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      瀝青路面建設(shè)期拌和階段能耗與碳排放量化研究

      2022-12-04 12:23:12孟祥晨李源淵
      公路工程 2022年5期
      關(guān)鍵詞:集料排放量瀝青路面

      孟祥晨,李源淵

      (天津市交通科學(xué)研究院,天津 300074)

      0 引言

      我國作為最大的發(fā)展中國家,已經(jīng)成為能耗和碳排放大國。公路交通作為國家節(jié)能減排的主戰(zhàn)場,是踐行生態(tài)文明理念至關(guān)重要的一環(huán)。在公路交通行業(yè)中的生態(tài)文明理念將成為未來公路建設(shè)的主導(dǎo)趨勢[1]。2019年我國提出建設(shè)交通強(qiáng)國為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的重要戰(zhàn)略決策[2],著重強(qiáng)調(diào)在建設(shè)過程中需強(qiáng)化節(jié)能減排的綠色發(fā)展理念。

      目前,我國九成以上的高速公路均為半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),在瀝青路面建設(shè)期間原材料的生產(chǎn)(如石料的開采)、施工期間瀝青混合料拌和與攤鋪碾壓時(shí)大型機(jī)械的使用過程中,大量的能源被消耗的同時(shí)排放出的溫室氣體也在給全球環(huán)境增加嚴(yán)重污染負(fù)擔(dān)。近年來,國外學(xué)者ISRAA[3]等使用生命周期評估(LCA)方法量化瀝青路面在施工和使用階段的路面養(yǎng)護(hù)對環(huán)境的影響;HEIDARI[4]等在研究中材料總能量消耗計(jì)算方法為將材料體積乘以單位產(chǎn)量所需能耗。國內(nèi)學(xué)者沙愛民[5]等應(yīng)用生命周期評價(jià)法,將瀝青路面建設(shè)過程劃分為原材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、拌和、攤鋪、碾壓5個(gè)階段,評價(jià)指標(biāo)劃分較為新穎;張海濤[6]等從設(shè)計(jì)參數(shù)角度討論瀝青路面能耗和排放量化的影響;李嬋[7]等采用理論法構(gòu)建出施工機(jī)械的碳排放模型。

      綜上所述,國內(nèi)外已有成果主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行定性或半定量研究,且當(dāng)前缺少對瀝青路面建設(shè)期間的能耗與碳排放量化標(biāo)準(zhǔn),故難以對建設(shè)期整個(gè)過程中能耗與碳排放進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的描述。鑒于近年來在施工建設(shè)階段的拌和過程中,出于環(huán)保要求由原來拌合站常使用的重油改為天然氣與電能較為清潔的能源,能耗與碳排放在此階段變化較為明顯。本文基于對工程建設(shè)期拌和階段進(jìn)行實(shí)際調(diào)研,采集跟能耗與碳排放相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù),通過回歸分析法得到該階段能耗與碳排放量化模型,并根據(jù)量化模型進(jìn)行該階段測算,研究表明該量化方法科學(xué)準(zhǔn)確,為瀝青路面建設(shè)期拌合階段能耗與碳排放量化計(jì)算提供了新思路、新方法,后續(xù)有利于公路行業(yè)有針對性地開展節(jié)能減排工作。

      1 瀝青路面建設(shè)期拌合階段量化基礎(chǔ)

      1.1 量化邊界條件界定

      瀝青路面建設(shè)時(shí)材料產(chǎn)品的生產(chǎn)工序較為冗雜,且本研究部分內(nèi)容需要結(jié)合實(shí)際工程的調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析,若過于追求量化研究內(nèi)容的全面性和廣泛性則需制定大量假設(shè)條件,分析較深時(shí)不僅難以獲取數(shù)據(jù),其處理得出的結(jié)果也可能大大降低最終的可靠性,故需合理地界定量化邊界。

      如今,LCA全生命周期的理論在公路領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛[8],公路領(lǐng)域的全生命周期理論框架基本定型,通過合理縮小研究范圍來保證理論部分?jǐn)?shù)據(jù)梳理時(shí)更加精準(zhǔn),實(shí)際工程調(diào)研的數(shù)據(jù)能夠得出可靠的研究結(jié)果。通?;贚CA方法將瀝青路面面層的建設(shè)期分為3個(gè)階段:原材料生產(chǎn)階段、原材料運(yùn)輸階段,以及施工建設(shè)階段。本文著重研究施工建設(shè)階段中的拌合階段部分,見圖1。

      圖1 量化邊界條件界定

      1.2 量化單元?jiǎng)澐?/h3>

      能耗即為單位時(shí)間內(nèi)能源的消耗,主要以燃料能源發(fā)熱量值表示;碳排放一般指溫室氣體的排放,主要以CO2當(dāng)量值表示,二者以理論數(shù)據(jù)和實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對瀝青路面面層建設(shè)中能源的輸入和對外界環(huán)境輸出排放的量化是本研究的重點(diǎn)。在量化邊界條件界定后,需具體明確拌和過程范圍內(nèi)能耗與碳排放的細(xì)節(jié)。定義每個(gè)范圍內(nèi)的若干單元過程,其能耗與氣體排放總和即為最終量化結(jié)果。

      對于施工建設(shè)期拌合階段,本研究主要考慮圖1中材料運(yùn)輸?shù)桨韬险倦A段后拌合站天然氣和電能的輸入對應(yīng)能源消耗,并認(rèn)為電能是清潔能源,所以只考慮天然氣消耗所產(chǎn)生的碳排放。

      1.3 量化基礎(chǔ)參數(shù)

      本研究在界定瀝青路面面層建設(shè)期拌合階段量化范圍、能耗和碳排放單元?jiǎng)澐趾螅鑼α炕幕A(chǔ)參數(shù)進(jìn)行定義,使得在最終的量化時(shí)得到的結(jié)果具有特征化、歸一化和可比較化等特性。

      能源熱值采用《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T2589—2008)中附表系數(shù)[9],并采用熱量國際單位焦耳(J)來表征瀝青路面面層建設(shè)期能耗量化的最終結(jié)果。

      能源碳排放因子主要參考政府間氣候變化專門委員會(IPCC)所發(fā)布的相關(guān)溫室氣體清單指南中的數(shù)據(jù)[10]。由IPCC國家溫室氣體清單計(jì)劃(NGGIP)項(xiàng)目支持的排放因子數(shù)據(jù)庫(Emission Factor Database 簡稱EFDB)于2019年11月更新,見圖2。本文選用該數(shù)據(jù)庫碳排放因子作為該研究的量化基礎(chǔ)參數(shù)。

      圖2 排放因子數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)入界面

      根據(jù)IPCC方法學(xué),為統(tǒng)一度量整體溫室效應(yīng)的結(jié)果,規(guī)定二氧化碳當(dāng)量(CO2e)為度量溫室效應(yīng)的基本單位[11]。通過全球變暖潛在值[8](GWP)除對溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)值最大的CO2外的其余溫室氣體等值換算,綜上得到拌合階段的量化基礎(chǔ)參數(shù),見表1。

      表1 拌合階段的量化基礎(chǔ)參數(shù)Table Quantitative basic parameters of the mixing stage能源類別碳排放當(dāng)量值CO2e/(kg·m-3)能源低發(fā)熱值天然氣2.18638.931(MJ/m3)電能—3.6[MJ/(kW·h)]

      2 拌和階段工程調(diào)查研究

      2.1 工程概況

      本研究依托工程為國道山深線(G205)唐秦界至卑家店段大中修工程。國道山深線河北唐山段東起唐秦界,途徑唐山市的灤縣、古冶區(qū)、開平區(qū)、南豐區(qū),東至冀津界,全長94 km,國家重要干線公路之一,是我國東南沿海地區(qū)、冀中地區(qū)、天津市與冀東地區(qū)和東北地區(qū)聯(lián)系的重要通道。但隨著沿線工況企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,以及連接區(qū)域經(jīng)濟(jì)往來的頻繁使該段交通量迅速增長,其中重載車輛占有較大比重。長時(shí)間的車輛增加情況致使路面破損十分嚴(yán)重。本工程大修路段主要樁號為K122+050~K143+950共21.9 km。路基寬度為9.5~21.5 m,路面寬度為9~20.5 m,路拱橫坡雙向2.0%。路面面層主要結(jié)構(gòu)為4 cm SMA-13細(xì)瀝青瀝青瑪蹄脂碎石+8 cmATB-25瀝青碎石。

      2.2 拌合站調(diào)查研究

      工程中拌和階段目前多數(shù)采用的拌合站類型為間歇式瀝青拌合站[12]。本研究調(diào)查對象為瑪連尼間歇式拌合站,該型號拌合站主要適用于大型高速項(xiàng)目與城市固定攪拌基地。

      根據(jù)拌合站的產(chǎn)能和攪拌參數(shù)規(guī)格,瑪連尼MAT440的理論產(chǎn)能在400~450 t/h,瀝青每批次生產(chǎn)時(shí)間為40~50 s,大大滿足實(shí)際生產(chǎn)需求,所以對實(shí)際生產(chǎn)時(shí)能耗數(shù)據(jù)的獲取存在必要性。在實(shí)際獲取數(shù)據(jù)過程中應(yīng)以能夠快速獲得的有關(guān)機(jī)械能耗數(shù)據(jù)為主,并且相關(guān)影響數(shù)據(jù)應(yīng)一一對應(yīng)。通過借鑒以往的研究成果發(fā)現(xiàn)在實(shí)際調(diào)研過程中同一時(shí)間內(nèi)獲得所有相關(guān)因素匹配的數(shù)據(jù)較為困難,而本文研究目的是使量化結(jié)果既要與實(shí)際工程密切聯(lián)系,又可讓決策人員在施工前快速得到量化結(jié)果進(jìn)行合理分析。故在獲取實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)既要考慮因素的重要性,同時(shí)也需要考慮實(shí)際數(shù)據(jù)獲取的難易程度與相互匹配程度。

      綜上,擬定在拌合樓操作室內(nèi)獲得拌和不同種類瀝青混合料時(shí)瀝青的實(shí)時(shí)加熱溫度、集料的實(shí)時(shí)加熱溫度、當(dāng)前已出料實(shí)時(shí)噸數(shù)。同時(shí)在拌和樓外獲得天然氣表實(shí)時(shí)讀數(shù)、電表實(shí)時(shí)讀數(shù)和記錄以上數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間,見表2。

      表2 拌合階段的調(diào)研參數(shù)Table 2 Investigation parameters in the mixing stage調(diào)研階段調(diào)研參數(shù)拌合階段當(dāng)前已拌和數(shù)量/t、天然氣表讀數(shù)/m3、電表讀數(shù)/(kW· h)、瀝青溫度/℃、集料溫度/℃、當(dāng)前時(shí)間

      由于數(shù)據(jù)獲取地點(diǎn)較多,研究人員應(yīng)用通訊設(shè)備時(shí)刻與拌合站操作人員保持聯(lián)系,同步記錄某一時(shí)刻的天然氣表讀數(shù)、電表讀數(shù)、拌合站內(nèi)顯示拌合量、瀝青溫度、集料溫度和此時(shí)的拌和時(shí)間。

      如圖3所示為拌合站現(xiàn)場情況;圖4、圖5為研究人員在拌和站進(jìn)行作業(yè)時(shí)隨著拌合樓內(nèi)顯示屏上已拌和數(shù)量的變化記錄在拌合樓外電表和天然氣表的變化。

      (a) 間歇式瀝青拌合站

      (a) 記錄天然氣表讀數(shù)

      (a) 記錄電表讀數(shù)

      3 拌和階段能耗與碳排放量化模型建立

      3.1 回歸分析法

      在探究因變量與自變量的定量關(guān)系時(shí)常用統(tǒng)計(jì)回歸分析方法建立回歸分析模型來將二者進(jìn)行擬合,并通過確定相關(guān)系數(shù)得到回歸方程。一元回歸分析和多元回歸分析顧名思義是根據(jù)研究中自變量的多少進(jìn)行劃分。線性回歸分析和非線性回歸分析則是通過因變量與自變量之間具有因果關(guān)系類型進(jìn)行區(qū)分。在眾多關(guān)系中,最基本的回歸分析方法即線性回歸分析,若研究多個(gè)自變量與一個(gè)因變量的未知關(guān)系,則最先采用多元線性回歸分析方法[13]。若遇到非線性回歸問題可借助數(shù)學(xué)手段化為線性回歸問題進(jìn)行處理。

      本文在探究拌合階段能耗與碳排放量與其多個(gè)影響因素關(guān)系時(shí),基于SPSS軟件首先建立多元線性回歸分析模型,并對其進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)(相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn))、方程顯著性檢驗(yàn)(F檢驗(yàn))和系數(shù)顯著性檢驗(yàn)(t檢驗(yàn))以驗(yàn)證模型擬合程度。若擬合程度較好,則使用多元線性回歸分析模型以保證量化模型簡化,易于初期計(jì)算,使其具有較好的實(shí)用性便于推廣。若擬合程度不好,則需進(jìn)一步探究直接能耗與影響因素之間的非線性回歸模型。

      3.2 拌合階段量化模型建立

      調(diào)研數(shù)據(jù)中記錄拌合樓內(nèi)操作顯示屏上已拌和量、瀝青加熱溫度和集料加熱溫度;拌合樓外對應(yīng)拌合量變化時(shí)天然氣表讀數(shù)和電表讀數(shù),并記錄以上數(shù)據(jù)獲取時(shí)當(dāng)前時(shí)間。由于記錄數(shù)據(jù)均為某一時(shí)刻的瞬時(shí)值,故在輸入SPSS軟件前需對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理。在同一天調(diào)研數(shù)據(jù)包括已拌和數(shù)量、兩表讀數(shù)、當(dāng)前時(shí)間中后者數(shù)值依次減去前者數(shù)值獲得一段時(shí)間內(nèi)拌和一定量的瀝青混合料所用對應(yīng)天然氣和電能用量。對于瀝青溫度和集料溫度則取前后數(shù)值的平均值作為該時(shí)間段的平均溫度。

      數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后輸入SPSS軟件中,全選回歸分析樣本數(shù)據(jù),繪制因變量天然氣表讀數(shù)、電表讀數(shù)與自變量拌和數(shù)量、瀝青溫度、集料溫度、時(shí)間的矩陣散點(diǎn)分析圖,見圖6。

      (a) 天然氣數(shù)據(jù)矩陣分析圖

      通過對樣本數(shù)據(jù)矩陣散點(diǎn)圖進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)天然氣用量與拌和噸數(shù)、拌和時(shí)間都存在明顯的線性關(guān)系,與瀝青溫度間存在模糊的線性關(guān)系,但與集料溫度間線性關(guān)系較弱;電能與其他自變量的關(guān)系近似于天然氣表與其他自變量的關(guān)系,自變量相互間關(guān)系較弱。以上僅通過樣本數(shù)據(jù)矩陣散點(diǎn)圖對整個(gè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,因變量與自變量間存在較為可能的線性關(guān)系。初步分析后需具體分別對天然氣用量和電能耗進(jìn)行多元線性回歸模型的建立,將自變量拌和數(shù)量、瀝青溫度、集料溫度、拌和時(shí)間逐一代入模型進(jìn)行分析,留下顯著影響因素并剔除不顯著因素即采用逐步分析法得出最終模型。通過SPSS軟件得出天然氣能耗量化分析結(jié)果如表3~表5所示。

      表3 模型摘要aTable 3 Model summarya模型RR方調(diào)整后R方標(biāo)準(zhǔn)誤10.983b0.9660.96220.464 88注:①因變量:天然氣用量;②預(yù)測變量:(常量),拌合時(shí)間,集料溫度,拌合量。

      表4 ANOVA模型aTable 4 ANOVA modela模型平方和自由度均方FSig.回歸354 188.0543118 062.685281.9000.000b1殘差12 564.33330418.811統(tǒng)計(jì)366 752.38733注:①因變量:天然氣用量;②預(yù)測變量:(常量),拌合時(shí)間,集料溫度,拌合量。

      由表3~表5可知其中預(yù)測變量有96.2%的概率解釋因變量天然氣用量程度,該方程意義較大,預(yù)測變量t統(tǒng)計(jì)量觀察值對應(yīng)p值均小于0.05,對應(yīng)VIF值也均較小,按照給定的顯著性水平0.1的情形下均有顯著性意義。方程中常數(shù)項(xiàng)值為-468.731,拌和時(shí)間、集料溫度、拌合量的偏回歸系數(shù)分別為13.193、2.386、1.622,各系數(shù)均有顯著性意義且不存在高度的共線性。則有關(guān)拌合站天然氣用量的多元線性回歸方程為:

      表5 系數(shù)aTable 5 Coefficienta模型未標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)B標(biāo)準(zhǔn)誤BetaSig.共線性統(tǒng)計(jì)容差VIF常量-468.73139.4270.000——1拌和時(shí)間13.1931.4510.7150.0000.1855.419集料溫度2.3860.2070.4560.0000.7331.365拌合量1.6220.6200.2130.0140.1715.840注:因變量為天然氣用量。

      VG=-468.731+13.193tB+2.386TJ+

      1.622mB

      (1)

      式中:VG為拌合站天然氣用量,m3;tB為拌合時(shí)間,min;TJ為集料拌和溫度,℃;mB為拌和質(zhì)量,t。

      通過SPSS軟件計(jì)算比較得出電耗量化分析結(jié)果如表6~表8所示。

      表6 模型摘要aTable 6 Model summarya模型RR方調(diào)整后R方標(biāo)準(zhǔn)誤10.952b0.9060.9000.009 81注:①因變量:電能消耗量;②預(yù)測變量:(常量),拌合時(shí)間,瀝青溫度。

      表7 ANOVA模型aTable 7 ANOVA modela模型平方和自由度均方FSig.回歸0.02920.014149.0180.000b1殘差0.003310.000統(tǒng)計(jì)0.03232注:①因變量:電能消耗量;②預(yù)測變量:(常量),拌合時(shí)間,瀝青溫度。

      由表6~表8可知其中預(yù)測變量有90.0%的概率解釋因變量天然氣用量程度,該方程意義較大,預(yù)測變量t統(tǒng)計(jì)量觀察值對應(yīng)p值均小于0.05,對應(yīng)VIF值也均較小,按照給定的顯著性水平0.1的情形下均有顯著性意義。方程中常數(shù)項(xiàng)值為-0.028,拌和時(shí)間、瀝青溫度的偏回歸系數(shù)分別為0.005、0.001,各系數(shù)均有顯著性意義且不存在高度的共線性。則有關(guān)拌合站電能消耗量的多元線性回歸方程為:

      表8 系數(shù)aTable 8 Coefficienta模型未標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)B標(biāo)準(zhǔn)誤BetaSig.共線性統(tǒng)計(jì)容差VIFBZ?常量-0.0280.0290.0001拌和時(shí)間0.0050.0000.9080.0000.9921.008瀝青溫度0.0010.0000.3780.0000.9921.008注:因變量為電能消耗量。

      VD=-0.208+0.005tB+0.001TL

      (2)

      式中:VD為拌合站電能消耗量,kW·h;tB為拌合時(shí)間,min;TL為瀝青拌和溫度,℃。

      4 工程拌和階段能耗與碳排放量化測算分析

      4.1 拌合階段量化測算

      根據(jù)上述對該工程拌和階段能耗與碳排放量化模型的建立即可對其拌合階段進(jìn)行相關(guān)測算。但由于施工建設(shè)階段的量化模型與實(shí)際工程聯(lián)系較為密切,故在量化前需對模型中涉及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行量化前的確定和部分?jǐn)M定。

      根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際消耗基質(zhì)瀝青2 627 t,改性瀝青2 196 t,根據(jù)實(shí)際工程采取的SMA-13和ATB-25的最佳油石比分別為6.20%和3.80%,可通過計(jì)算需拌合SMA-13瀝青混合料37 615.35 t,ATB-25瀝青碎石71 758.58 t。同時(shí)調(diào)研瀝青拌合站SMA-13平均出料能力為125 t/h,ATB-25平均出料能力為275 t/h。則該工程SMA-13拌合時(shí)間為300.92 h,即為18 055.2 min;ATB-25拌合時(shí)間為260.94 h,即為15 656.4 min。當(dāng)SMA-13瀝青混合料進(jìn)行出料時(shí),規(guī)定集料加熱至200 ℃,瀝青加熱至170 ℃;當(dāng)ATB-25瀝青碎石進(jìn)行出料時(shí),規(guī)定集料加熱至180 ℃,瀝青加熱至160 ℃。

      根據(jù)量化模型式(1)、 式(2)分別對該工程瀝青面層施工期拌合階段能耗與碳排放量化測算,見表9。

      表9 拌和階段能耗與碳排放量化測算結(jié)果Table 9 Quantitative calculation results of energy consumption and carbon emission in mixing stage類型4 cm-SMA138 cm-ATB25合計(jì)能耗/MJ碳排放CO2e/kg能耗/MJ碳排放CO2e/kg能耗/MJ碳排放CO2e/kg天然氣1.2E+076.5E+051.3E+077.1E+052.4E+071.4E+06電能3.3E+020.0E+002.8E+020.00E+006.1E+020.0E+00合計(jì)1.2E+076.5E+051.3E+077.1E+052.4E+071.4E+06

      4.2 測算結(jié)果與以往研究對比分析

      以往研究結(jié)果表明,在整個(gè)瀝青路面建設(shè)中對溫室效應(yīng)影響最嚴(yán)重階段集中在面層建設(shè)階段,其占比約為95%[6];拌合階段的溫室氣體排放量最大,其占比約為50%[5];拌和階段的集料加熱、瀝青加熱,及混合料拌合3個(gè)環(huán)節(jié)近似占排放總量的65%、15%、13%[14-15];但由于工程技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性,如拌合站規(guī)模、型號、燃料類型(煤、重油、天然氣)、施工年限等因素、獲取數(shù)據(jù)的差異、量化方法和量化參數(shù)的不同均影響著能耗量與碳排放量,得出的數(shù)據(jù)雖然為定量分析,表征出各階段的占比情況,但數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度存在一定的偏差,難以作為工程排放標(biāo)準(zhǔn)。

      故本研究量化測算結(jié)果要與以往研究結(jié)果對比,應(yīng)將測算結(jié)果近似換算成以往研究結(jié)果的單位量級近似比較,在一定誤差范圍內(nèi)近似驗(yàn)證本研究測算方法的準(zhǔn)確性。2019年曹世江[15]等通過對多個(gè)省份的10條高速公路的瀝青路面進(jìn)行調(diào)查分析,各環(huán)節(jié)均以每噸瀝青混合料所排放的溫室氣體為功能單位,給出使用天然氣在集料加熱環(huán)節(jié)碳排放量為15.014 kg/t,瀝青加熱環(huán)節(jié)碳排放量為2.792 kg/t,綜合以往研究結(jié)果近似認(rèn)為拌合階段碳排放量總量為兩環(huán)節(jié)之和17.806 kg/t。本研究主要考慮拌和4 cm-SMA13的瀝青混合料37 615.35 t碳排放量為6.5×105kg,估算功能單位的碳排放量為17.280 kg/t。相比之下二者值相差不大,表明本研究對瀝青路面建設(shè)期拌和階段能耗與碳排放量化模型在不考慮工程其他因素范圍內(nèi)較為準(zhǔn)確。曹世江[15]等的研究中拌和階段使用重油在功能單位的碳排放量為24.621 kg/t。應(yīng)用本研究得出的碳排放量17.280 kg/t進(jìn)行估算,拌合站由重油改為天然氣的減排幅度為29.82%,側(cè)面印證油改氣的節(jié)能減排措施是較為理想的。

      5 結(jié)語

      通過對瀝青路面建設(shè)期拌和階段量化前期的基礎(chǔ)界定和工程實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)的模型建立,對拌合階段的能耗和碳排放進(jìn)行量化分析研究,可以獲得下列結(jié)論:

      a.本研究調(diào)研的拌合站為大型固定式拌合站,拌合站的能源類型主要是天然氣和電,是目前較為清潔的能源。研究中主要考慮影響拌合站能耗與碳排放因素為瀝青溫度、集料溫度、拌和時(shí)間和拌合量。應(yīng)用SPSS軟件對其建立多元線性回歸模型,得到天然氣消耗量化模型為VG=-468.731+13.193tB+2.386TJ+1.622mB;電耗量化模型為VD=-0.208+0.005tB+0.001TL。

      b.根據(jù)上述得到的量化模型對調(diào)研工程瀝青路面面層拌和階段進(jìn)行量化測算,得出需拌合37 615.35 t SMA-13瀝青混合料的能耗為1.2×107MJ、碳排放量為6.5×105kg;拌和71 758.58 t ATB-25瀝青碎石的能耗為1.3×107MJ、碳排放量為7.1×105kg。

      c.通過比較以往研究結(jié)果中拌合階段功能單位下碳排放量為17.806 kg/t與本研究通過量化模型結(jié)果計(jì)算出的拌合階段功能單位下碳排放量為17.280 kg/t對本研究模型進(jìn)行驗(yàn)證,并通過計(jì)算得到拌合站由重油改為天然氣的減排幅度為29.82%,推薦瀝青路面工程中拌合站使用天然氣與電能等較為清潔能源。

      由于有關(guān)瀝青路面工程節(jié)能減排領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)未建立,對于拌和階段在獲取實(shí)際工程相關(guān)能耗數(shù)據(jù)建立的多元線性回歸模型來說,本研究僅考慮其模型測算的方便性與可行性,并未考慮模型更好的擬合方式。在今后的研究中可探究多個(gè)包含不同影響因素?cái)?shù)據(jù)的工程,通過更為合理的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立具有實(shí)際意義的且擬合程度最好的量化模型,使其更具有指導(dǎo)意義。

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