基于碳排放计算模型的某公路项目建设期碳排放源分析.pdf
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1、168交通科技与管理理论研究0引言目前,国内外针对路面建设期碳排放的分析多采用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment,LCA)1。章毅等2基于 LCA 理论,将半刚性沥青路面建设期划分为原材料生产阶段和运输阶段,进而分析建设期的能耗与碳排放。潘美萍3分析比较了沥青路面、半刚性基层在现场施工、材料生产中的碳排放情况,提出目前对于半刚性沥青路面建设期的碳排放源识别研究较少,该文正是基于 LCA 理论对此进行深入研究。1碳排放计算模型分析1.1碳排放的生命周期理论简述生命周期理论(简称 LCA)是分析评价产品或工艺从获取材料、生产、处理、循环及最终处置的潜在的环境影响和环境因素
2、,能为各种材料、机械设备的使用提供准备环境影响评估结果。该文主要指相对碳排放管理的加速度上,速度由慢变快主要取决认同者的多少,认同者越多则速度越快且加速度越快,碳排放呈几何级数收稿日期:2023-07-08作者简介:成昊(1994),男,本科,工程师,从事公路项目建设管理工作。通信作者:申铁军(1980),男,本科,高级工程师,研究方向:碳排放计算模型。基于碳排放计算模型的某公路项目建设期碳排放源分析成昊1,申铁军2 (1.山西路桥第六工程有限公司,山西 晋中 030600;2.山西路桥建设集团有限公司,山西 太原 030006)摘要文章采用了生命周期理论将沥青半刚性路面建设期进行了阶段划分并
3、建立了碳排放定量计算模型,结合山西省霍州至黎城高速公路项目,分析路面工程建设过程的碳排放,通过量化该项目的沥青半刚性路面建设过程碳排放,分析关键碳排放源,依据分析结果对项目用电安排进行了优化。结果表明,沥青半刚性路面建设过程中的碳排放特征符合“帕累托法则”,同时降低电能耗也可为降低碳排放量作出贡献。关键词碳排放;管理周期理论;碳排放特征中图分类号U411文献标识码B文章编号2096-8949(2023)17-0168-03半刚性沥青路面建设过程碳排放原材料生产场外加工运输路面施工其他研究范围以内生石灰生产集料生产沥青生产煤生产水泥生产矿粉生产石灰土生产沥青混合料生产产水泥稳定碎石生生产原材料运
4、输混合料运输摊铺碾压沥青洒布洒水养生封层研究范围以外人员生活施工过程化学反反应设备制造设备运输图 1管理周期理论背景下的沥青半刚性路面建设期的碳排放的变化。山西省霍州至黎城高速公路沥青半刚性路面建设期的碳排放见图 1。1.2碳排放计算模型分析(1)建设期碳排放计算模型的计算公式如下:C=Cr+Cm+Ct+Cp(1)式中,C 建设期半刚性沥青路面的碳排放总量(kgCO2);Cr 原材料的碳排放量(集中生产阶段)(kgCO2);Cm 碳的排放量(场外加工阶段)(kgCO2);Ct 碳的排放量(场外运输阶段)(kgCO2);Cp碳的排放量(现场施工阶段)(kgCO2)。(2)原材料碳排放量(集中生产
5、阶段)Cr的计算公式如下:Cr=UriFri(2)式中,Uri 第 i 种材料用量(原材料生产阶段)(t或 m3);Fri 第 i 种材料因子(碳排放)(kgCO2/m3或 kgCO2/t)。(3)碳排放量(场外加工阶段)Cm的计算公式如下:Cm=EmjFmj(3)式中:Emj能耗量(第j种机械)(kg或kWh);Fmj 碳排放因子(第 j 种机械能耗)(kgCO2/kg 或kgCO2/kWh)。Emj=NmjWmj(4)式中,Emj能耗量(第j种机械)(kg或kWh);Nmj 台班(使用第 j 种机械的台班数量)(台班);Wmj 台班能耗量(第 j 种机械单位)(kg/台班或kWh/台班)。
6、(4)碳排放量(路面施工阶段)Cp计算公式如下:2023 年第 4 卷第 17 期169交通科技与管理理论研究Cp=EpjFpj(5)式中,Epj 能耗量(第 j 种机械)(kg 或 kWh);Fpj 碳排放因子(第 j 种机械能耗)(kgCO2/kg 或kg CO2/kWh)。Epj=NpjWpj(6)式中,Npj 台班(第 j 种机械的台班数量)(台班);Wpj 台班能耗量(第 j 种机械单位)(kg/台班或 kWh/台班)。(5)碳排放(运输阶段)具体的计算公式如下:Ct=CtrCtm(7)式中,Ctr 碳排放量(材料运输阶段)(kgCO2);Ctm 碳排放量(混合料运输阶段)(kgCO
7、2)。Ctr=AiLiYi(8)式中,Ai 运输量(运输阶段第 i 种材料)(t);Li 碳排放因子(运输第 i 种材料),kgCO2/(tkm);Yi 运输距离(运输第 i 种材料)(km)。Cm=EtmqFtmq(9)式中,Etmq 能耗量(第 q 种运输装备混合料运输阶段)(kWh 或 t);Ftmq 碳排放因子(第 q 种运输装备能耗混合料运输阶段)(kg CO2/kWh 或 kgCO2/kg)。Etmq=NtmqWtmq(10)式中,Ntmq台班(第q种运输装备台班数量)(台班);Wtmq台班能耗量(运输阶段的第q种运输的装备)(kWh/台班或 kg/台班)。2项目建设期碳排放的分析
8、山西省霍州至黎城高速公路路面工程合同工期按照两个阶段安排:第一阶段:K0+000K128+120,交工日期为 2023 年9 月 30 日;第二阶段:K128+120K153+142.888,交工日期为2024 年 10 月 31 日。路面结构类型及主要工程量见表12。(1)主线特重交通方向(霍州至黎城段)路面结构组成:4 cm(ARAC-13)+6 cm(AC-20C)+12 cm(ATB-30)+基层 40 cm 水泥碎石+底基层 20 cm 水泥碎石。(2)主线重交通方向(黎城至霍州段)路面、互通路面结构组成:4 cm(ARAC-13)+6 cm(AC-20C)+6 cm(AC-20C)
9、+基层 38 cm 水泥碎石+底基层 20 cm水泥碎石。表 1路面结构类型设计表路基类型主线及互通收费站主线特重交通方向(霍州至黎城段)主线重交通方向(黎城至霍州段)互通上面层4 cm 细粒式废胎胶粉复合沥青 ARAC-13 混凝土4 cm 细粒式废胎胶粉复合沥青 ARAC-13 混凝土4 cm 细粒式废胎胶粉复合沥青 ARAC-13 混凝土28 cm 厚的水泥混凝土面板中面层中粒式 6 cm 抗车辙沥青 AC-20C 混凝土中粒式 6 cm 抗车辙沥青 AC-20C 混凝土中粒式 6 cm 抗车辙沥青 AC-20C 混凝土现场养护用水计划利用沿线河道水源或取水点运输解决下面层12 cm 厚
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