雙碳目標(biāo)下公路建設(shè)發(fā)展路徑初探

文 河北省鋼混組合橋梁技術(shù)創(chuàng)新中心 蘇立超 周印霄

交通運(yùn)輸領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)任務(wù)艱巨、責(zé)任重大，需重點(diǎn)在用能車輛、設(shè)備燃料替代技術(shù)、智能化信息化關(guān)鍵技術(shù)、交通運(yùn)輸組織管理關(guān)鍵技術(shù)和交通運(yùn)輸作業(yè)人員培訓(xùn)管理等方面開展全方位貫徹落實(shí)。陳邦賢 攝

二氧化碳排放量伴隨著工業(yè)革命的發(fā)展而增多，給人類的生存和長足發(fā)展帶來了一系列問題，如二氧化碳增多導(dǎo)致全球氣溫逐年攀升，加劇全球溫室效應(yīng)，引起冰川融化、海平面上升、海洋氣候變化無常、海島淹沒，還會(huì)引發(fā)地震、泥石流、火山噴發(fā)等自然災(zāi)害和極端天氣。

碳達(dá)峰、碳中和表現(xiàn)為二氧化碳排放（廣義的碳排放包括所有溫室氣體）水平由快到慢不斷攀升、在年增長率為零的拐點(diǎn)處波動(dòng)后持續(xù)下降，直到人為排放源和吸收相抵實(shí)現(xiàn)碳中和。我國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到二氧化碳排放峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

2020年全球二氧化碳排放情況分析顯示，中國、美國、印度、俄羅斯、日本、伊朗、德國、韓國、沙特阿拉伯和印度尼西亞10個(gè)國家二氧化碳排放量總和占全球二氧化碳總排放量68.85%，其中2020年我國二氧化碳排放量占全球二氧化碳總排放量的30.93%，占比最大。我國溫室氣體排放主要來自能源、工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)和土地利用五大部門，其中能源和工業(yè)部門占比最大，合計(jì)貢獻(xiàn)了超過80%的碳排放。而我國正值高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，以高能耗的鋼鐵、煤炭、化工等產(chǎn)業(yè)為主，高能耗高污染的能源結(jié)構(gòu)極大地影響了我國雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)任重而道遠(yuǎn)。

據(jù)挪威研究表明，公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護(hù)生命周期的二氧化碳排放達(dá)到公路交通運(yùn)輸碳排放總量的10%至20%?？梢娊煌ɑA(chǔ)設(shè)施建設(shè)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域雙碳任務(wù)艱巨，機(jī)遇空前，可大有作為。

雙碳目標(biāo)路徑不是簡(jiǎn)單的、一個(gè)目標(biāo)下的降碳路徑和方案，還需要囊括國家政策、科技攻關(guān)等，帶動(dòng)交通各要素技術(shù)迭代升級(jí)，重點(diǎn)從節(jié)約能源和改變能源結(jié)構(gòu)等方面采取有效措施，著力完善各領(lǐng)域碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，建立交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)生命周期碳排放管理體系、核算與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其中生命周期碳排放核算評(píng)價(jià)是節(jié)能減排管理的核心，要從源頭和過程分析碳排放來源，分析各分項(xiàng)工程、分部工程、單位工程的碳排放量，確定重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)和技術(shù)措施。

公路建設(shè)領(lǐng)域要積極依托科技創(chuàng)新，精準(zhǔn)攻關(guān)、解決影響雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，在新能源、新裝備、新技術(shù)、新工藝等方面系統(tǒng)性研究二氧化碳，既要減少排放，也要適量捕捉。

建設(shè)低排放、低能耗服務(wù)區(qū)

針對(duì)能源匱乏地區(qū)的服務(wù)區(qū)建設(shè)，建設(shè)單位應(yīng)采用被動(dòng)式超低能耗建筑，降低能源供給與消耗，有條件的地方應(yīng)建造地源熱泵、空氣能、太陽能、風(fēng)能，減少煤電專線供應(yīng)。同時(shí)，通過服務(wù)區(qū)微生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)，種植固碳能力強(qiáng)的植被，可以實(shí)現(xiàn)就地固碳。相關(guān)單位可重點(diǎn)在服務(wù)區(qū)開展碳中和研究，構(gòu)建新型儲(chǔ)能和微電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源自主供應(yīng)。

采用綠色施工技術(shù)

施工單位應(yīng)變革傳統(tǒng)粗放式高能耗施工方式，在應(yīng)用材料方面，采用溫拌瀝青、泡沫瀝青等低能耗材料，以及自密實(shí)免振搗混凝土、超高性能混凝土等先進(jìn)材料，減少施工設(shè)備使用數(shù)量，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)能耗，降低瀝青混凝土混合料加熱、攤鋪溫度，減少生產(chǎn)、施工能耗的二氧化碳排放。

在應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)方面，施工單位應(yīng)采用混凝土3D打印等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖紙智能化設(shè)計(jì)、原位無廢化打印和個(gè)性化施工；依托數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建排放驅(qū)動(dòng)因素追蹤、減排動(dòng)態(tài)模擬推演、能耗告警檢測(cè)分析等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以數(shù)字化指導(dǎo)施工。

推廣標(biāo)準(zhǔn)化鋼結(jié)構(gòu)橋梁

大力推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)這種可循環(huán)利用的材料，可以有效降低橋梁工程在全壽命周期的二氧化碳排放，要深入推進(jìn)鋼混組合橋梁和鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、制造智能化、施工裝備化、安裝輕量化、防護(hù)長效化。

在量大面廣的中小跨徑橋梁中加大推廣鋼板梁、鋼箱梁、波形鋼腹板組合梁，在大跨徑和特大跨徑橋梁中推行鋼桁架、鋼桁腹、斜拉橋、鋼拱橋和懸索橋等橋型。主梁推行鋼梁、鋼混組合梁或混凝土節(jié)段拼裝梁，其中推動(dòng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，是實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制造智能化的關(guān)鍵，也是降低鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和施工能耗的關(guān)鍵。行業(yè)主管部門應(yīng)高度重視設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，并在政策引導(dǎo)下有序推行，避免盲目追求創(chuàng)新，造成常規(guī)橋梁因人而異、因地而異，給生產(chǎn)加工和現(xiàn)場(chǎng)施工造成極大浪費(fèi)。

大力推行高強(qiáng)度鋼、高性能鋼、特種鋼等，如耐候鋼、不銹鋼、鋼木結(jié)構(gòu)等材料，降低鋼結(jié)構(gòu)用量及建設(shè)和后期運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用，還應(yīng)革新傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)，采用先進(jìn)納米材料，提高鋼結(jié)構(gòu)防腐防火等綜合性能，延長服役壽命。

此外，在橋梁建設(shè)中采用裝配式橋梁技術(shù)，著力推動(dòng)橋梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化建造、裝配化施工、商品化銷售和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，降低橋梁工程在生產(chǎn)、施工和安裝過程中的人工、燃油消耗，提高混凝土質(zhì)量和壽命。

推廣長壽命瀝青路面

實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，要開展長壽命瀝青路面材料和施工關(guān)鍵技術(shù)研究，大力推廣應(yīng)用設(shè)計(jì)年限超過40年的長壽命瀝青混凝土路面，深入開展強(qiáng)基薄面理論研究和路面層間協(xié)同變形機(jī)理研究，有效降低路面結(jié)構(gòu)層厚度，減少路面車轍、擁抱、開裂、水損害等病害，延長道路使用壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)地節(jié)材節(jié)能。交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院、長安大學(xué)、河北交通投資集團(tuán)、招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司、邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司等研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)在推進(jìn)長壽命瀝青路面產(chǎn)業(yè)化方面做出了重要的努力。

開展建筑垃圾資源化處理和綜合利用

在公路建設(shè)方面，相關(guān)單位繼續(xù)研究舊瀝青路面就地?zé)嵩偕蛷S拌再生、水泥混凝土路面碎石化再用、水泥穩(wěn)定碎石的二次利用等技術(shù)。在橋梁建設(shè)方面，研究舊橋拆除后的混凝土構(gòu)件定向再用技術(shù)，如護(hù)欄混凝土拆除后可應(yīng)用在非承重部位的河道防護(hù)、邊坡防護(hù)等地方。在隧道建設(shè)方面，開展隧道洞渣資源化利用研究，如符合要求的生產(chǎn)石料和機(jī)制砂。在廢舊礦山再利用方面，針對(duì)鐵尾礦、煤矸石等廢棄尾礦、拆除后的建筑垃圾開展二次處理，制備混凝土骨料，可用于透水磚、非機(jī)動(dòng)車道等受荷載要求低的基礎(chǔ)設(shè)施中。

同時(shí)，相關(guān)單位還應(yīng)推廣節(jié)能照明先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用智慧節(jié)能控制系統(tǒng)，引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能燈具，隧道內(nèi)采用自發(fā)光或蓄光材料等降低照明能耗。推廣生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)，充分利用邊坡線長面廣等特點(diǎn)，采用生態(tài)混凝土邊坡防護(hù)、三維植被防護(hù)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)，逐步取代圬工混凝土硬質(zhì)防護(hù)，探索邊坡采用“植被防護(hù)+分布式光伏發(fā)電”相結(jié)合的方式，以綠色邊坡實(shí)現(xiàn)固碳目的，同時(shí)，增加綠化設(shè)施，減少地表暴露。

公路建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和愿景，是一項(xiàng)長期、艱巨、系統(tǒng)且龐大的工程，需要多部門、多行業(yè)、多學(xué)科深度融合，綜合運(yùn)用新一代信息技術(shù)、智能建造、綠色節(jié)能技術(shù)，推動(dòng)能源更新、技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，也需要搭建導(dǎo)向鮮明、要素集聚、學(xué)科協(xié)同、鏈條完善的集成化平臺(tái)，共同推動(dòng)公路建設(shè)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。公路建設(shè)行業(yè)要緊密抓住此次機(jī)遇，通過管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等做好相關(guān)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)布局，積極投入到交通基礎(chǔ)設(shè)施碳達(dá)峰、碳中和工作中，為建設(shè)交通強(qiáng)國貢獻(xiàn)力量。