公路建設(shè)中綠色公路技術(shù)體現(xiàn)

李興晨

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150027)

1 綠色公路施工

1.1 標準化施工管理

在綠色公路施工之前由科學高效的方案作為施工指導(dǎo)。其中重點應(yīng)用施工管理、環(huán)境保護、節(jié)材以及材料資源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)能與能源利用以及節(jié)地與高效利用施工用地六個方面。由上述方面實現(xiàn)節(jié)約能源，達到環(huán)境保護的目標，保障綠色公路建設(shè)持續(xù)發(fā)展。在綠色公路管理計劃過程中，需要對工程實際建設(shè)環(huán)境，施工技術(shù)與施工方案進行全方位科學分析。能夠充分發(fā)揮建設(shè)單位的先進工藝，實現(xiàn)綠色公路建設(shè)效果。

標準化建設(shè)是科學合理且高效規(guī)范化管理的建設(shè)模式，是綠色公路施工重要體現(xiàn)。從管理系統(tǒng)的標準化體系、高效擇優(yōu)施工工藝的標準化、現(xiàn)代化工程施工標準化與驗收體系標準化四方面，最大限度的發(fā)揮現(xiàn)有的先進建設(shè)水平。

1.2 施工現(xiàn)場的綠色用電

公路項目建設(shè)中，位處于偏遠地區(qū)的公路項目無法接入市政電網(wǎng)。傳統(tǒng)解決辦法使用柴油發(fā)電機組為施工建設(shè)供電，常用柴油發(fā)電機功率通常為200 kw或250 kw。普通柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)化效率約為35%，發(fā)電過程中消耗普通柴油0.22 kg/(kwh)。傳統(tǒng)方案造成柴油發(fā)動機發(fā)電效率低下，電力供應(yīng)不穩(wěn)定，并產(chǎn)生廢氣污染大氣環(huán)境。

對于此類問題的解決，由變電站接入10 kv電源，于施工地部署配電室。工程施工前進行能耗估算，選用合適的變壓器解決集中供電的問題，以保證電力持久供應(yīng)。該方案特點是輸電效率高且環(huán)保，滿足工程長期建設(shè)中使用要求。

照明用電是夜間施工主要的電力消耗之一，傳統(tǒng)的照明使用鈉燈進行場地照明。其發(fā)光效率低，發(fā)熱量大，會產(chǎn)生大量的能源浪費。采用新式LED施工照明燈，能夠顯著的節(jié)約能源，并根據(jù)現(xiàn)場需要，動態(tài)調(diào)節(jié)亮度，提升施工效率。

1.3 應(yīng)用高性能混凝土

公路工程建設(shè)中投入使用大量混凝土。通過調(diào)整配合比、添加外加劑與現(xiàn)代加工技術(shù)將此施工材料性能強化，得到高性能混凝土。新技術(shù)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、硬化性、使用耐久性以及可靠性。此類生產(chǎn)高性能混凝土技術(shù)應(yīng)用，可以提升構(gòu)筑物的使用壽命，提升經(jīng)濟效益，有利于環(huán)境保護。

1.4 預(yù)制構(gòu)件的使用

施工需要使用預(yù)制梁板時，傳統(tǒng)分散預(yù)制構(gòu)件場地占地面積大，且構(gòu)件質(zhì)量容易產(chǎn)生偏差。采用預(yù)制構(gòu)件廠集中管理制造、減少臨時占地所產(chǎn)生的費用，標準化制造有效的保證預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量。

預(yù)制廠采用高標準的生產(chǎn)工藝，減少生產(chǎn)過程中廢料的產(chǎn)生，減少污染物產(chǎn)生。標準化制造的預(yù)制構(gòu)件，具有工藝偏差小、質(zhì)量好、保證施工進度的優(yōu)勢。

1.5 耐久性路面

標準高速公路瀝青路面規(guī)范使用年限為15年，但由于實際的施工環(huán)境、材料選擇、實際通車壓力等綜合變動因素，導(dǎo)致部分高速公路提前出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損壞。原本預(yù)計使用15年的高速公路，受綜合因素影響，高速公路生命周期變短。部分高速公路6～10年便需要局部或整體維修重建。

采用耐久性路面可以充分行使路面的生命，延長路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。新型耐久性路面使用中，僅需間隔6～7年對路面進行周期性維護翻修。避免了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)性修復(fù)或重建，大幅度節(jié)約維修成本，減少施工污染并避免因維修而造成的交通阻塞。

2 清潔能源及資源利用

2.1 瀝青拌和站清潔燃料

傳統(tǒng)瀝青拌和站采用燃油進行瀝青的加熱。燃油由本身性質(zhì)決定，燃燒過程中熱量釋放不穩(wěn)定。燃油在不充分燃燒的情況下，產(chǎn)生瀝青煙、粉塵、二氧化硫、二氧化氮等大量污染物，造成自然環(huán)境的破壞。燃油不充分燃燒，增加拌合站的損耗，導(dǎo)致拌合站養(yǎng)護維修難度增加。

傳統(tǒng)燃油變更為天然氣燃料，能夠大幅度的節(jié)約燃油成本。污染物方面，瀝青煙、粉塵、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳污染物排放量極低。此類燃燒不會對拌合站造成額外影響，延長了拌合站了使用壽命。實現(xiàn)綠色施工，節(jié)約成本，提升經(jīng)濟效益。

2.2 太陽能的利用

太陽能面板是轉(zhuǎn)換太陽能的主要材料。在綠色公路建設(shè)中，太陽能面板使用范圍更加廣泛，科技的發(fā)展使太陽能面板轉(zhuǎn)換效率不斷提高，其中常見使用太陽能為公路中低功耗照明提供電力供應(yīng)。高速公路沿線服務(wù)區(qū)，采用太陽能熱水器節(jié)約電力消耗。高速公路服務(wù)區(qū)上方遮蔽物少，可以充分發(fā)揮太陽能面板的工作效率。

2.3 水資源利用

通過快速滲濾系統(tǒng)(CRI)污水處理系統(tǒng)，對服務(wù)區(qū)雨水以及生活污水收集再利用。公路服務(wù)區(qū)為重點用水路段，采用CRI系統(tǒng)對其進行合理的進行污水分流。整個系統(tǒng)能源消耗低、循環(huán)再生利用效率高，由中央過濾循環(huán)系統(tǒng)進行水回收作業(yè)以減少水資源消耗與廢水污染，將收集的雨水以及處理完成的廢水濾水集中存儲，循環(huán)水用于生態(tài)補水或道路沖洗等多方面用途。此系統(tǒng)體現(xiàn)綠色公路節(jié)省水資源以及綠色持續(xù)發(fā)展理念。

3 綠色公路智能化系統(tǒng)

3.1 電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)

電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)，當收費站的交通承載量與高速公路的交通量不相符時，會發(fā)生車輛阻塞的現(xiàn)象。尤其在節(jié)假日期間，高速公路車流量遠超人工收費站工作力，電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)能夠極大的提升車輛通過收費站的速度。

通行車輛在前車窗上安裝ETC感應(yīng)卡，并對其進行預(yù)先充值。當車輛從進入收費站到收費完成時間可控在兩秒內(nèi)，且在通過收費站期間車輛無需停車，極大的提高了行車的通行速度。使用ETC收費系統(tǒng)對比人工收費的燃油消耗差值為0.119 L/輛，由高速公路全壽命周期分析，節(jié)能減排效果明顯。

3.2 智能預(yù)檢系統(tǒng)

超載智能預(yù)檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過路面?zhèn)鞲衅髯R別經(jīng)過車輛并對其進行檢測。車輛正常行駛通過檢測區(qū)路面，由路面?zhèn)鞲衅鱾鬏斳囕v信息至控制中心，通過中央服務(wù)器對車輛的載重以及高度信息進行檢測，由數(shù)據(jù)識別系統(tǒng)對超載車輛進行信息檢測并對超載車輛進行標記并追蹤上報。

智能高速預(yù)檢系統(tǒng)中，通過多功能速度檢測器配合智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)分段追蹤超速車輛。預(yù)檢系統(tǒng)具有處理能力強、自動化程度高與功能集成度高的優(yōu)點。視頻識別系統(tǒng)對通行車輛進行車牌識別、語音提示，期間各類信息直傳控制中心。該系統(tǒng)具有檢測過程無需車輛停車、自動化識別、高精度識別、檢測速度快的特點，可提高車輛檢測速度。大數(shù)據(jù)配合控制中心達到高精度識，高速放行，減少高速公路以及收費站口出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。

3.3 分布式供電系統(tǒng)

高速公路中通行路段耗電設(shè)備包括檢測傳感器，視頻監(jiān)控器，部分LED指示燈。此類設(shè)備耗電量小，供電線路呈現(xiàn)帶狀分布而且線路較長，其段落供電間隔一般在10 km以上?？刂戚旊姷淖冸娬镜攸c一般位于養(yǎng)護工區(qū)、管理中心、服務(wù)區(qū)、收費站等區(qū)域內(nèi)。傳統(tǒng)供電方式缺點包括線路過長、單段需要部署大量電纜、電力輸送過程中易造成電力損失，當供電線路出現(xiàn)故障時排查工作量較大。

分布式供電系統(tǒng)供配電節(jié)能技術(shù)是在變電所內(nèi)配置上端供電設(shè)備，控制終端經(jīng)功率因數(shù)補償、濾波、諧波抑制、穩(wěn)壓等處理后，對節(jié)點范圍的非線性負載進行功率因數(shù)補償。該系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實現(xiàn)監(jiān)控中心、上端電源、下端電源、用電設(shè)備之間進行通信與控制，具有智能選擇性對負載進行不間斷供電、多電源保護、故障旁路、可調(diào)負載工作電壓等多種智慧電源功能，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通行業(yè)、電力應(yīng)用領(lǐng)域的完美結(jié)合。

采用智能分布式節(jié)能供電方式由智能均衡負載穩(wěn)壓電源，供電電纜(2芯)，分布式智能開關(guān)電源構(gòu)成。該系統(tǒng)可節(jié)約能耗，并具有抗電涌功能起到輔助保護線路的作用。

3.4 智能化應(yīng)急管理系統(tǒng)

建設(shè)綠色公路過程中，重點體現(xiàn)其智能化、標準化、保證交通建設(shè)與營運。其中智能化應(yīng)急管理系統(tǒng)用于處理各項安全事故。當事故發(fā)生時，應(yīng)急管理系統(tǒng)快速啟動，按照規(guī)定流程進行處理，系統(tǒng)的快速反應(yīng)為救援爭取到時間。

一旦發(fā)生突發(fā)事故，系統(tǒng)及時通知相關(guān)人員，并做好相應(yīng)事件的記錄工作，使得高速公路管理單位或部門對交通運行中所出現(xiàn)的各種異常交通情況進行實時掌控，有助于相關(guān)單位快速做出反應(yīng)，降低突發(fā)交通事件對道路交通的影響，增強了監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量。

4 結(jié) 論

綠色公路工程是未來公路行業(yè)較長時期的重要發(fā)展任務(wù)，根據(jù)公路設(shè)交通運輸部指導(dǎo)公路施工走綠色、循環(huán)、低碳的科學發(fā)展道路。作為施工技術(shù)人員將不斷優(yōu)化綠色施工技術(shù)方法，提高科技技術(shù)水平，提升綠色公路施工標準。本文結(jié)合綠色公路建設(shè)需求，提出一些應(yīng)用方案供參考。