yùn)營(yíng)有著不容忽視的作用和意義，在做邊坡支護(hù)時(shí)要考慮公路周邊的地質(zhì)環(huán)境，尊重自然，使公路的全線施工與整個(gè)生態(tài)環(huán)境相吻合。
6.2噪聲控制設(shè)計(jì)
建設(shè)過程中必然會(huì)造成一定污染，如噪聲污染，這是施工基礎(chǔ)屬性。在運(yùn)營(yíng)過程中也會(huì)給周圍居民帶來一定程度的困擾。所以在公路施工方案設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該從多方面對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行考量，保證將噪聲對(duì)人們生活的負(fù)面影響降到最低。目前對(duì)于噪聲解決的方法有以下措施：在公路周圍設(shè)置綠化帶以及其他能夠阻隔聲音的屏障，還應(yīng)該在居住密度較大的地方設(shè)置明顯禁止鳴笛標(biāo)志，在空曠地區(qū)可以適當(dāng)避讓居民區(qū)以減少噪聲對(duì)人們生活的影響。
7結(jié)束語
總之，應(yīng)在綠色交通的倡導(dǎo)下，在生活中充分貫徹低碳環(huán)保理念，在設(shè)施設(shè)備的建設(shè)中貫徹這一理念，重視綠色環(huán)保對(duì)生活的積極影響，合理利用綠色環(huán)保材料，在新興技術(shù)的加持下，最大限度保證延長(zhǎng)公路使用周期。通過實(shí)施低碳公路建設(shè)，將新型的低碳施工技術(shù)和原有的施工技術(shù)緊密聯(lián)系在一起，同時(shí)，在低碳經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)的、保守的施工技術(shù)進(jìn)行更新優(yōu)化，使新興的低碳施工技術(shù)更符合綠色發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)的需求，低碳公路體制的推行，促進(jìn)了低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更是我國公路建設(shè)的發(fā)展方向。
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作者：管松 單位：阜陽市公路管理局