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[摘要]近幾年的社會發(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,低碳理念也是對當(dāng)今全球?qū)夂蜃兓膽?yīng)對對策。公路工程是我國交通運(yùn)輸?shù)闹匾е?,隨著我國對低碳、環(huán)保意識的增強(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,在許多方面都會存在對相關(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)保意識的提高,對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,讓公路建造施工對環(huán)境造成的污染及影響降到最低,對保持自然環(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,對能源的消耗對比其他行業(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太陽能充分利用,單一的路燈類似1臺中小型發(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?,所以在安裝時(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)對公路工程中綠化帶的吸氧固碳能力進(jìn)行評估,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)營受其影響較多,低碳理念的設(shè)計(jì)對公路工程的低碳節(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,公路后期的施工會對水環(huán)境造成一定程度的破壞和污染,應(yīng)對該區(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,對在施工過程中可能出現(xiàn)的變故提出相對應(yīng)的施工方案,需要對施工過程中出現(xiàn)的各種廢棄物以最大程度不對環(huán)境造成破壞的處理,對水環(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)
公路施工過程中會產(chǎn)生廢舊瀝青,通常會將使用過的瀝青當(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)效果評價(jià)技術(shù)
在進(jìn)行公路施工時(shí),會對周邊環(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)之前對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評估,以方便對生態(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,綠化及環(huán)境保護(hù)總投資額43873603.06元。公路綠化帶的長寬高低會對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
對起點(diǎn)位于202省道與阜陽市機(jī)場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)長延長,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)對公路的正常運(yùn)營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)過程中必然會造成一定污染,如噪聲污染,這是施工基礎(chǔ)屬性。在運(yùn)營過程中也會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)該從多方面對實(shí)際情況進(jìn)行考量,保證將噪聲對人們生活的負(fù)面影響降到最低。目前對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