一種瀝青面層施工碳排放評價方法與流程
2023-09-22 23:01:30
本發明屬於節能減排
技術領域：
，具體涉及一種瀝青面層施工碳排放的評價方法。
背景技術：
：隨著全球氣候變暖帶來的危害日益嚴重，人們逐漸認識到控制溫室氣體的排放已經刻不容緩，而co2、ch4、n2o作為溫室氣體的主要組成部分，是節能減排的重點研究對象，由於co2在溫室氣體中所佔比例最大，約為60％，因此，常用碳排放一詞作為溫室氣體的總稱，在計算碳排放量時將其他溫室氣體換算成當量co2，以便計算溫室氣體的排放總量，進而判斷溫室效應的強烈程度。道路交通行業是能耗與碳排放的重要來源之一，公路交通基礎設施建設所產生的碳排放也逐漸引起人們的重視。統計數據顯示，我國交通行業碳排放量每年約為4.53億噸，預計到2030年將達到11.08億噸，道路基礎設施建設以化石燃料為能源，且瀝青混合料在高溫情況下產生較多的溫室氣體，與當前國際社會所倡導的節能減排不相符，可見，道路行業的低碳技術研究具有很大的前景。國內外對瀝青面層施工碳排放進行了一些研究，但研究過程中存在以下兩點不足：一是瀝青面層施工碳排放研究主要根據能源展開，對瀝青混合料高溫排放研究尚未開始，對碳排放的定量計算尚屬探索階段；二是我國缺乏系統的瀝青面層施工碳排放評價方法，評價指標及分級標準無法明確，以致低碳技術開發與應用缺乏必要的理論依據，沒有明顯的針對性，不利於建設低碳環保型瀝青面層。技術實現要素：針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於，提供一種瀝青面層施工碳排放評價方法以有效應用於實際工程中，該評價方法對當前瀝青面層施工過程中的碳排放量進行計算，針對碳排放程度進行分級，對於判別在建的瀝青面層碳排放是否合格提供了合理且客觀的依據。為了實現上述任務，本發明採用以下技術方案：一種瀝青面層施工碳排放評價方法，包括以下步驟：步驟一，施工碳排放來源劃分將瀝青面層施工碳排放來源按照氣體調查與檢測的不同階段劃分為場地堆料、集料上料、集料加熱、瀝青加熱、瀝青混合料拌合、瀝青混合料運輸、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓共8個單元；步驟二，選定能源消耗碳排放計算參數選取能源發熱量、能源碳排放因子和全球變暖潛值作為計算參數，並將二氧化碳、甲烷和氧化亞氮轉化為當量碳排放；步驟三，能源消耗碳排放量的計算瀝青面層施工中能源消耗碳排放來源有：柴油、煤、重油和天然氣，其中天然氣又分為管道天然氣和壓縮天然氣，各來源的消耗碳排放量計算如下：下面的計算公式中，i和j分別代表單元過程和溫室氣體的類型，其中：i＝1代表場地堆料、i＝2代表集料上料、i＝3代表集料加熱、i＝4代表瀝青加熱、i＝5代表瀝青混合料拌合、i＝6代表瀝青混合料運輸、i＝7代表瀝青混合料攤鋪、i＝8代表瀝青混合料碾壓；j＝1代表二氧化碳、j＝2代表甲烷、j＝3代表氧化亞氮；①按照下式計算柴油消耗碳排放量：式中，eei為柴油溫室氣體排放量(mg/kg)；vi為柴油消耗量(l)；ηi為柴油氧化率(％)；ρi為柴油密度(kg/l)；qi為柴油發熱值(mj/kg)；efj為基於柴油發熱量的碳排放因子(mg/mj)；gwpj為全球變暖潛值；公式(1)用於計量以柴油為能源的場地堆料、集料上料、瀝青混合料運輸、攤鋪及碾壓單元過程中的碳排放的計算；②按照下式計算煤/重油碳排放：式中，eei為煤/重油的溫室氣體排放量(mg/kg)；mi為煤/重油的消耗量(kg)；ηi為煤/重油燃燒率(％)；qi為煤/重油發熱值(mj/kg)；efj為基於煤/重油發熱值的排放因子(mg/mj)；公式(2)用於瀝青加熱、集料加熱單元過程中以煤/重油作為能源的碳排放計算；③按照下式分別計算管道天然氣和壓縮天然氣碳排放：管道天然氣碳排放量計算公式如下：壓縮天然氣碳排放量計算公式如下：上面兩式中，eei為天然氣碳排放量(mg/kg)；vi為天然氣消耗量(m3)；ηi為天然氣的氧化率(％)；μ為液化天然氣液化比(％)；qi為天然氣單位發熱量(mj/kg)；efj為基於天然氣發熱量的碳排放因子(mg/mj)；公式(3)、(4)用於瀝青加熱、集料加熱單元過程中，以天然氣作為能源的碳排放計算；步驟四，瀝青混合料高溫碳排放量計算瀝青混合料高溫碳排放發生在瀝青加熱、瀝青混合料拌合、瀝青混合料運輸、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓單元過程；①按照下式計算瀝青加熱高溫碳排放量：式中，eci為瀝青加熱氣體排放量(mg/kg)；ρij為第i單元第j種溫室氣體現場檢測濃度；a為瀝青用量(t)；pa為瀝青用量與集料用量的比值，v為容器體積(l)；gwpj為第j種溫室氣體的全球變暖潛值，g為瀝青質量(t)；②按照下式計算瀝青混合料拌合過程高溫碳排放量：式中，eci為瀝青混合料拌合碳排放量(mg/kg)；ρij為第i單元第j種溫室氣體現場檢測濃度；gwpj為第j種溫室氣體的全球變暖潛值；v為拌合樓出料氣體排放速度(m/s)；s為拌合樓出料口面積(m2)；g為拌合樓單位時間內混合料出料量(t)；t為瀝青混合料出料時間(s)；③按照下式計算瀝青混合料運輸高溫碳排放量：式中，eci為瀝青混合料運輸碳排放量(mg/kg)；ρij為第i單元第j種溫室氣體現場檢測濃度；gwpj為第j種溫室氣體的全球變暖潛值；g為運輸車的載運量(t)；s為運輸車車廂面積(m2)；v為行車速度(km/h)；t為運輸車行駛單位公裡所用時間(h)；④按照下式計算瀝青混合料攤鋪高溫碳排放量：式中，eci為瀝青混合料攤鋪碳排放量(mg/kg)；ρij為第i單元第j種溫室氣體現場檢測濃度；gwpj為第j種溫室氣體的全球變暖潛值；x1為路面攤鋪寬度(m)；y1為路面攤鋪長度(m)；h為面層厚度(m)，t為攤鋪1m需要的時間(s)；v為攤鋪速度(m/s)；ρs為路面鑽芯取樣密度(g/cm3)；g為計算面積內的混合料質量(t)，g＝ρs·x1·y1·h；⑤按照下式計算瀝青混合料碾壓高溫碳排放量：上式中，t1為排放氣體濃度趨於大氣濃度時所需要的時間，其餘參數含義同式(8)；步驟五，按照下式計算各單元過程的碳排放總量：式中，e為碳排放總量；ee為能源消耗碳排放總量；ec為瀝青面層施工高溫碳排放總量；步驟六，建立碳排放評價基準值，並對碳排放進行等級劃分；步驟七，根據碳排放總量、碳排放評價基準值和碳排放等級劃分，分別建立瀝青面層的上面層、中面層和下面層碳排放總量評價標準；在確定了每個面層碳排放基準值的基礎上，結合發明人實際調研的16個路段各單元過程每個面層碳排放比重的平均值，可以確定單元過程碳排放評價的基準值，由瀝青面層各單元施工碳排放總量能夠得到各單元過程碳排放的比重，以各面層碳排放比重的平均值作為代表值，得到瀝青面層施工各單元過程碳排放比重，以減排目標碳排放基準值、單元過程碳排放比重及面層碳排放評價基準值就能得出不同面層不同單元的碳排放評價基準值，以碳排放評價基準值對應的碳排放等級劃分對瀝青面層施工碳排放進行評價。步驟八，建立8個單元過程對應的面層碳排放評價基準值，按照下式計算各單元過程的碳排放評價基準值：ei0＝ωi·e0上式中，ei0為i單元過程減排目標排放基準值；ωi為i單元過程碳排放比重；e0為減排目標碳排放基準值。所述的碳排放比重為各單元過程對應的3個面層中，每個面層的單元過程碳排放量佔總碳排放量的比值。進一步地，所述的步驟二中，所述的能源發熱量選取《中國統計年鑑2014》中提供的能源發熱量作為我國瀝青面層施工能源發熱量，進行能源消耗碳排放的計算；所述的能源碳排放因子是根據能源發熱量所提出的判斷能源溫室氣體排放程度的一個重要參數，表徵不同能源產生溫室氣體的能力的大小，本發明採用apcc所提供的能源碳排放因子作為我國瀝青面層施工碳排放因子；所述的全球變暖潛值是衡量各種溫室氣體產生溫室效應能力的大小，為了便於在碳排放計算時，將各種溫室氣體轉換成當量二氧化碳，進行碳排放的計算，本發明選取世界氣候變化專門委員會apcc提出的全球變暖潛值作為計算參數。進一步地，所述的步驟四中，在進行瀝青面層高溫碳排放計算時，由於甲烷是可燃氣體，在傳感器設置中採用的是可燃氣體的百分比含量，而在碳排放計算中無法由可燃氣體的百分比含量直接轉換為質量，需要將可燃氣體的百分比含量轉換成體積濃度，轉換公式為：ppm＝％lel*lel(vol％)*100式中，ppm為所測量氣體的體積濃度；％lel為所測量氣體體積百分比濃度；lel(vol％)為可燃氣體對應量程的爆炸下限；本方案中，碳排放檢測所用儀器為zr‐3100型多氣體檢測儀，而該儀器甲烷的量程為0～100％，所對應的爆炸下限為5％vol，通過體積濃度轉化公式將甲烷轉換成體積濃度，統一了測量氣體單位，而瀝青面層施工碳排放計算是以質量濃度為基礎，因此，需要將體積濃度轉換為質量濃度，轉換公式為：式中，ρ為排放氣體的質量濃度(mg/m3)；m為氣體相對分子量；ppm為測定氣體的體積濃度；t為溫度(℃)；ba為壓強(mpa)。進一步地，所述的步驟六中，碳排放評價基準值選取「減排目標值」、「實測碳排放平均值」、「95％保證率的置信上限」作為碳排放等級劃分的分界值；所述的減排目標值是根據國家「十二五」減排目標值計算得到，反映的是國家政策規劃值，是全國交通行業的一個減排計劃，是比較理想的狀況；所述的實測碳排放平均值是根據調查施工路段碳排放的平均值計算得到；所述的95％保證率置信上限是根據各面層碳排量計算得到樣本均值的估計值；將碳排放的等級劃分為a等、b等、c等和d等，其中，a等和b等的分界值為「減排目標值」，b等和c等的分界值為「實測碳排放平均值」，c等和d等的分界值為「95％保證率置信上限」。本發明與現有技術相比具有以下技術特點：1.以往的瀝青路面碳排放主要針對能源消耗碳排放進行研究，本發明方法包括了能源消耗產生的碳排放和施工現場檢測的瀝青及瀝青混合料的高溫碳排放兩部分，評價內容更加全面。2.在碳排放評價方法上，較為常用的主要包括兩種，一是生命周期評價法，二是綜合指標評價法，但這兩種方法評價指標不統一，指標權重一般藉助於層次分析法結合專家打分法計算，在支撐材料不充分時，易出現人為判斷錯誤，導致評價結果不準確，本發明採用當量碳排放作為評價指標，能夠直觀體現所調查項目的碳排放情況，也能降低人為因素對碳排放評價結果的影響，從而更好地進行瀝青面層施工碳排放評價。3.提出了將瀝青面層施工碳排放來源劃分為場地堆料、集料上料、集料加熱、瀝青加熱、瀝青混合料的拌合、運輸、攤鋪及碾壓共8個單元，每個單元根據碳排放碳源的不同又細分為能源消耗碳排放和瀝青及瀝青混合料的高溫碳排放，較為詳細的分析了瀝青面層施工碳排放的排碳來源並針對不同的能源及單元過程提出了計算公式。4.本發明對多個瀝青路面相應面層的能源消耗碳排放量和高溫碳排放量及每條瀝青面層的碳排放總量進行定量計算，在此基礎上對碳排放量進行分級，從而使分級更為客觀；碳排放評價基準值提供了衡量瀝青面層施工時碳排放的等級標準，對於判別在建瀝青面層碳排放是否合格提供了一個很好的評價方法。同時，本發明中對於碳排放量較高的地方進行了一定的分析，採取了相應的節能減排建議措施，以達到減緩溫室效應、建設綠色道路的目的。附圖說明圖1為瀝青面層施工過程碳排放來源示意圖；圖2為16條路段單元過程能源消耗碳排放均值的示意圖；圖3為瀝青加熱過程不同能源消耗產生的碳排放量示意圖；圖4為集料加熱過程不同能源消耗產生的碳排放量示意圖；圖5為瀝青加熱過程高溫碳排放量結果示意圖；圖6為瀝青混合料拌合過程高溫碳排放量結果示意圖；圖7為瀝青混合料運輸過程高溫排放量示意圖；圖8為攤鋪機溫室氣體檢測採樣分布結構示意圖；圖9為co2濃度沿攤鋪機寬度方向變化示意圖；圖10為ch4濃度沿攤鋪機寬度方向變化示意圖；圖11為n20濃度沿攤鋪機寬度方向變化示意圖；圖12為瀝青混合料攤鋪過程高溫排放量示意圖；圖13為co2排放濃度與時間的關係示意圖；圖14為ch4排放濃度與時間的關係示意圖；圖15為n20排放濃度與時間的關係示意圖；圖16為瀝青混合料碾壓過程高溫排放量示意圖；圖17為不同瀝青類型瀝青混合料高溫碳排放總量對比示意圖；圖18為不同油石比瀝青混合料高溫碳排放總量對比示意圖。具體實施方式需要說明的是，由於碳排放評價是建立在大量數據之上，為了儘可能體現瀝青面層施工工藝及碳排放水平，本發明採用現場調查和現場檢測相結合的方法，對全國多個省份的在建項目進行現場調查及檢測，進行數據取樣，主要包括陝西、河南、天津、雲南、甘肅、新疆、湖南等地的黃延高速一標、延延高速二標、薊汕高速八標、濱海新區西外環19標、三淅高速三標、三淅高速四標、西鹹高速、g310、g3014、西銅高速、保疼高速、永登至古浪高速、榆綏高速一標、榆綏高速二標、瀏澧高速、莊天二標共16條路段。以下通過能源消耗碳排放與高溫碳排放的計算參數和計算公式並結合具體的表格與附圖對16條路段的碳排放計算方法進行闡述，在此基礎上，計算出各路段碳排放量並建立碳排放分級標準和評價體系，為了便於了解本發明的評價方法，發明中以薊汕八標為例進行具體的實施例介紹。工程概況：薊汕八標高速位於天津市中心區東部，是天津高速公路網中九橫五縱的重要組成部分，裡程樁號為k0+4.137—18+k532.704，路線全長約18.529公裡，其中，路面寬度為22米，面層鑽芯取樣密度為ρs為2.45g/cm3，油石比為5.0％，瀝青標號為70#，壓實度98％，薊汕八標現場檢測溫度35℃，瀝青混合料高溫排放採用施工過程中的現場檢測。薊汕八標瀝青面層施工碳排放評價方法，包括以下步驟：步驟一，施工碳排放來源劃分瀝青面層施工碳排放來源按氣體調查與檢測的不同階段劃分為：場地堆料、集料上料、集料加熱、瀝青加熱、瀝青混合料拌合、瀝青混合料運輸、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓共8個單元；步驟一中劃分的8個單元的碳排放源界定為：一部分由機械設備運行與運輸車的能源消耗所產生的碳排放，另一部分由瀝青與瀝青混合料在高溫狀態下氣體揮發所產生的高溫碳排放。步驟二，選定能源消耗碳排放計算參數在進行能源消耗碳排放計算時，選取能源發熱量、能源碳排放因子和全球變暖潛值作為計算參數，將甲烷和氧化亞氮轉化為當量碳排放；能源發熱量：能源發熱量是能源燃燒所釋放出來的熱量，發熱量與能源類型有關，本發明採用我國公布的《2014中國統計年鑑》中提供的能源發熱量作為瀝青面層施工能源發熱量，能源發熱量如表1所示。表1能源發熱量能源名稱能源發熱量(mj/kg)當量標準煤折算係數煤20.3080.7143重油41.8161.4286柴油42.6521.4571天然氣38.9311.330能源碳排放因子：表徵不同能源產生溫室氣體能力的大小，本發明採用ipcc提供的碳排放因子作為計算參數，能源碳排放因子見表2。表2能源碳排放因子全球變暖潛值：表徵不同溫室氣體產生溫室效應能力的大小，發明中選用世界氣候變化專門委員會ipcc提出的全球變暖潛值作為計算參數，全球變暖潛值見表3。表3全球變暖潛值溫室氣體gwp甲烷(ch4)25氧化亞氮(n2o)298二氧化碳(co2)1步驟三，能源消耗碳排放量的計算瀝青面層施工中能源消耗碳排放來源主要有柴油、煤、重油和天然氣，其中，天然氣又分為管道天然氣和壓縮天然氣；施工單元過程中，源消耗產生的碳排放主要來自於施工機械及設備的運行與使用，能源消耗類型見表4；表4單元過程能源消耗類型由於瀝青面層施工過程中施工工藝、能源類型、施工機械的新舊程度與型號等不同，對碳排放的影響不同，通過對柴油、煤、重油、天然氣等能源碳排放計算公式及能源消耗碳排放總量計算公式的計算，得到所調查16條路段能源消耗單元過程碳排放量及不同類型能源的碳排放量以及能源碳排放總量；其中，能源消耗單元過程碳排放量及能源消耗碳排放總量見表5，不同類型能源的碳排放量及能源消耗碳排放總量見表6。表5瀝青面層施工各單元能源消耗碳排放量(mg)表6不同能源類型瀝青面層施工碳排放量表5中，分別計算了16條路段單元過程能源消耗碳排放量及碳排放總量，以實測16條路段單元過程碳排放的均值為代表值，進行不同單元過程碳排放比較，比較結果見圖2所示。由圖2可知，不同單元過程碳排放差異較大，其中集料加熱碳排放明顯高於其它單元過程，約佔能源消耗碳排放總量的76.3％，瀝青加熱次之，約佔碳排放總量的15.7％，而其它單元過程碳排放量較小。因此，在低碳技術研究中，可以通過降低集料加熱和瀝青加熱單元過程的碳排放達到減排目的。表6中計算得出了16條路段能源類型及能源消耗量，並結合碳源調查及單元過程碳排放量，以所調查的16條路段集料加熱和瀝青加熱相同能源碳排放的均值為代表值，進行集料加熱和瀝青加熱單元過程不同能源類型的碳排放比較，比較結果見圖3所示。通過圖3中瀝青加熱和集料加熱單元過程不同能源碳排放比較發現，煤的碳排放量最大，重油次之，天然氣最小。其中煤的碳排放量是天然氣的1.33倍，重油碳排放是天然氣的1.12倍。因此，在低碳技術研究中，可以通過改變能源類型、提高清潔能源的利用等措施降低碳排放。步驟四，瀝青混合料高溫碳排放量計算瀝青混合料高溫排放主要發生在瀝青加熱、瀝青混合料拌合、運輸、攤鋪及碾壓的單元過程中；(1)瀝青加熱高溫碳排放計算採用zr‐3100型多氣體檢測儀對瀝青加熱過程溫室氣體進行現場檢測，檢測結果見表7所示。表7薊汕八標瀝青加熱氣體排放現場檢測氣體類型co2(ppm)ch4(％lel)n2o(ppm)樣本數(個)151515標準差11.8370.0730.734平均值5381.45.6變異係數(％)2.215.213.11代表值5381.45.6通過瀝青加熱單元過程溫室氣體排放濃度檢測樣本的標準差及變異係數分析，統計量滿足變異係數cv≤15％的要求，可以作為統計數據樣本。由表7中的現場檢測值，計算瀝青加熱單元過程中ch4的體積濃度：ppm＝％lel×lel(vol％)×100＝1.4×5×100＝7003種溫室氣體相對分子質量見表8所示。表8溫室氣體相對分子質量氣體類型co2ch4n2o相對分子質量441644根據表7中的濃度檢測值、表8中溫室氣體相對分子量，計算瀝青加熱過程中各溫室氣體的質量濃度：計算薊汕八標瀝青加熱單元過程碳排放量：在薊汕八標瀝青面層施工中，油石比pa＝5.0％，容器體積v＝5.6×10‐3m3，瀝青樣品質量g＝1.1kg，ρj為溫室氣體質量濃度，可得薊汕八標瀝青加熱單元過程碳排放：按照同樣的計算方法，可得到16條項目路段的瀝青加熱碳排放計算結果，如圖4所示。通過瀝青加熱單元過程瀝青高溫排放碳排放計算可知，g310和g3014路段瀝青高溫排放明顯高於其它單元過程；在瀝青面層施工碳源調查中發現，g310和g3014均是上面層鋪築，瀝青類型為sbs改性瀝青，瀝青加熱溫度高，排放量大。另外，瀝青加熱中溫度控制也是瀝青加熱高溫排放的一個影響因素。(2)瀝青混合料拌合高溫碳排放計算瀝青混合料拌合具有較高的溫度，釋放出較多的溫室氣體，因此，需要根據拌合樓的規格，建立瀝青混合料拌合過程的碳排放計算模型；現場檢測中，由於拌合樓一面封閉三面開放，故以拌合樓三面為採樣斷面，每個採樣斷面樣本量為15個，並以所有採樣點均值作為濃度代表值，採用zr‐3100型多氣體檢測儀進行檢測，檢測數據如表9所示。表9薊汕八標瀝青混合料拌合氣體排放現場檢測值通過瀝青混合料拌合單元過程溫室氣體排放濃度檢測樣本的標準差及變異係數分析，統計量滿足變異係數cv≤15％的要求，可以作為統計數據樣本；根據表9中ch4現場檢測濃度，計算瀝青混合料拌合過程中ch4的體積濃度：ppm＝％lel×lel(vol％)×100＝1.6×5×100＝800根據表9中氣體濃度檢測值、表8溫室氣體相對分子量、薊汕八標現場檢測溫度35℃等參數，計算瀝青混合料拌合過程中三種溫室氣體的質量濃度：計算薊汕八標瀝青混合料拌合過程碳排放量：拌合樓現場檢測參數如表10所示。表10薊汕八標瀝青混合料拌合過程現場檢測參數參數v(m/s)s(m2)g(t)t(s)數值0.311.44412根據計算得出的3種溫室氣體的質量濃度與拌合樓現場檢測的計算參數，代入瀝青混合料拌合過程中碳排放計算公式，得出薊汕八標瀝青混合料拌合碳排放量：用同樣的計算方法，可得出其餘15條路段的碳排放量，16條路段碳排放計算結果見圖5所示；由圖5可知，瀝青混合料拌合過程碳排放差異不明顯。需要說明的是：由於瀝青混合料拌合過程高溫檢測時間短，易受風速影響，在瀝青混合料現場檢測中，儘量選擇無風天氣，以提高檢測數據的準確性，同時加大檢測樣本量，降低樣本統計所造成的誤差。(3)瀝青混合料運輸高溫碳排放計算採用zr‐3100型多氣體檢測儀在運輸車車頂進行現場檢測，採樣點為3個，每個採樣點的樣本量為15個，以樣本均值作為代表值，瀝青混合料運輸氣體排放現場檢測結果見表11所示。表11薊汕八標瀝青混合料運輸高溫氣體排放現場檢測結果通過瀝青混合料運輸單元過程溫室氣體排放濃度檢測樣本的標準差及變異係數分析，統計量滿足變異係數cv≤15％的要求，根據表11現場檢測氣體體積濃度，可計算瀝青混合料運輸過程中ch4的體積濃度為：ppm＝％lel×lel(vol％)×100＝1.7×5×100＝850根據表11中的濃度檢測值、表8中溫室氣體相對分子量、薊汕八標現場檢測溫度35℃等參數，計算瀝青加熱過程中3種溫室氣體的質量濃度：計算薊汕八標瀝青混合料運輸碳排放量：天津薊汕八標瀝青混合料運輸車車廂長7.25m，寬2.496m，載運量77t，運輸車的行車速度25km/h，代入溫室氣體質量濃度ρij，可得瀝青混合料運輸碳排放量：根據瀝青混合料運輸過程高溫排放計算公式及薊汕八標瀝青混合料運輸參數，對薊汕八標瀝青混合料高溫排放進行了計算，高溫排放量為204340mg。用同樣的方法對其餘15條路段瀝青混合料運輸高溫碳排放進行計算，計算結果如圖6所示。由圖6可知，黃延一標、延延二標、g3014瀝青混合料運輸高溫排放明顯高於其它路段，通過碳源調查及影響因素分析可知，瀝青混合料運輸受載運量、車廂面積等影響，在現場檢測中，應綜合考慮這些影響因素，降低運輸過程瀝青混合料高溫碳排放的影響。(4)瀝青混合料攤鋪高溫碳排放計算採用zr‐3100型多氣體檢測儀對薊汕八標瀝青混合料攤鋪進行現場檢測，在瀝青混合料攤鋪氣體檢測中，採樣點為5個，每個採樣點樣本量為10個，瀝青混合料攤鋪氣體排放檢測採樣點分布如圖7所示；對採樣點樣本數據進行標準差、變異係數分析，統計量滿足變異係數cv≤15％的要求，可以作為統計數據樣本，瀝青混合料攤鋪過程氣體排放檢測數據如表12所示。表12瀝青混合料攤鋪氣體排放現場檢測值需要說明的是：由於瀝青混合料氣體排放濃度隨著攤鋪機檢測位置的不同而有所差異，與攤鋪機攤鋪寬度存在一定關係，需要建立氣體排放濃度與攤鋪機寬度的數據關係，由表12碳排放現場檢測的平均值，分別得到co2、ch4及n2o濃度與攤鋪機端點的關係曲線圖，見圖8、圖9及圖10所示；圖9、10、11分別擬合了co2、ch4、n2o濃度與攤鋪機與端點距離的關係式，擬合曲線線性關係良好。對於不同的溫室氣體a、b、c三個參數取值不同，通過圖中擬合的公式，得出二次曲線y＝ax2+bx+c的係數取值如表13所示。表13二次曲線係數取值根據圖9、10、11所擬合的氣體濃度曲線及表13中的二次曲線係數，計算瀝青混合料攤鋪過程中ch4體積濃度為：ppm＝％lel*lel(vol％)*100＝-6x2+75x+805根據表12中的濃度檢測值與攤鋪寬度的擬合曲線、表8溫室氣體相對分子量、薊汕八標現場檢測溫度35℃等參數，計算瀝青混合料攤鋪過程中各溫室氣體的質量濃度為：薊汕八標在攤鋪過程中所採用的攤鋪機型號為中大1600型，攤鋪寬度11.1m，薊汕八標瀝青混合料攤鋪結構參數如表14所示。表14薊汕八標瀝青混合料攤鋪結構參數參數x1(m)y1(m)h(m)ρs(g/cm3)數值11.110.072.45根據瀝青混合料攤鋪氣體排放濃度與攤鋪機寬度的曲線擬合，計算薊汕八標瀝青混合料攤鋪過程高溫排放量為：採用同樣的計算方法並根據瀝青面層施工碳源調查及現場濃度檢測，對其餘15條施工路段碳排放進行有效計算，如圖11所示；由圖11可知，黃延一標、延延二標、g310和g3014高溫排放明顯高於其它施工路段，在瀝青面層施工碳源調查中發現他們屬於上面層的施工，而排放量相對較低的濱海新區西外環19標、薊汕南八標等路段為下面層施工，均採用道路石油瀝青，施工溫度低，瀝青混合料高溫排放量低，因此，在瀝青面層施工碳排放評價中，可以根據施工面層的不同，分別提出不同的碳排放評價基準值。(5)瀝青混合料碾壓高溫碳排放計算採用zr‐3100型多氣體檢測儀對薊汕八標瀝青混合料攤鋪進行現場檢測，根據瀝青混合料碾壓氣體排放濃度及檢測時間，分別擬合氣體排放濃度與時間關係。co2、ch4、n2o排放濃度與時間關係分別如圖12、13、14所示；由圖12可知，隨著時間的增加，co2濃度逐漸減小，且排放濃度與時間呈良好的線性關係，關係式為：y＝5×10-5t2-0.241t+616.4由圖13可知，ch4濃度隨著時間的延長，濃度逐漸降低，排放濃度與時間關係為：y＝3×10-7t2-0.001t+1.14由圖14可知，n2o濃度隨著時間的增長，濃度逐漸降低，排放濃度與時間關係曲線為：y＝2×10-6t2-0.008t+8.056根據所擬合的ch4與時間關係曲線，計算瀝青混合料碾壓過程中ch4體積濃度：ppm＝％lel*lel(vol％)*100＝1.5×10-4t2-0.1t+570根據ch4轉換的體積濃度及擬合的co2、n2o與時間的關係式、表8中溫室氣體相對分子量、薊汕八標現場檢測溫度35℃等參數，計算瀝青碾壓過程中各溫室氣體的質量濃度：瀝青混合料碾壓溫室氣體的檢測是在瀝青混合料攤鋪之後進行的，檢測點相同，為了與瀝青混合料攤鋪保持一致，以攤鋪機攤鋪寬度作為橫向參數、以縱向1m為縱向參數，瀝青混合料碾壓計算參數與攤鋪計算參數相同，見表14；根據所計算的氣體質量濃度與時間關係及表14中的結構參數，計算薊汕八標瀝青混合料碾壓過程瀝青混合料高溫排放量為：依據同樣的計算方法，分別進行其餘15條瀝青面層施工路段碾壓過程高溫碳排放計算，結果見圖15；通過對薊汕八標瀝青混合料高溫排放的計算，得出該單元過程瀝青混合料高溫排放計算結果，如表15所示；表15薊汕八標瀝青混合料高溫排放(mg)單元過程瀝青加熱拌合運輸攤鋪碾壓碳排放量35182323420434098244115437364依據同樣的計算方法，分別對其餘15條瀝青面層各單元高溫碳排放進行計算，並得出每條路段總的高溫碳排放量，計算結果見表16。表16瀝青混合料高溫碳排放量(mg)由表16碳排放量計算結果可知，瀝青混合料碾壓單元過程高溫碳排放量最大，攤鋪碳排放量次之，其它單元過程瀝青混合料高溫排放量較低。瀝青面層高溫碳排放影響因素分析：在瀝青混合料高溫排放現場檢測中發現，瀝青混合料高溫排放與瀝青用量和瀝青類型有很大關係，本發明為了進一步研究影響瀝青混合料高溫排放的因素，對瀝青類型和油石比進行分析。(1)瀝青類型在所調查的16條施工路段中，修建瀝青面層使用的瀝青類型主要為道路石油瀝青、sbs改性瀝青和橡膠改性瀝青；通過不同路段瀝青面層施工全過程瀝青混合料高溫排放現場檢測及表16所得的瀝青混合料高溫排放計算結果，以相同類型的碳排放均值作為代表值，對不同瀝青類型施工全過程高溫碳排放進行比較，見圖16所示；由圖16可知，不同瀝青類型的碳排放量不同，其中道路石油瀝青碳排放量最低，sbs次之，橡膠瀝青最高，橡膠瀝青碳排放較sbs高26％，而橡膠瀝青和sbs較道路石油瀝青分別高156％和102％；因此，在低碳技術研究中，可以提高低碳瀝青混合料的使用、控制瀝青混合料施工溫度等措施，降低瀝青混合料的高溫排放，實現瀝青面層施工的低碳技術。(2)瀝青混合料油石比(瀝青用量與集料用量的比值)通過瀝青面層高溫碳排放現場檢測可知，瀝青混合料高溫排放主要來自於瀝青在高溫下的排放；由於瀝青面層施工碳排放評價以1噸瀝青混合料為功能單位，隨著油石比的增加，瀝青用量逐漸增大，需要對瀝青混合料高溫排放與油石比關係進行分析。根據施工路段瀝青混合料油石比的調查及表16中瀝青混合料高溫排放計算結果，對不同油石比瀝青混合料施工過程高溫排放進行比較，見圖17所示。由圖17可知，瀝青混合料高溫碳排放隨著油石比的增加而增大，擬合曲線公式為：y＝1183x-35.61因此，在瀝青混合料配合比設計時，應根據馬歇爾試驗方法，確定最佳油石比，進而降低瀝青混合料高溫排放。步驟五，瀝青面層施工碳排放總量的計算：瀝青面層施工碳排放總量的計算涉及能源消耗碳排放和瀝青及瀝青混合料的高溫碳排放兩大部分，按照下式計算各單元過程的碳排放總量：結合表5中瀝青面層施工各單元能源消耗碳排放量、表6中不同能源類型瀝青面層施工碳排放量及表16中瀝青混合料高溫碳排放計算結果，可得出16條路段瀝青面層碳排放總量，計算結果見表17。表17瀝青面層施工碳排放總量(mg)步驟六，建立碳排放評價基準值，並對碳排放進行等級劃分；(1)面層碳排放評價基準值碳排放評價基準值選取「減排目標值」、「實測碳排放平均值」、「95％保證率的置信上限」作為碳排放等級劃分的分界值，採用當量碳排放作為評價指標對瀝青面層施工碳排放進行有效評價；所述的減排目標值是國家「十二五」政策規劃的值，是全國交通行業的一個減排計劃值，是比較理想的狀況，各面層減排目標值如表18所示；表18瀝青面層施工各面層減排目標值面層結構碳排放比例(％)碳排放量e0(kg)上面層38.1741.261中面層34.5637.343下面層16.1629.474所述的實測碳排放平均值是所調查的16個施工路段碳排放的平均值；所述的95％保證率置信上限是根據表17碳排總量計算得到的樣本均值的估計值。需要說明的是，為了降低道路等級不同所引起的碳排放評價結果的差異，在瀝青面層施工碳源調查中，選取作業能力強、綜合素質高、施工質量有保證，對碳排放影響較小的高速公路、一級公路作為調查對象；在高等級瀝青面層面層設計中，面層結構一般包括上面層、中面層、下面層三部分，由於調查時間、工作能力、施工環境、經濟等因素的制約，很難對同一條路段進行三個面層的調查，在調查中，通常針對於一個面層開展調研，因此，在瀝青面層施工碳排放評價中，分別建立三個面層的評價基準值，實現不同面層的評價。(2)面層碳排放等級劃分為了更好地體現瀝青面層施工碳排放實際狀況，在碳排放評價中，將碳排放評價劃分四個等級，a等(優)、b等(良)、c等(中)、d等(差)，選取的評價分界值為減排目標值、實測碳排放平均值、95％保證率的置信上限；由於碳排放評價基準值是一個範圍，當區間範圍過大時，無法很好地為低碳環保減排效果的評價服務，因此，在碳排放評價基準值劃分中，將b等(良)和c等(中)進行二級劃分，以減排目標值與實測碳排放均值的區間中值、實測碳排放均值與95％保證率置信下限的區間中值作為二級劃分分界值，將b等和c等分別劃分為b‐1等、b‐2等和c‐1等和c‐2等。步驟七，根據碳排放總量、碳排放評價基準值和碳排放等級劃分，分別建立瀝青面層的上面層、中面層和下面層碳排放總量評價標準；由表18中各面層減排目標值及碳排放等級劃分標準可得到瀝青面層施工碳排放總量評價基準值，見表19所示。表19面層碳排放評價基準值為了更好地說明瀝青面層施工碳排放評價基準值，本發明以上面層為例進行評價基準值的計算。在表19中，a等與b等的分界值41.261kg為表18中的減排目標值；b等和c等的分界值47.018kg為實測碳排放均值，即表17中上面層實測碳排放均值，b‐1等和b‐2等的分界值是上面層減排目標值與實測碳排放均值的平均值，即(47.018+41.261)/2＝44.139kg；c等與d等分界值61.349kg是上面層實測碳排放量95％保證率置信上限，採用表17中上面層實測碳排放計算得到，c‐1等和c‐2等以實測碳排放均值與95％保證率置信上限的平均值作為分界值，即(47.018+61.349)/2＝54.183kg。瀝青面層各面層碳排放總量評價基準值的提出，不僅可以有效評價當前瀝青面層施工碳排放現狀，而且可以通過碳排放總量基準值，提出各單元過程碳排放評價基準值，用於單元過程碳排放評價。步驟八，建立8個單元過程對應的面層碳排放評價基準值：在瀝青面層施工碳源調查中，將碳源調查劃分為8個單元過程，每個單元過程由於能源消耗和混合料加熱溫度不同，排放效果存在差異，因此，在碳排放評價中，需要對單元過程進行有效評價，確定碳排放等級。在表19中已經確定了瀝青面層碳排放的基準值，再結合各面層單元過程碳排放比重，可以計算出單元過程碳排放評價基準值；在表17中，已知各路段單元過程碳排放量與總的碳排放量的基礎上，以各面層碳排放比重的平均值作為代表值，得出瀝青面層施工單元碳排放比重，見表20所示。表20瀝青面層施工單元過程碳排放比重單元過程上面層(％)中面層(％)下面層(％)場地堆料0.780.850.97集料上料0.980.971.18集料加熱41.0247.0359.28瀝青加熱8.459.5112.21瀝青混合料拌合0.040.050.06瀝青混合料運輸0.710.690.82瀝青混合料攤鋪4.353.723.11瀝青混合料碾壓43.6837.1822.37單元過程碳排放評價基準值計算公式為：ei0＝ωi·e0上式中，ei0為i單元過程減排目標排放基準值；ωi為i單元過程碳排放比重；e0為減排目標碳排放基準值。所述的碳排放比重為各單元過程對應的3個面層中，每個面層的單元過程碳排放量佔總碳排放量的比值。根據表19所確定的面層碳排放評價基準值、表20所確定的8個單元過程碳排放比重及單元過程碳排放評價基準值計算公式可分別計算得出8個單元的碳排放評價基準值；碳排放評價基準值提供了衡量瀝青面層施工時碳排放的等級標準，對於判別在建瀝青面層碳排放是否合格提供了一個很好的評價方法。下面將分別列出瀝青面層施工8個單元的碳排放評價基準值,評價基準值見表21至表28所示。表21場地堆料碳排放評價基準值表22集料上料過程碳排放評價基準值表23集料加熱過程碳排放評價基準值表24瀝青加熱過程碳排放評價基準值表25瀝青混合料拌合碳排放評價基準值表26瀝青混合料運輸碳排放評價基準值表27瀝青混合料攤鋪過程碳排放評價基準值表28瀝青混合料碾壓過程碳排放評價基準值以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案，而非對其進行限制，實施例中所有參數均通過現場檢測法和有關部門的碳排放統計資料獲得，儘管前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，仍然能夠通過對前述實施例所述的技術方案進行修改或進行相應的同等替換，而這些修改或替換，並不脫離本發明所要求保護的技術方案的範圍。當前第1頁12