“雙碳”背景下綠色公路建設(shè)節(jié)能減排策略

王文歡

摘 要：為實現(xiàn)我國碳達峰、碳中和的目標，堅持綠色低碳發(fā)展道路，本文圍繞綠色公路建設(shè)進行研究，以“雙碳”為背景，分析了公路工程建設(shè)面臨的主要問題，重點闡述了“雙碳”背景下綠色公路建設(shè)階段的節(jié)能減排策略，包括資源再生利用、改進工藝技術(shù)、推廣清潔能源、污染防治等措施。旨在構(gòu)建面向公路工程的綠色施工體系，為現(xiàn)場作業(yè)提供專業(yè)指導(dǎo)，提高綠色公路項目的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：“雙碳”背景 綠色公路 節(jié)能減排

0 引言

近年來，我國為踐行可持續(xù)發(fā)展觀念，建成環(huán)境友好型社會，提出“碳中和”“碳達標”的雙碳目標，強調(diào)減輕人類活動對生態(tài)環(huán)境造成的破壞程度，實現(xiàn)人與自然和諧共處。公路工程作為一類重要的建設(shè)工程，建設(shè)階段造成大量資源浪費與惡化生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，已成為實現(xiàn)雙碳目標的重要阻礙。公路建設(shè)體系的優(yōu)化升級，是打造綠色公路工程的必經(jīng)之路，也是完成綠色交通戰(zhàn)略任務(wù)的關(guān)鍵。

1 “雙碳”背景下公路建設(shè)期間面臨的主要問題

1.1 資源低效利用

在公路建設(shè)期間，持續(xù)消耗大量資源，包括自然資源與不可再生資源，如瀝青、鋼材、表土等。在傳統(tǒng)建設(shè)模式下，缺乏資源回收利用意識，沒有對具備剩余利用價值的資源進行再生回用和循環(huán)利用，而是直接投入全新資源，這無疑會加劇生態(tài)環(huán)境負擔(dān)，給環(huán)境建設(shè)造成無形壓力，也會抬高工程造價成本。例如，在瀝青路面建設(shè)期間，如果路面老化嚴重，或因工藝操作錯誤而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)嚴重損壞，并未運用到冷再生、熱再生等養(yǎng)護技術(shù)，而是直接鑿除原有路面，原位重新鋪筑全新路面結(jié)構(gòu)，路面材料被浪費。而在場地整理、路基開挖環(huán)節(jié)，開展大量表土剝離作業(yè)，表土含有豐富有機質(zhì)與營養(yǎng)元素，直接把表土連同其他廢料進行填埋處理，沒有充分利用表土資源來修復(fù)公路沿線生態(tài)環(huán)境，后續(xù)造成地表植被恢復(fù)速度放緩的后果。

1.2 大氣污染

在公路建設(shè)階段，使用到諸多類型的機械設(shè)備，如挖掘機、攤鋪機、壓路機、瀝青拌和樓，機械設(shè)備以化石能源為燃料，運行期間持續(xù)排放含有污染物質(zhì)的尾氣，一氧化碳、二硫氧化、氮氧化物等成分具備污染屬性，持續(xù)污染當?shù)卮髿猸h(huán)境。同時，由于缺少揚塵控制措施，在車輛行駛期間和路基開挖等工序環(huán)節(jié)，在風(fēng)力作用下，粉塵顆粒向上漂浮，出現(xiàn)揚塵、落塵問題，也會污染大氣環(huán)境，嚴重情況下惡化現(xiàn)場生產(chǎn)條件，工程人員吸入過量粉塵顆粒時還會出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)感染等人體疾病。

1.3 噪音污染

噪音污染是工程建設(shè)活動最為常見的環(huán)境污染問題，地基處理、路基開挖、路面攤鋪等工序環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生較高分貝的噪音，工程人員長期處于噪聲環(huán)境時，會逐漸損害人體聽覺神經(jīng)，嚴重時誘發(fā)心腦血管、消化道疾病等人體疾病出現(xiàn)，不利于保護工程人員職業(yè)健康安全。同時，施工噪音還會對外部環(huán)境造成一定程度影響，不同類型公路工程的噪聲污染危害程度略有不同。一般情況下，市政道路工程噪聲污染危害程度較為嚴重，由于地處人流密集與建筑物密集的城市區(qū)域，會對周邊居民日常生活造成影響，高速公路工程噪聲污染危害程度相對輕微。

1.4 水土流失

在公路建設(shè)期間，為開展各項施工活動，不可避免的破壞地表植被層與剝離表土，嚴重削弱當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境自我修復(fù)能力，并因施工廢棄物與施工廢水處理不當而造成地下水污染、地表水污染、土壤污染等問題，長此以往，最終演變形成水土流失的復(fù)雜局面，生態(tài)環(huán)境受破壞程度不斷加劇。針對此項問題，盡管一些公路工程采取邊坡綠化等手段來恢復(fù)地表植被，但由于水環(huán)境與土壤環(huán)境被污染，無法給植物提供良好生長條件，很難在短期內(nèi)徹底解決水土流失問題。

2 “雙碳”背景下綠色公路建設(shè)階段的節(jié)能減排策略

2.1 資源再生利用

減少工程建設(shè)期間的實際資源消耗量，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標與保護生態(tài)環(huán)境的重要舉措。因此，施工單位必須以資源再生利用作為綠色施工管理活動的重中之重，深入分析各類資源的浪費原因，評估資源剩余利用價值，制定專項資源再生利用方案。第一，表土資源再生利用。以沿線生態(tài)修復(fù)、廢棄地復(fù)墾、景觀綠化作為表土資源利用方向。例如，在修復(fù)邊坡區(qū)域生態(tài)環(huán)境時，使用表土替代客土作為修復(fù)材料，采取表土噴播工藝，提前使用機械篩對表土進行篩分處理，濾除植物殘體與碎石，避免出現(xiàn)堵管問題。隨后，操縱濕噴機在坡面上液力噴播表土，噴播厚度控制在6-10cm以內(nèi)。如果邊坡為石渣為主的路堤填方邊坡，則需要調(diào)整噴播厚度，率先在坡面上噴播厚度超過3cm的表土，再噴播草種或是鋪設(shè)草皮來提供植被防護。第二，植物資源再生利用。在施工活動所破壞地表植被中存在喬灌木植物時，對植物進行遷移處理，保留植物土球，土球直徑控制在6-8倍樹木胸徑，土球高度控制在60%-80%土球直徑，開展斷根修整作業(yè)，把樹木臨時遷移到苗圃進行假植處理，完成施工作業(yè)后，在地表恢復(fù)區(qū)域挖設(shè)種植穴，穴內(nèi)回遷樹木土球。第三，土石方再生利用。土石方本身屬于一類土工材料，在隧道開挖等環(huán)節(jié)，對土石方物理性能進行檢測，直接把物理性能優(yōu)異的土石方當作施工材料[1]。例如，對于砂礫土、粉砂土、砂土等具備良好壓實性能的優(yōu)質(zhì)土，用于路基填筑材料和基層填筑材料。而對于軟黏土等含水率過高、無側(cè)限抗壓強度較低的劣質(zhì)土，額外進行物理脫水與干燥處理，可用于營造隧道口、互通立交地形。

2.2 改進工藝技術(shù)

傳統(tǒng)工藝技術(shù)在能耗、環(huán)境污染、碳排放量等方面的綜合表現(xiàn)不夠理想，隨著雙碳目標的提出，逐漸無法滿足綠色公路工程的建設(shè)需求。因此，施工單位需要在保證工程建設(shè)質(zhì)量的前提下，大力推廣新推出的綠色施工技術(shù)，取代落后工藝技術(shù)。以溫伴瀝青技術(shù)為例， 取代早期的熱拌瀝青技術(shù)，使用基質(zhì)瀝青、溫拌劑與集料作為原材料，拌和溫度控制在120℃左右，基質(zhì)瀝青預(yù)熱完畢后，倒入瀝青總質(zhì)量1%左右的溫拌劑進行攪拌，再放入預(yù)熱完畢的礦料與礦粉，直至瀝青混合料攪拌成型，最后按照常規(guī)工藝做法來攤鋪、碾壓瀝青路面，攤鋪溫度保持在130℃左右。根據(jù)現(xiàn)場施工情況來看，溫伴瀝青的拌和溫度與成型溫度具體為128℃與118℃，而熱拌瀝青工藝的拌和溫度與成型溫度分別為165℃與155℃，由于施工溫度降低，可以在瀝青混合料制備、瀝青路面鋪筑環(huán)節(jié)減少燃料耗用量與降低實際碳排放量，契合節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展理念[2]。此外，還可選擇對現(xiàn)有工藝技術(shù)進行綠色改良，以換填土層法為例，作為一項軟基處理技術(shù)，為解決植被破壞問題，重點關(guān)注取土場、棄土場植被保護問題，合理劃分作業(yè)面，就近利用原地植被，把場地原地貌樹木進行移植養(yǎng)護處理，結(jié)束取土、棄土作業(yè)后，把植被復(fù)栽到開挖地段，加速植被恢復(fù)過程。

2.3 推廣清潔能源

在傳統(tǒng)建設(shè)模式下，持續(xù)消耗大量的化石能源，如柴油，化石能源不具備可再生屬性，還會在能源利用期間持續(xù)排放一氧化碳、二氧化碳等污染氣體。因此，在公路設(shè)計與現(xiàn)場施工階段，都需要大力推廣新型清潔能源，包括太陽能、電能、液化天然氣等。例如，在瀝青混合料制備環(huán)節(jié)，使用到液化天然氣作為能源，簡稱為LNG，取代煤炭、柴油、重油等傳統(tǒng)能源作為燃料，液化天然氣以甲烷作為主要成分，平均熱能利用率超過55%，遠高于其他化石能源，消耗少量液化天然氣即可批量制備瀝青混合料，減少碳排放規(guī)模。在夜間施工期間，現(xiàn)場部署LED燈作為照明光源，搭配合理配光曲線，LED燈的光效利用率超過白熾燈等傳統(tǒng)光源，以及熒光燈等高效光源，通過提高電能利用率來取得節(jié)能效果[3]。而在公路隧道照明系統(tǒng)搭建環(huán)節(jié)，應(yīng)用到光導(dǎo)照明技術(shù)，也被稱為導(dǎo)光管照明系統(tǒng)，隧道頂部地面安裝集光器作為太陽光導(dǎo)入裝置，隧道內(nèi)部襯砌結(jié)構(gòu)頂面安裝漫反射器作為光輸出裝置，集光器與漫反射器通過導(dǎo)光管連接，作為光傳輸裝置。在公路投運階段，絕大多數(shù)時段通過光導(dǎo)照明系統(tǒng)進行照明，可以顯著降低隧道照明系統(tǒng)的能耗水平與縮短人工照明時間。

2.4 污染防治

施工污染是綠色施工期間面臨的首要問題，必須指定面向各類污染源的專項防治處理方案，才能營造更為健康的施工環(huán)境，從根源上預(yù)防大氣污染等環(huán)境污染事件出現(xiàn)。以揚塵污染防治方案為例，運用設(shè)備沖洗、密封運輸、地面灑水、局部遮蓋四項污染防治措施。設(shè)備沖洗是在場地出入口規(guī)劃沖洗區(qū)域，修建臨時沖洗池，無論是工程機械還是工程車輛，在出入工程場地時，必須利用高壓水沖洗表面灰塵，直至外觀保持潔凈狀態(tài)。密封運輸適用于瀝青混合料、水泥等材料，在封閉容器內(nèi)運輸施工材料，也可選擇在車廂上覆蓋防塵布，避免材料形成揚塵、飄塵。地面灑水是配備灑水車，定期操控灑水車在工程場地與公路沿線灑水，提高粉塵重量，使得粉塵落在場地表面，不會隨風(fēng)擴散。局部遮蓋是在土石方開挖回填、路基夯實等環(huán)節(jié)，在可能出現(xiàn)揚塵問題的位置遮蓋防塵布。

2.5 全程綠化

為徹底解決水土流失問題，在短時間內(nèi)恢復(fù)公路沿線地表植被并強化生態(tài)環(huán)境自凈能力。在公路建設(shè)期間，施工單位應(yīng)以全程綠化作為一項重要的綠色施工目標，搭配采取邊坡綠化、邊溝外側(cè)綠化、隔離柵綠化、互通綠化等多項措施。第一，邊坡綠化。以生長周期短、根系發(fā)達、易于管養(yǎng)的多年生草種作為綠化植物，采取一體化防護模式，運用植生帶法、普通液壓噴播植被法、土工格室法或是預(yù)應(yīng)力錨索框架植被法等工藝技術(shù)來處理邊坡，植物生長期間，利用根系作用來穩(wěn)固邊坡結(jié)構(gòu)，還可以通過光合作用來增強固碳能力，持續(xù)吸收汽車尾氣與空氣中的二氧化碳。第二，邊溝外側(cè)綠化。在公路兩側(cè)預(yù)留足夠空間作為綠化帶，完成路基路面鋪筑作業(yè)后，綠化帶區(qū)域回填表土與栽植喬灌木作為綠化植物。綠化帶既可以形成開閉空間，遮擋兩側(cè)視覺欠佳的建筑物，還可以增強水土保持能力，并減輕交通活動對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的影響。第三，隔離柵綠化。對常規(guī)隔離柵進行綠化改造，隔離柵上栽植具備強大覆蓋性能與環(huán)境適應(yīng)能力的藤本植物，如爬山虎，同時強化固碳能力與增強隔離防護效果[4]。第四，互通綠化。根據(jù)場地情況來選擇互通綠化位置，優(yōu)先在立體條件最佳、面積寬闊的區(qū)域進行互通綠化改造，營造大型綠化景觀，既可以使其成為公路視覺聚焦點，還可以通過提高綠化覆蓋率來取得更加顯著的減排效果。

2.6 施工監(jiān)測

為直觀了解各項節(jié)能減排策略的實施效果，爭取在第一時間發(fā)現(xiàn)、處理公路建設(shè)期間違反綠色施工要求的不當行為。施工單位需要豐富施工監(jiān)測內(nèi)容，以大氣污染監(jiān)測、噪音監(jiān)測作為新增內(nèi)容，量化評估施工活動對生態(tài)環(huán)境造成的擾動程度，如果當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境遭受嚴重破壞，暫?，F(xiàn)場施工，分析污染原因，著手修改施工技術(shù)方案和施工組織計劃。以大氣污染監(jiān)測項目為例，工程現(xiàn)場挑選多處施工活動最為頻繁的路段作為監(jiān)測斷面，以一氧化碳、二氧化碳與粉塵顆粒濃度作為監(jiān)測內(nèi)容，單點連續(xù)測量3-4次，每次監(jiān)測時間控制在45分鐘左右，選用GXH-3011等型號的便捷式紅外線CO分析儀作為儀器設(shè)備，判斷大氣污染濃度與碳排放量是否超出規(guī)定值，必要情況下，采取提高地面灑水頻率等技術(shù)措施來減輕大氣污染程度[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，為推動公路工程全面發(fā)展，確保綠色施工模式順利落地實施，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。施工單位必須加強節(jié)能減排意識，把節(jié)能減排理念融入到公路建設(shè)體系當中，落實資源再生利用、改進工藝技術(shù)等節(jié)能減排策略，切實滿足現(xiàn)代公路建設(shè)需求，推動我國公路交通事業(yè)邁入全新發(fā)展階段。

參考文獻：

[1]劉娜妮，張宇鴻.交通運輸節(jié)能減排工作考核體系的構(gòu)建分析[J].能源與節(jié)能，2020（08）：65-66.

[2]程睿.綠色公路建設(shè)中環(huán)境資源再生利用問題的認知與實踐[J].中國資源綜合利用，2022，40（06）：82-86.

[3]余曉琛. 湖南綠色低碳公路建設(shè)研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[4]岳丹，李明君，李娜，等.“雙碳”背景下綠色公路建設(shè)理念與實現(xiàn)方式探討[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2022，18（04）：40-44+65.

[5]李會強.高速公路養(yǎng)護技術(shù)在節(jié)能減排中的應(yīng)用研究[J].運輸經(jīng)理世界，2021（19）：103-105.