崔永成
应用新技术、新材料、新结构，以响应国家和地方节能减排号召。广州市高速路面上面层近年来主要采用SMA沥青路面，而多孔沥青路面以其大空隙率（达到18%～25%）、抗滑降噪效果显著而逐渐得以应用。文章以广州市公路北部地区段某路段双六高速工程为例，基于该沥青混凝土路面设计施工和工艺，从集料混凝土生产、加工、运输环节以及沥青混凝土施工拌合、摊铺、碾压处理等关键环节，评价公路建设期多孔混凝土沥青路面建设的总体节能减排效益。
关键词 多孔沥青路面材料;道路节能和减排措施;能耗分析;机动车碳源排放
中图分类号 U416.217 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0145-03
0 引言
高速公路交通建设公司作为广州市交通运输领域名副其实的施工耗能行业大户，理应主动担负起行业节能减排的重任。从现有文献结果看，行业内主要对营运高速养护期温拌沥青路面[1]和橡胶再生沥青路面节能减排效果[2]研究较多，而对建设期的多孔沥青路面的节能减排效果研究较少。该文以广州市北部地区某双六高速为例，对比分析SMA沥青路面和多孔沥青路面的节能减排效益。
1 多孔沥青混凝土路面的特点
1.1 适用性
开级配沥青混凝土路面的应用方向主要有排水和降低噪声两个方面。国际上，开级配沥青混凝土路面在欧洲和美国主要应用于降噪，在日本主要应用于路面排水。欧美国家用于路面排水、降噪的开级配沥青混凝土的空隙率可达18%～22%，该特点使得该种沥青混合料铺筑的沥青路面具有如下功能：大空隙结构利于缓冲和释放能量，能降低噪声;路面高空隙率利于雨水下渗，能加强雨天行车安全（抗滑、减少路面水雾、减少夜间路面镜面反光），见图1;因其特殊的结构和材料，夏季路面温度相对较低，能缓解城市热岛效应;大空隙结构密度低，相同路面面积质量少，能节约沥青及矿料资源;大空隙结构可以极大地降低隧道这种较为密闭空间的噪声。由此可见，排水降噪型开级配沥青混凝土路面结构较适合广州地区。
1.2 技术特点
该文重点提出了多孔混凝土沥青路面和SMA结构沥青路面工程关键部位路面使用性能指标要求的各项技术要求。根据国家标准《排水沥青路面设计与施工技术规范》（JTG/T 3350—03—2020）和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）查阅多孔沥青路面和SMA混凝土路面的马歇尔试验配合比及其技术特性要求后作出表1，从表中数据可知二者性能指标的大多指标要求都相同，残留沥青稳定度、析漏损失上略有区别，而多孔沥青路面渗水系数技术要求远大于SMA沥青路面。
2 节能减排效益测算
多孔沥青路面的沥青空隙利用率（18%～25%）相较于SMA沥青路面（2%～4%），沥青混合基料的总体用量节省16%～21%以上，有助于公路节能减排[3]。
多孔沥青路面建设期内节能减排测算的一般流程是：首先选定参照的SMA路面结构，然后将多孔沥青路面与SMA路面进行对比。对比主要从生产过程（集料开采加工）、运输过程（集料运输、混合料运输）、施工过程（沥青混合料摊铺碾压）3大过程进行分析，通过规范公式计算每一个过程的节能减排量，汇总计算相减后即可求得最终节能减排效益。节能减排效益测算的常用模型为：
2.1 原材料从开采、加工、運输销售过程环节中使用的资源能耗
集料的主要用量在于石料，在其单方用量结构中，多孔沥青混合料可比SMA多孔沥青混合料节约16%～21%的石料用量，因此在同等产量情况条件下采用多孔沥青混合料进行石料开采、加工、运输将减少16%～21%的能耗[4]。
沥青混合料油石比受矿料级配影响，外掺料用量不同，则油石比不同，按照通常施工经验看，多孔沥青混合料和SMA沥青混合料沥青用量基本相同，因此不对沥青节能减排效果进行对比分析。
2.2 沥青混合料施工过程中的能耗
多孔沥青混合料与SMA沥青混合料出厂温度控制均为170～185 ℃，因此其单方加热能耗相同。
多孔沥青混合料采用粗集料的比例比SMA沥青路面高，空隙多，因此其混合料拌合所受阻力较小，更容易拌合均匀，耗能更少;同时由于沥青混合料用量减少，在采用相同的运输机械、碾压机械、碾压组合、碾压遍数的情况下，多孔沥青路面能耗明显更少。
2.3 测算依据和方法
测算的依据：《企业节能量计算方法》（GB/T 13234—2009）、《综合能耗计算通则》（GB/T 2589—2020）、《工业企业能源管理导则》（GB/T15587—2008）、《节能监测技术通则》（GB/T 15316—2009），以及《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB/T 17167—2006） [5]。
2.4 数据测算分析结果
2.4.1 计算基础数据
计算以广州市典型双向六车道高速公路沥青路面的上面层路面为例，单位路面工程取典型断面宽度34.5 m、长度1 000 m、厚度0.04 m计算（如无特殊说明，单位路面工程均以此计）。SMA多孔沥青混合料的体积密度应以大于2.5×103 kg/m3为计，油石比取5.5%;多孔沥青的体积密度则应是以或等于2.1×103 kg/m3的为基数计，油石比取4.5%。由于沥青在沥青混合料中重量占比较低，且两种沥青路面结构形式SMA沥青混合料产品和多孔沥青混合料产品中的沥青用量差值较小（仅为1%），因此对沥青用量微小差异性不做分析。石料、SMA多孔沥青路面生产设计制造以及后续的多孔沥青路面材料生产设计施工制造四个发展阶段对应的各大工艺环节中涉及的各类综合用电能耗参数信息如表2中所示。所述各类电能计耗系统参数信息均由沥青石料的生产加工厂或国内其他优质沥青混合料供应商直接免费对外提供。
2.4.2 材料测算的过程
不同工程类型沥青路面采用的沥青材料重量组成计算比例分析可知，单位路面工程采用SMA沥青路面材料和多孔沥青碎石路面使用的水泥混合浆料重量、石料重量构成如表3所示。
综合广州市高速公路沥青路面施工经验及材料供应调查数据知，集料和沥青混合料的平均运距可取100 km，则单位路面工程SMA多孔沥青路面工程初步设计的平均施工综合设计的能耗系数的实际计算的过程应如式（3）所示，单位路面工程多孔沥青路面工程设计中的初步设计平均运输综合平均施工的能耗系数的真实计算的过程应如式（4）所示[6]。
2.4.3 测算结果
按照广州市高速公路沥青路面集料和混合料统计数据看，运距均取值为100 km较为合理，则多孔沥青路面每单位路面工程的柴油节能量为14 224.77 kg。按照《综合能耗计算通则》（GB/T 2589—2020）和相关文件，计算可得柴油碳排放参考系数[7]，如表4。
采用以上计算公式和经验系数计算可得，多孔沥青路面每千米路面工程的节能量为20.75 tce，降碳量为44.04 t二氧化碳。若广州市每年修筑多孔沥青路面100 km，则可以节约2 075 t标准煤能耗，减少4 404 t二氧化碳排放量，节能减排效益相当显著。
3 结语
积极响应交通运输部“绿色交通”号召，以广州市北部地区双向六车道高速公路多孔沥青路面和SMA沥青路面对比为例，对施工阶段的各个环节进行了详细的研究和对比分析，并进行了严密的节能减排效益测算。经实际测算的数据资料可知，对于双向六车道沥青混凝土路面的磨耗层，全幅每100 km的多孔混凝土沥青路面较SMA沥青路面相比至少每年可以节约20.7 t左右的標准煤能耗，每年减少约44.0 t以上的二氧化碳排放量，有效节省了能耗，减少了二氧化碳等有害气体的排放，节能减排效果显著。
参考文献
[1]谭昆华， 高龙. EC120温拌改性沥青混合料节能减排效果分析[J]. 中外公路， 2015（2）：
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[2]陈珺， 征龙， 刘开琼. 基于LCA的橡胶沥青再生路面节能减排效果研究[J]. 公路， 2016（5）：
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[3]杨博. 沥青路面节能减排量化分析方法及评价体系研究[D]. 西安：长安大学， 2012.
[4]李扬， 褚春超， 陈建营. 公路交通节能减排评价指标体系及应用研究[J]. 公路交通科技， 2013（1）：
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[5]王春红， 魏远. 沥青混合料生产CO2排放量计算方法研究[J]. 北方交通， 2015（6）：
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[6]杨博， 尚同羊， 张慧鲜， 等. 沥青路面建设阶段能耗与排放量化预估方法研究[J]. 中外公路， 2014（1）：7-13.
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