低碳理念的公路工程建設關鍵技術

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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)展低碳經濟的新理念愈發(fā)受到人們的廣泛關注。公路工程的建設在給人們的生活帶來便利的同時也給我國的生態(tài)環(huán)境造成了很多的負面影響。為讓公路工程實現(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進行探討，并結合相關工作經驗對此作出詳細介紹，希望可為同行業(yè)工作者提供一些幫助。

［關鍵詞］公路工程；低碳理念；工程建設

發(fā)展低碳理念的工程建設是我國“十二五”計劃中的重中之重，低碳理念也是對當今全球對氣候變化的應對對策。公路工程是我國交通運輸?shù)闹匾е?，隨著我國對低碳、環(huán)保意識的增強，一些低排放、低功耗、高能效為主的技術在產業(yè)開發(fā)上有很大空間，所以低碳理念也成為了公路建設未來發(fā)展中的方法。即便如此，在現(xiàn)代公路的建設中依然存在許多資源浪費、破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象，在許多方面都會存在對相關概念和施工技術的認知不足，導致在某些方面無法得到推廣和應用。本文從公路工程的低碳理念建設并結合相關經驗綜合研究分析。

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)保技術應用于公路工程中，使公路建設的整個施工過程體現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的特點，既有效提高公路建設的經濟利益，還將公路建設對生態(tài)環(huán)境的破壞降到了最低，使低碳公路實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在公路工程建設過程中，為達到低碳環(huán)保、減少資源成本及損耗，而使用低碳理念的設計方案，用綠色施工技術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，在保證施工建設質量和效率的基礎上，對工程的規(guī)劃緊密關注，從各施工階段加強公路建設的低碳節(jié)能效果，對于低碳效果要著重規(guī)劃和施工管理。

2低碳技術在公路中的應用現(xiàn)狀

綠色低碳技術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、公路路段建設等方面都將該技術手段進行了一定程度的應用，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。在國民經濟的飛速發(fā)展中，各行各業(yè)同樣進行著高速的變革，在各方面產能提高的同時，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)境的保護還是發(fā)展綠色低碳經濟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造成的環(huán)境污染問題越來越嚴重，為使公路建設實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要將綠色環(huán)保技術全面應用在公路領域中，梳理公路工程的綠色低碳理念，已成為不可逆轉的時展需求。

3低碳公路在設計階段的關鍵技術

3.1自然能源技術的合理應用

在低碳公路的建設過程中，需要詳細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環(huán)保理念，從而促進綠色交通經濟的建立。如自然風能，利用相關技術在相關路段的設計規(guī)劃中將風能進行合理利用，根據(jù)該地區(qū)的風向情況進行路段走向的設計，將風能進行合理利用，保證該路段有充足的風能，從而節(jié)約電能。再如太陽能使用技術的開發(fā)，該技術在路燈的能源設置中得以應用，將應用了太陽能技術的路燈設置在公路沿線，可大力緩解電力壓力，達到減少照明耗電的情況，這樣不僅可以節(jié)約公共資源，還有效達到了照明目的，所以該技術的推廣和應用價值十分重要。

3.2太陽能路燈經濟型分析

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，經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。正是因為太陽能路燈的特性，所以在安裝時不需要額外加設電線管路。但是因為太陽能路燈屬于新技術，所以其成本較高，重點集中在太陽能里電池板的能量轉換效果和電能生產資費、蓄電池應用技術、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，規(guī)模越大相關的費用也就會越高；在日常設備運行中，太陽能燈具的運行成本明顯要低于普通路燈，并且電費與人工費用等會愈來愈高。

3.3公路綠化帶的“碳補償”設計技術

使用“碳補償”的公路綠化帶是將有強固碳性的植物綠化帶放置在公路中間或兩側，可吸收機動車排除的尾氣，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“碳補償”綠化帶會將碳排放量進行控制，促進低碳公路的良性發(fā)展。在綠化帶設計的應用過程中，需將當?shù)毓返臍夂蚝偷乩憝h(huán)境相結合，對每日車流量產生的碳排放量進行預計算，與此同時對公路工程中綠化帶的吸氧固碳能力進行評估，通過公路綠化帶可以讓綠化帶的“碳補償”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現(xiàn)碳氧平衡。

3.4水環(huán)境敏感地帶設計技術

在公路的設計規(guī)劃中，工程的施工和運營受其影響較多，低碳理念的設計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)劃是整個低碳公路可實現(xiàn)長久運行的根本保障，低碳公路設計理念的合理應用也對公路工程低碳節(jié)能建設有著決定性的作用，因此水環(huán)境敏感地帶設計技術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，應對該區(qū)域進行實地考察并優(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鍵技術

低碳公路的建設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用綠色施工技術，可以邀請相關人員在公路施工過程進行技術指導，尤其是對施工中的廢舊瀝青再利用和機械設備的節(jié)能技術及生態(tài)環(huán)境的保護效果評價技術的應用方面進行適當?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

公路施工過程中會產生廢舊瀝青，通常會將使用過的瀝青當做廢舊垃圾拋棄處理，但是現(xiàn)在可以通過瀝青循環(huán)利用技術將這類瀝青進行再處理，使之重新達到路面的使用標準，讓其重新有了使用價值。瀝青循環(huán)利用技術是一項造福環(huán)境、造福人類的技術，可以將瀝青進行完美利用，增加瀝青經濟價值，在降低施工成本、保持路面的幾何特性、保護環(huán)境、節(jié)能減排等方面效果顯著，通過使用此項技術可以對瀝青再利用，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，這種技術可助力公路建造，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4.2生態(tài)環(huán)境恢復與保護效果評價技術

在進行公路施工時，會對周邊環(huán)境造成不同程度的生態(tài)影響，為了讓公路建設可以符合綠色低碳這一理念，首先需要在公路建設之前對生態(tài)環(huán)境進行評估，以方便對生態(tài)環(huán)境的保護和恢復。保護生態(tài)環(huán)境效果評價體系是根據(jù)施工沿線的生態(tài)環(huán)境特征，設計生態(tài)環(huán)境的恢復方案，這項方案在保護生態(tài)環(huán)境的同時還可以對公路施工沿線的環(huán)境進行監(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、制約的關系，并將生態(tài)環(huán)境的恢復方案作為公路施工建設的必要條件。

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行數(shù)據(jù)分析，本項目綠化工程共19.8km，概算投資6840萬元，綠化工程為中央分隔帶和兩側綠化帶；對中央分隔帶綠化和路側綠化以及附屬（便道路面）工程進行相關檢測，綠化及環(huán)境保護總投資額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，當接收器和聲源與綠化帶高度比值成反比越大時，綠化帶的減噪效果越好。交通噪聲每升高1dB，土地的價格就會下降0.08%~1.26%，平均0.9%左右。反過來說，將交通噪聲水平降低1dB，則相當于沿線土地增值0.9。當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性；當公路沿線的噪聲在500~2000Hz區(qū)間時，降低噪聲的效果和植株的葉片有關；當噪聲超過2000Hz，綠化帶的高度及植株形狀決定著噪聲減少效果。根據(jù)本項目建設的情況優(yōu)化設置綠化林帶，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

對起點位于202省道與阜陽市機場路交叉處的太陽能路燈數(shù)據(jù)進行分析，太陽能路燈功率大都在30W左右，燈桿高度6m，每天亮燈時間6~8h，3~5個陰雨天正常亮燈。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。現(xiàn)分別將2016年至2019年太陽能數(shù)據(jù)情況進行分析，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量也延長了公路使用壽命。理論上講，生產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低碳理念在公路設計中的應用

6.1路基路面設計

在公路施工中，首先需要將道路表面的土質層清理，在施工時會出現(xiàn)大量的清表土，這些土質還有一定量的腐殖質，是效果良好的公路邊坡的綠化用土，其中蘊含豐富的營養(yǎng)物質，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。在進行公路施工時，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。在進行植物安放和公路沿線植物恢復時，應根據(jù)當?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，公路的邊坡支護對公路的正常運營有著不容忽視的作用和意義，在做邊坡支護時要考慮公路周邊的地質環(huán)境，尊重自然，使公路的全線施工與整個生態(tài)環(huán)境相吻合。

6.2噪聲控制設計

建設過程中必然會造成一定污染，如噪聲污染，這是施工基礎屬性。在運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計的過程中，應該從多方面對實際情況進行考量，保證將噪聲對人們生活的負面影響降到最低。目前對于噪聲解決的方法有以下措施：在公路周圍設置綠化帶以及其他能夠阻隔聲音的屏障，還應該在居住密度較大的地方設置明顯禁止鳴笛標志，在空曠地區(qū)可以適當避讓居民區(qū)以減少噪聲對人們生活的影響。

7結束語

總之，應在綠色交通的倡導下，在生活中充分貫徹低碳環(huán)保理念，在設施設備的建設中貫徹這一理念，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，在新興技術的加持下，最大限度保證延長公路使用周期。通過實施低碳公路建設，將新型的低碳施工技術和原有的施工技術緊密聯(lián)系在一起，同時，在低碳經濟的基礎上對傳統(tǒng)的、保守的施工技術進行更新優(yōu)化，使新興的低碳施工技術更符合綠色發(fā)展、低碳經濟的需求，低碳公路體制的推行，促進了低碳經濟的發(fā)展，更是我國公路建設的發(fā)展方向。

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作者：管松 單位：阜陽市公路管理局