公路沥青路面施工碳排放计算与分析

论文总字数：23702字

摘 要

随着社会的发展，温室效应越来越严重，自然环境恶化的越来越厉害。从《京都会议书》开始，世界上各个国家开始注重节能减排，控制温室气体的排放。中国作为发展中的大国，碳排放一直居于世界前列，国际社会对中国节能减排的呼声越来越高。中国也开始注重可持续发展道路，走生态化线路。公路作为国民经济的重要组成部分，对社会发展有着举足轻重的作用。现在沥青路面的应用越来越广泛，因此对沥青路面修建时的碳排放进行分析就有实际意义，有利于丰富我国公路温室气体排放理论研究，对公路建设有着指导意义。本文着重分析了运输距离、拌合过程对碳排放的影响。其中拌合过程碳排放所占的比例最大，基本占总碳排放的50%，且在拌合过程中，温拌沥青的碳排放比热拌沥青的碳排放减少10%以上。运输距离分为三段，集料运输距离、沥青运输距离和混合料运输距离，其中沥青运输距离对总体碳排放影响不大，集料运输距离和混合料影响较大，考虑到实际情况，主要研究集料运输距离对碳排放的影响，运距越大影响越大。在公路建设过程中，本文研究内容对石料开采地的选址以及运输方式具有一定的指导意见。

关键词:碳排放、节能减排、沥青路面、运输距离、施工

Calculation and Analysis of Carbon Emissions from Highway Asphalt Pavement Construction

Abstract

With the development of the society, the greenhouse effect is more and more serious, and the deterioration of the natural environment is getting worse. From the Kyoto conference, the world's countries began to focus on energy-saving and emission reduction, controlling greenhouse gas emissions. China as a developing country, carbon emissions has been in the forefront of the world, the international community's voice for energy-saving and emission reduction of China is increasingly high. China also began to focus on sustainable development path, following the laws of nature. As an important part of national economy, highway plays a vital role in social development. Now more and more extensive application of asphalt pavement, so of the asphalt pavement construction of carbon emission analysis has practical significance, conducive to rich our country highway greenhouse gas emissions theoretical research, having a guiding significance to the highway construction. This paper focuses on the analysis of the transport distance, the process of mixing effecting on carbon emissions. And the carbon emissions of mixing process accounted for the proportion of the maximum and accounts for nearly 50% of the total carbon emissions and in the process of mixing, warm mix asphalt carbon emissions specific heat asphalt carbon emissions reduced by more than 10%. Transport distance is divided into three sections, set of material transport distance, asphalt transport distance and mixture transportation distance, which the carbon emissions of asphalt transportation distance has little impact on the overall, set material transport distance and mixture have great influence, taking the actual situation into account, main research is the influence that set material transport distance have on carbon emissions, the distance longer, the effect more. In the course of highway construction, the research content of this paper has some guidance for the site selection and transportation.

Key words：Carbon emissions, Energy saving and Emission reduction, Asphalt

pavement, Transportation distance, Construction

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1研究背景及意义 5

1.2 国内外研究现状 6

1.2.1 国外研究现状 6

1.2.2 国内研究现状 7

1.3 研究方法 7

第二章 原材料生产过程的碳排放分析 10

2.1集料生产过程碳排放分析 10

2.1.1 集料生产工艺流程 10

2.2 沥青生产过程碳排放 11

2.2.1 沥青生产工艺流程 11

2.2.2 沥青生产过程碳排放 16

2.3 原材料运输过程碳排放 17

2.3.1原材料运输方式 17

2.3.2运输过程碳排放 17

2.4 本章结论 17

第三章 现场施工过程碳排放分析 19

3.1 沥青混合料拌和过程碳排放分析 19

3.1.1 拌和工艺 19

3.1.2拌和过程碳排放 20

3.2 混合料运输过程碳排放分析 20

3.3 沥青混合料摊铺过程碳排放分析 21

3.3.1沥青混合料摊铺工艺 21

3.3.2摊铺过程碳排放 22

3.4 沥青混合料碾压过程碳排放分析 22

3.4.1碾压工艺 22

3.4.2碾压过程碳排放 23

3.5 本章结论 24

第四章 碳排放计算分析 25

4.1工程简介 25

4.1.1工程简介 25

4.2单位公里能耗以及碳排放统计 25

4.2.1原材料生产能耗与碳排放 25

4.2.2运输过程能耗与碳排放 28

4.2.3现场施工过程能耗和碳排放 28

4.2.4综合分析比较 29

4.3碳排放与运输距离分析 32

4.3.1碳排放与集料运输距离关系 32

4.3.2碳排放与沥青运输距离关系 33

4.3.3碳排放与混合料运输距离关系 34

4.4 本章结论 35

第五章 结论与展望 36

5.1主要结论 36

5.2展望 36

参考文献 37

致谢 38

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

温室效应在当今世界越来越受到人们的关注。随着社会经济的发展，环境问题越来越严重。在19世纪，工业革命让欧洲的环境一度陷入灾难之中，虽然经济发展很快，但是人们受到环境污染的迫害却不容小视。虽然经过多年的治理，先在环境状态良好，但是付出的代价却是不能忽视的。中国现在正处在经济发展的崛起时期，经济发展速度空前迅速，但是在经济发展的背后却是付出了不可挽回的代价。环境越来越恶劣，尤其是近几年雾霾现象越来越严重。能源消耗巨大，对外依存度越来越高。在当今社会我们必须加强对环境的保护与治理，提高能源的利用率，加快建设节能减排社会，走一条可持续发展的生态化道路。

《京都议定书》中提及的温室气体的种类很多，但是主要气体为二氧化碳、甲烷、一氧化亚氮^[1]。随着温室效应的不断加剧，由温室气体带来的危害也与日俱增。研究资料表明：温室气体的排放已经引起了很多巨大灾难。比如冰川融化海平面上升，干旱，飓风，沙漠化面积增大等。在1997年签订的《京都议定书》规定了发达国家的减排任务，要求发达国家减少温室气体的排放。但是对于发展中国家，该文件却没有做出任何规定。随着中国经济发展越来越迅速，温室气体的排放量也与日俱增。世界上其他国家对中国节能减排的呼声越来越高，强烈要求中国减排。从排放总量上看，中国现在在世界上位居第二，与美国的排放量几乎相等，且比第三位的俄罗斯多出很多^[2]。基于中国现状，节能减排也是势在必行。

中国国家能源紧张，温室气体排放量大对我们节能减排提出了高要求。公路作为国民经济发展的重要组成部分，在改革开放以后，公路建设得到了巨大的发展。但是公路的建设对土石，水泥沥青等的依赖性很大，并且在施工的各个环节产生的碳排放差异明显，不同材料，不同施工工艺对碳排放的影响都很巨大。对于沥青路面，温拌技术和热拌技术对于碳排放的影响就很大。考虑到能源影响时，沥青路面消耗的不可再生能源是水泥混凝土路面的两倍^[3]。道路运输业“十二五”发展规划纲要提出建立、健全节能减排监测考核体系，加快建立道路运输行业能源消耗和排放统计及分析制度，将节能减排统计指标纳入交通运输部门统计体系，研究建立道路运输行业节能减排评价体系^[4]。

综合考虑环境经济等的影响因素，尽可能地在公路建设过程中降低能源消耗，减少温室气体排放，实现人与自然和谐相处，建设生态文明社会是我们所有人的共同心愿。根据中国现状，沥青路面所占的比例越来越高，因此对沥青路面施工过程的碳排放分析就更具有社会意义和工程价值，在研究过程中，明确沥青路面施工建设过程各个环节碳排放影响因素，处理好交通建设过程中节能减排的关系，能进一步丰富我国的公路节能减排理论体系，对工程建设给出一定的指导意见。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

工业革命之后，西方国家开始在节能减排方面投入大量的资金人才，主要在可再生能源、减排技术以及碳转移、环境的恢复等方面做出了研究。丹麦的风力发电在世界上处于前列，不仅调整了能源结构，介绍了碳排放，而且在国际社会中形成了强有力的竞争优势。日本在脱硫技术不仅达到了世界先进水平，而且形成了一系列环保产业，促进了经济的发展，增加了国际竞争力。美国在信息技术革命中走在了世界前列，大力发展第三产业，不仅减少了碳排放，而且在机遇中增加了国家综合实力，在国际社会中走在了世界前列，实现了经济的可持续发展。除此之外，美国还建立了长期能源替代规划系统模型（LEAP模型）。与美国一道，法国也有其相应的能源计算模型，MEdpro终端能源需求模型。近期，德国一家化学公司BASF开发了一种生态效益分析方法，对原材料、土地使用、能源消耗、气体排放、潜在风险等六个方面进行了综合考虑。加拿大的Roshan Busawon^[5]对加拿大的交通工具的碳排放做了统计与分析，做出了CALMOB6的模型，能预测过去、现在以及将来的碳排放，并且对当地的气候条件、地理条件以及交通工具非常敏感。各个国家都在节能减排方面付出了大量的时间精力并且取得了较好的效果。

除此以外，在当今世界国家间的联系越来越紧密的时候，国际间的合作也是必不可少的。由国际科学界发起的主要气候变化研究计划就有很多个，例如：国际地圈-生物圈计划（IGBP）、世界气候研究计划（WCRP）、全球环境变化的人类因素国际计划（IHDP）、欧洲碳循环联合项目、政府间气候变化专门委员会（IPCC）。其中最有代表价值以及最权威的机构就是由世界气象组织和联合国环境规划署联合成立的政府间气候变化专门委员会（IPCC），自1988年开始，数以千计的科学家就气候问题、应对政策、计算方法。分析模型等进行了全面的研究，多次发表了系列评估报告等，代表了最成熟最权威的理论。同时，在世界各地建立了全球范围内的温室气体排放数据收集分析计算评价建档信息发布系统。主要机构有美国能源信息管理局（EIA）、世界资源研究所（WRI）、美国橡树岭国家实验室CO2 信息分析中心、联合国气候变化框架公约（UNFCCC）国家温室气体清单计划小组和国际能源署（IEA）等。在全世界建立信息收集站有利于更全面的监测全球气候变化，及时作出气候变化反馈，作出及时的措施防止事态进一步恶化。同时，数据的收集也有利于预测未来气候变化方向，对人类的社会行为作出一定的指导意见。

1.2.2 国内研究现状

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