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低碳理念下高速公路施工技術探究

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低碳理念下高速公路施工技術探究

摘要:高速公路工程施工會污染環(huán)境,還會消耗大量的能源和資源,應當改變傳統(tǒng)的施工理念和施工方式。對低碳理念進行研究,重點分析低碳理念下的高速公路施工技術和施工要點,以某高速公路工程為例,介紹了低碳型橡膠瀝青薄層罩面技術,對廢舊材料進行回收利用,讓高速公路工程施工實現(xiàn)低碳節(jié)能的目標。

關鍵詞:低碳理念;高速公路;施工技術

施工單位要將低碳理念貫穿到高速公路設計、施工、運營的各個環(huán)節(jié),始終牢記低碳理念的要求,施工人員要對低碳綠色施工技術進行研究,將其運用在高速公路工程中,減少能源資源的消耗和高速公路工程的施工成本,避免高速公路工程施工引發(fā)環(huán)境污染問題,在施工的過程中保護好生態(tài)環(huán)境。

1高速公路施工對環(huán)境的影響

高速公路施工會帶來大氣污染,取沙取土、運輸、存儲、施工等環(huán)節(jié)都會帶來揚塵污染,施工現(xiàn)場和周邊地區(qū)的空氣中含有大量煙氣,降低空氣質量。高速公路施工會帶來水污染問題,沖洗之后會形成含油污水,施工現(xiàn)場還會產生生活污水,垃圾混入水中同樣會污染水體。高速公路施工還會帶來噪聲污染和光污染,車輛運輸、機械設備振動和路面施工等環(huán)節(jié)會產生較大的噪聲,夜間使用大型燈具還會帶來光污染。

2低碳理念下的高速公路施工技術分析

2.1使用節(jié)能機械設備

高速公路工程施工需要使用不同類型的機械設備,機械設備的使用會耗費較多的電能,還會耗費較多的油料,要想讓高速公路施工過程滿足低碳環(huán)保的要求,需要從機械設備上進行控制和調整,不再使用高能耗的機械設備,按照節(jié)油節(jié)電的原則選擇機械設備,但是要注意機械設備的質量性能,還要考慮租用、購買、維護的成本費用,在資金充足的情況下盡量選擇低能耗的機械設備。選擇機械設備時,要比較不同廠家機械設備的能耗情況,對能源消耗量進行預估,當高速公路工程的施工工作全部結束之后,對能源消耗量進行統(tǒng)計,將預估的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計的數(shù)據(jù)相互比較,如果實際能耗過大,要分析具體的原因,總結經驗教訓和完善管理制度。可以將能源消耗統(tǒng)計和人員績效考核相關聯(lián),如果操作人員沒有正確操作和規(guī)范操作,管理人員沒有按照規(guī)定進行檢查和維護,影響機械設備的性能,導致能耗較大,需要對相關人員進行批評,以此來增強工作人員的低碳意識,使工作人員具備節(jié)能觀念,當天的工作結束之后,及時關閉機械設備,對機械設備進行檢查、保養(yǎng)和維護,更換老舊設備、故障部件,淘汰能耗較大、性能較差的機械設備,引入節(jié)能型機械設備。

2.2使用可再生資源和綠色能源

高速公路工程施工需要消耗大量的能源資源,要想按照低碳理念進行施工,就要對高速公路工程建設的各個方面進行控制,堅持走低碳節(jié)能和綠色環(huán)保的道路,越來越多的公路工程項目開始認識到低碳建設的優(yōu)點,在公路的建設和改造等工程中秉持低碳理念。高速公路工程建設可以引進先進的施工技術和節(jié)能的機械設備,還可以使用可再生能源和可被循環(huán)利用的資源,這些操作都有利于降低碳排放量,減少能源和資源的消耗。高速公路可以在施工的過程中利用太陽能光伏發(fā)電技術,為高速公路服務區(qū)和隧道區(qū)域的照明設備供電,減少電能的消耗和二氧化碳的排放量。高速公路可以對綠色能源進行利用,在施工期間考慮該地區(qū)的環(huán)境條件,調查地理條件,分析氣候變化規(guī)律,根據(jù)環(huán)境條件進行設計和施工,確保附屬設施結構能夠滿足高速公路的實際需求。在綠色能源的應用中,可以建設能源收集和利用系統(tǒng),完善公路的配套服務設施,改變傳統(tǒng)的能源消費結構,以此來實現(xiàn)低碳節(jié)能的目標。具體來說,可以引入雨水回收利用系統(tǒng),將系統(tǒng)建設在高速公路服務區(qū)中,雨水回收利用系統(tǒng)的構造如圖1所示,在降雨之后,將雨水集中到一起,經過凈化處理,就可以將雨水轉化成干凈的水源,用處理后的水源進行灌溉、洗車。已經有很多高速公路開始在服務區(qū)中建設中水回用系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠處理100t廢水,將這部分水用于綠化灌溉和衛(wèi)生間沖洗,進一步提高水資源的利用率。

2.3應用瀝青循環(huán)利用技術

瀝青循環(huán)再利用技術包含多種技術,一是就地冷再生技術,采用冷破碎的方法,當路面破碎之后,對其進行翻松,加入適量的乳化瀝青和外加劑,直接進行拌和、攤鋪和壓實,在舊路面的基礎上形成新的路面。二是就地熱再生技術,該技術又被稱為熱表面再生技術,該技術對加熱舊路面面層的深度有一定的要求,深度不超過3cm的情況下,可以使用就地熱再生技術。施工人員要將舊路面翻松,加入適量的再生劑,直接將路面鋪筑成型。三是廠拌冷再生技術,準備熱態(tài)的低黏度瀝青,或者準備乳化瀝青,為了制作再生混合料,要將準備的瀝青材料和常溫狀態(tài)下的廢舊瀝青混合料混合到一起,同時還要加入新集料,控制各個材料的溫度和比例,混合攪拌之后形成再生混合料,將材料運輸?shù)礁咚俟肥┕がF(xiàn)場,直接進行攤鋪和壓實,完成路面施工工作。四是廠拌熱再生技術,對高速公路的舊路面進行冷銑刨施工和熱攤鋪處理時,需要把銑刨廢料收集起來,統(tǒng)一運輸?shù)綖r青拌和廠,將銑刨廢料和瀝青材料相互混合,同時加入新集料和再生劑,但是要注意各個材料的用量和比例,在熱態(tài)下進行混合與攪拌,最終形成瀝青混合料。無論使用哪種技術,都能夠對廢舊瀝青進行利用,達到節(jié)約資源和提高資源利用率的目的。運用瀝青循環(huán)利用技術,可以降低高速公路工程的建設成本,減少公路施工中新瀝青材料的用量,對廢舊瀝青進行處理,確保瀝青材料能夠被二次利用,提高高速公路工程的經濟效益和生態(tài)效益。

2.4減少環(huán)境污染,科學處理垃圾

施工單位要在施工的過程中加強環(huán)境保護,環(huán)境監(jiān)管單位要在高速公路施工期間進行監(jiān)測,將高速公路工程施工對環(huán)境的影響降到最低。建設單位要從以下幾個方面進行控制:第一,減少大氣污染。公路施工期間極易形成粉塵,為減少粉塵污染,需要合理布局,將各儲料場與拌和站布置在相對安全的區(qū)域,盡量不要安排在市區(qū)之中,而且不能靠近學校和醫(yī)院等建筑,儲料場等空間和其他建筑構筑物的距離要在200m以上。運輸高速公路的施工材料時,要進行灑水處理,減少空氣中的粉塵,例如,某工程的土質屬于低液限黏土,經常會出現(xiàn)揚塵污染,工作會在開工前進行灑水,以此來控制揚塵問題。運輸土壤等材料時,可以采用袋裝的方式,或者用篷布、苫布等布料覆蓋在材料上,以免顆粒狀材料直接飄散到大氣環(huán)境中。第二,減少水污染。高速公路施工有可能會需要混凝土材料,可以在施工現(xiàn)場的附近設置沉淀池,將公路施工中的污水運輸?shù)匠恋沓刂?,經過處理和檢測之后,再將水體排出。要想對生活廢水進行處理,可以設置隔油池,按照相同的方法進行處理。第三,減少光污染,高速公路施工有可能需要在夜間施工,夜間照明燈非常亮,如果高速公路周邊有住宅,將會對居民造成影響,可以在施工區(qū)域的邊界處設置夜間擋光板,對燈光的角度進行調整,還可以在燈具上安裝燈罩,遮擋光線,使用大型照明燈具之前,提前調整角度,采用多種方法控制光污染。第四,控制噪聲污染,高速公路施工需要使用機械設備,啟動機械設備后,往往會產生較大的噪聲,所以,選擇機械設備時,不僅要關注機械設備的節(jié)能性,還要考慮機械設備的振動情況和噪聲情況,盡量選擇噪聲較低的機械設備。施工單位還可以對高速公路的施工現(xiàn)場進行圍封或遮擋,減弱噪聲。某些工作的噪聲較大,盡量將這類工作安排在白天,避免夜間施工噪音過大,影響附近居民休息。

2.5應用綠色低碳施工技術

高速公路施工需要運用多種施工工藝,施工單位確定施工工藝時,需要考慮高速公路各個路段的環(huán)境情況,面對不同地質條件時,要采用不同的施工工藝,高速公路工程有可能還會存在跨河、跨隧道的情況,需要在橋梁施工和隧道施工中應用綠色低碳施工技術。在條件允許的情況下,盡量使用綠色低碳施工技術。施工單位可以使用溫拌瀝青路面技術,在拌和材料的時候,往往會形成一部分有害氣體,該技術能夠減少有害氣體的含量,在溫拌瀝青路面技術的應用中,二氧化碳的排放量能夠降低61.5%,氮氧化合物的排放量能夠降低73.5%,二氧化硫的排放量能夠降低74.6%,煙塵排放量能夠降低53.8%。施工單位還可以運用高性能瀝青路面技術,先進的施工技術能夠減少路面病害發(fā)生的可能性,延長高速公路的使用壽命,在高性能瀝青路面技術的應用中,打造綠色公路。施工單位還可以使用粗填料高路堤工后沉降碾壓—強夯控制技術,該技術能夠讓高速公路的路堤部位具備更高的強度,讓路面更加穩(wěn)定。

3高速公路工程施工案例分析

3.1工程概況和改造方案

某高速公路工程的總長度為21.5km,運營4年之后,高速公路的路面上出現(xiàn)了各種病害問題,大部分為橫縱向裂縫,約1/4的病害屬于修補類病害。為了解決病害問題,同時還要遵循低碳理念,施工單位決定采用低碳型橡膠瀝青薄層罩面技術,使用的材料主要為3cm低碳型TBRA-SMA9.5罩面。裂縫小于5mm時,先進行灌縫處理,再進行罩面施工;裂縫在5~20mm之間時,先開鑿處理,再鋪筑罩面材料;裂縫大于20mm時,先對局部區(qū)域進行挖補處理,再鋪筑罩面和瀝青面層。

3.2施工工藝

使用材料時,嚴格控制施工溫度,溫度控制要求如表1所示。由于橡膠瀝青材料具備較強的黏度,所以要持續(xù)進行攪拌,以免出現(xiàn)離析現(xiàn)象,瀝青材料的存儲時間不可以超過1周。施工人員要檢查橡膠瀝青材料,確?;旌狭夏軌驅⒓先堪?,準備材料時,把水泥和添加劑放入拌和倉,干拌5s之后,添加橡膠瀝青材料,溫拌300s。準備好材料之后,在路面上進行攤鋪,攤鋪完成后,將殘留的材料清理干凈,如果在攤鋪期間發(fā)現(xiàn)油斑,要立即將其清除,在對應的區(qū)域填補熱料,如果油斑超過5cm,就要在對應區(qū)域撒上機制砂,整個攤鋪施工的環(huán)境溫度不得低于15℃。攤鋪工作結束之后要進行壓實施工,本工程使用的是雙鋼輪壓路機,在鋼輪表面灑水,保持一定的濕度,但是要控制水量,避免混合料溫度過低。碾壓速度處于1.5~3.5km/h之間,在初壓階段,包括1遍靜壓和3遍振壓;在復壓階段,進行2遍振壓;在終壓階段,進行1~2遍靜壓。

3.3施工效果

對高速公路路面性能進行檢測,壓實度為94.7%,水系數(shù)為13ml/min,摩擦擺值為58BPN,平整度為0.75mm,構造深度為0.77mm,均符合公路性能指標。改造之前,高速公路的破損、車轍、平整度、摩擦系數(shù)分別為87.7、88.6、89.8、90.4;改造之后,分別為100、99.3、98、98.3;通車2年后,分別為97.5、94.1、95.5、95.2??傮w來說,該技術對廢舊的橡膠輪胎進行二次利用,符合低碳和節(jié)能的要求,減輕了環(huán)境污染。

4結語

在低碳理念的指導下,高速公路工程的施工單位要主動研究和運用綠色施工技術,打造綠色公路和綠色交通體系,減少資源能源的浪費,盡量使用可回收利用的材料,使用可再生的清潔能源,瀝青材料是高速公路路面施工的重要材料。對瀝青循環(huán)利用技術進行應用,通過綠色施工技術減少高速公路工程的能源資源消耗,避免了高速公路施工對環(huán)境帶來嚴重破壞,滿足低碳環(huán)保的要求。

參考文獻:

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作者:王光明 楊欣 敖玉連 吳偉 張飛龍 單位:中國建筑第七工程局有限公司