沥青混合料施工机械能耗量评价研究.pdf

FEATURES特稿
沥青混合料施工机槭能耗量评价研究
Research on Energy Consumption Appraisal of Construction Machinery
for Asphalt Mixture
王新岐,陈姣,王朝辉,李振霞
天津市市政工程设计研究院,天津300061
2.长安大学公路学院,陕西西安71(064
3.华北水利水电大学土木与交通学院,河南郑州450045
0引言
中国90%以上的公路路面为沥青路面,而沥青混合料
施工过程中需要消耗大量能源,并且产生大量废气,其中
沥青混合料施工产生的污染物约占污染物总量的8%'
沥青混合料的施工过程是运输车辆及施工机械使用最集
中的环节,其能耗主要为施工机械的燃料消耗,污染物
排放主要为施工机械的尾气排放,因此,这一阶段是节
能减排控制的重要环节?。目前国内对于该阶段节能减排
的评定多采用能耗量量化对比的定性评价,如 Tripple
用全寿命周期法分析了路面类型对环境的影响,也有部
分学者通过能耗及碳排放量的量化分析评价节能减排状
况的。随着沥青混合料低碳减排技术的发展,关于能耗
量及污染气体排放量的现场及室内测试评价方法逐渐增量会影响路面施工的节能减排效果,因此,需要从沥青
多、但均未给出明确的能耗量定量分级评定标准,在一混合料施工的各个阶段进行能耗量评价。为了确定目前中
定程度上制约了沥青路面节能减排技术的推广和应用。
国沥青混合料施工过程中的能耗状況,对天津、甘肃、辽
针对以上问題,本文全面调査了国内沥青路面施工」宁、河北、南、广西、云南等省区3条商速公路沥青路
中沥青混合料拌和、运输、摊铺、碾压阶段的单位能耗面施工阶段的能耗量进行了采集调查,结果如表所示。
量,基于系统聚类及 BAYES判别分析,建立沥青混合料
分析表1数据可知,拌和阶段的能耗量明显高于摊铺
施工机械能耗量分级标准及施工机械尾气排放量分级标和压阶段,约为推铺和压阶段的30-60倍,推铺阶段
准,为实现道路建设节能减排奠定了基础。
的能耗量与碾压阶段较为接近。因此,拌和阶段是节能
减排控制的主要阶段。
1沥青混合料施工机械能耗量调查分析
国内现采用燃油锅炉及燃气锅炉取代传统的燃煤
锅炉。重油锅炉比传统燃煤锅炉更易雾化,燃烧效率较
沥青混合料摔和、运输、摊铺和碾压阶段的能源消耗「高,污染物排放量少:但重油粘性大,使用时需在燃烧
基金项目:住房和城乡建设部科学技术项目(2014-R1-019)
4000型
设倍
表」沥路面施工过程各阶段能源消耗
查地区
稀和阶叔能耗量
雄楚阶量
压价段
陕西
(7.119,70592,68523,70717,68152,(0.1394,0154,0130,0.1130,0,298,「(0.3126,0222101959,0.1959
6.5526,6.9728)
0.3126,0.1544)
0.1582,0.4030,0.3955)
甘(646,685720602840(0165,01050261,1214,02324)(0480,0230,0235
天津、河北:(7.1551,6,2035,7.3651,6.4476、7.1025
(0.1883,0.222,2,0.1657,0.222,02298)(0.0339,0.3051,0.0377,0.3051,
0,2335
辽宁
(6.8863,7.1856,6.1973,7.1829,7.1551
(0.222,0.2524,0.1394,0.2524,0.1130,
(0.1733,0.1582,0.2448,0.2109,
7.2014)
0,2825
0.222,0.1959)
山东
(6.6917,7.1025,7.1952,6.7164,6.8956,(0.2034,0.2034,0.2147,0.2825,0.2147,」(0.3842,0.1582,0.2750,0.1959,
6.1417
0.1394
0.2750,0.2448)
湖南
6.8461,7.1674,6.798,6.7504,69759,」(0.1507,0.1921,0.1544,0298,0.2298,(0.3541,0.3503,0.3126,0.2599
6.9141)
0.2298)
0.1921,0.2147)
疒广西
(6.6917,6.7411,6.8183,7.2941,7.2323
(0.2034,0.1507,0.1883,0.2524,0.2750,
(0.3842,0.2109,0.2298,0.2750
7.2508)
0.252
0.2637,0.,2373)
云南
(7.1334,7.0253,7.2416,7.2168,7.1273,」(0.2260,0.10657,0.1657,0.2298,0.2298,(0.0490,01582,0.1996,0.2109,
6,9512
0.2260)
222,0.2298)
贵州(6.4878,7.1489,7,2138,7.2230,6.476)」(0.1431,0.2524,0.2524,0.2524,0.143)
(0.2335,0.1582,0.2750,0.1959,
0.2335)
四川
(65495,7.2261,71118,7.0438,7,0315,」(0.1356,0.1883,0.1657,0.1733,0.2448,」(0.4256,0.0753,0.1996,0.2298,
6.9573)
0.2260)
0.2034、0.1733)
备注:括号中各数摒为该省不同道路的调查数据。
器上增加预热装置。燃烧品质最高的燃料是天然气,几」2沥青混合料施工过程能耗量分级标准
乎无PM,热值高,燃烧效率高。调査结果表明,以天然
气为燃料时,沥青混合料拌和阶段能源消耗量为5~702.1沥青混合料拌和阶段能耗量分级
m2t,天然气资源丰富的地区已开始使用天然气作为沥
从节能减排角度出发,根据能耗量及能源类型将沥
青混合料拌和设备的燃料。
青混合料拌和阶段能源消耗量分为优、良、中、次、差
在实际施工过程中,因工程量差异,难以从整体上5个等级。划分方法为:计算各类能源消耗量的理论最
评价运输过程的能源消耗量,沥青混合料运输阶段每公大、最小值,将天然气理论消耗值定为优级,煤转气理
里能源消耗量调查结果如表2所示。
论消耗量定为良级,重油理论消耗量定为中、次级,原
通过对运输阶段能耗量进行调查可知:各施工路段煤理论消耗量作为差级,同时考虑到机械设备老化导致
运输能耗量差异较大,而同一条高速公路不同标段能耗的能源利用率増加,将超出理论最大值的能源消耗量依
量相差较小。造成该差异的主要原因是沥青混合料运输次列入下一等级。
阶段能耗量与运量、运输车辆载重、运距以及运输过程2.1拌和阶段能耗量优级划分
中的交通状况等有关。
计算能源消耗上限时,沥青混合料拌和温度取较大
值,选定拌和温度为175C,集料加热温度为190C;当
表2运输阶段能量消耗
L. km. t)
用天然气理论最小消耗量