网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文：

　

标题 沥青面层施工能耗计算及其影响因素
范文 刘亚涛++刘会琦++武民乾++王永浩??



摘要：为全面了解沥青路面面层修筑的能耗水平，通过建立基于定额法的沥青面层施工能耗计算方法，计算了典型路面结构的沥青面层施工能耗并分析了其影响因素。结果表明：在混合料的生产、运输、摊铺及碾压等环节中，混合料生产过程的能耗最大；运输能耗随着汽车载重量的增大而降低；沥青面层施工能耗与机械设备的生产能力密切相关，其中拌和能耗随着拌和设备生产能力的提高逐渐降低。
关键词：沥青面层；施工能耗；计算方法；定额法
中图分类号：U416.217文献标志码：B
0引言
沥青路面是中国高等级公路的主要路面形式，占中国高等级公路的90%以上。沥青路面面层修筑过程的拌和、运输、摊铺与碾压均需消耗设备的燃油与电能，且排放大量的CO2等温室气体[13]。因此，测算沥青面层施工过程的能源消耗并分析其影响因素，全面了解沥青路面面层修筑的能耗水平，为路面材料的生态设计和清洁生产提供依据，实现施工工艺的低碳化设计，降低施工企业的生产成本，其意义显著。
本文在对比分析的基础上，优选出基于施工定额的沥青面层施工能耗的计算方法，并分析其影响因素。
1沥青路面施工阶段能耗的计算方法
根据数据来源及适用范围的不同，可将沥青面层施工阶段的能耗（以下称为施工能耗）计算方法分为3种，分别是理论计算法、现场实测法和定额法，3种方法计算能耗的流程，如图1所示[45]。
图1能耗计算方法流程
理论计算法是指以机械设备额定参数为基础建立能耗计算方法。现场实测法是指通过调查沥青面层现场施工的全部能耗，获取基准参数，并据此建立单位质量沥青混合料的能耗计算方法[6]。定额法是指以中国现行的《公路工程预算定额》（JTG/T B0602—2007）[7]和《公路工程机械台班费用定额》（JTG/T B0603—2007）[8]为基础，在计算出单位沥青混合料机械台班数之后，结合机械设备单位台班的能源消耗参数，进一步计算单位沥青混合料的能耗。
综合对比3种方法，现场实测法体现了机械设备运行的实际情况，调查计算结果精确，更接近实际情况，但现场实际情况复杂难以全面调查[9]；理论计算法与现场实测法正好相反，是根据机械设备的额定参数进行计算，但当设备的生产功率、设备老化情况、单耗或综合油耗等发生变化时，能耗计算结果会发生变化[10]；定额法由于通过多年计算与分析，结合当地历史经验，考虑到了施工机械、施工地区及混合料类型的差异性，具有可靠度高、可行性好的特点。综上，本文采用定额法计算沥青路面面层的施工能耗。
2沥青路面面层施工能耗的计算方法
沥青路面面层施工能耗，主要包括沥青混合料的生产、运输、摊铺及碾压的能源消耗，以重油、柴油等液体燃料消耗以及电力消耗为主。本文以细粒式沥青混合料为例，详细说明定额法的计算过程。
2.1沥青混合料生产能耗
通过预算定额确定生产 1 000 m3细粒式沥青混合料所需的机械台班数量，机械台班费用规定了每一机械台班的液体燃料及电力消耗量，由此可计算生产1 000 m3细粒式沥青混合料所需的液体燃料和电力消耗量，结果如表1～3所示。按照不同能源的热值，计算生产1 000 m3细粒式沥青混合料的总能耗，结果如表4所示。
2.2沥青混合料运输能耗
预算定额确定了运输 1 000 m3细粒式沥青混合料所需要的运输车辆台班数，机械台班费用定额规定了每一运输车辆每台班的柴油消耗量，由此可计算沥青混合料运输的能耗，结果如表5所示。
2.3沥青面层摊铺能耗预算定额确定了摊铺1 000 m3细粒式沥青混合料所需要的摊铺机械台班数，机械台班费用定额给出了每一摊铺机械台班的燃料消耗量，由此则可以计算摊铺1 000 m3细粒式沥青混合料的能耗，结果见表6、7所示。
2.4沥青路面碾压能耗
预算定额确定了碾压1 000 m3细粒式沥青混合料所需要的碾压台班数量，机械台班费用定额给出了每一碾压机械台班的燃料消耗量，由此则可以计算碾压1 000 m3细粒式沥青混合料的总能耗，结果见表8。
3典型结构沥青面层施工能耗计算与影响因素分析
3.1沥青路面工程项目简介
某高速公路全长20 km，双向四车道，路面宽为28 m，其中车道宽15 m、中央分隔带3 m、两侧路缘带15 m、硬路肩70 m、土路肩15 m，沥青面层所需材料数量如表9所示。上面层采用改性沥青细粒式沥青混凝土AC13，中面层为基质沥青中粒式沥青混凝土AC20，下面层为基质沥青粗粒式沥青混凝土AC25。
3.2沥青面层施工能耗计算与分析
沥青混合料生产设备为西筑4000型拌和楼，额定生产能力为320 t·h-1。根据基于施工定额的沥青面层施工能耗的计算方法，进一步计算出上、中、下面层沥青混合料的生产总能耗，结果如表10所示。
拌和楼生产能力为320 t·h-1，使用2台型号为LT6000型摊铺机。根据摊铺能耗的计算方法，可计算该工程的摊铺能耗，结果如表12所示。
基于施工定额的沥青面层施工能耗汇总结果见图2。由图2可知，在混合料生产、运输、摊铺及碾压4个环节中，能耗最大的为混合料生产环节，占总能耗的88.4%；其次为混合料运输环节，占总能耗的58%；碾压环节占44%，摊铺环节占44%。
3.3沥青面层施工能耗的影响因素分析
基于定额法的计算结果可得生产1 000 m3细粒式沥青混合料的总能耗，如图3所示。可见，拌和设备的生产能力越高，意味着生产效率也越高，生产单位沥青混合料的能耗也越低，生产能力为320 t·h-1的拌和设备比30 t·h-1的能耗降低了17.8%。
1 000 m3沥青混合料的运输油耗如图4所示。由结果可知，单位质量混合料的运输总能耗随着运距的增加产生线性增加；随着汽车载重量的增大，汽车空返次数减少，总能耗也随之降低，载重20 t的运输总能耗是载重10 t的70%左右。
当拌和设备生产能力提高时，为适应生产效率，必须配备更大型的摊铺碾压设备与之配套。生产效率的逐渐提高，使得单位质量沥青混合料的摊铺与碾压能耗降低，如图5、6所示。
4结语
（1）通过对比理论计算法、现场实测法与定额法的优缺点，因定额法具有适用性广、可靠度高等优点，推荐采用定额法计算沥青面层的施工能耗。
（2）计算了典型路面结构的沥青面层施工能耗，发现在混合料生产、运输、摊铺及碾压4个过程中，混合料生产过程能耗最大，占总能耗的88.4%，其他3个过程仅占11.6%。
（3）沥青面层施工能耗与机械设备的生产能力密切相关，拌和能耗随着拌和设备生产能力的提高逐渐降低；拌和设备生产能力提高时，为适应生产效率，必须配备更大型的摊铺与碾压设备，使得摊铺与碾压能耗随之降低；运输能耗随着汽车载重量的增大而降低。
参考文献：
[1]王新岐，陈姣，王朝辉，等.沥青混合料施工机械能耗量评价研究[J].筑路机械与施工机械化，2015，32（11）：4548.
[2]朱浩然，蔡海泉，卢勇，等.基于LCA的沥青路面养护能耗测算及软件开发[J].交通建设与管理内刊，2014（22）：293298.
[3]王贺礼，谢运生，罗成龙，等.交通运输业温室气体排放现状及减排对策[J].能源研究与管理，2011（3）：911.
[4]蔺瑞玉，沙爱民，杨发林，等.沥青路面温室气体排放评价方法[J].长安大学学报：自然科学版，2014，34（6）：1926.
[5]杨博，张争奇，张慧鲜.沥青路面节能减排量化评价方法[J].公路交通科技，2014，31（1）：3238.
[6]程玲，闫国杰，陈德珍，等.温拌沥青混合料摊铺节能减排效果的定量化研究[J].环境工程学报，2010，9（4）：21512155.
[7]宋静静.不同拌和类型沥青混合料能耗排放研究[D].西安：长安大学，2015.
[8]丁智勇，谢永平，王宝金，等.热拌沥青混合料生产和施工全过程能耗与排放评价[J].筑路机械与施工机械化，2016，33（2）：113116.
[9]扈惠敏，沙爱民，孙业香.沥青面层集料级配分布特征与质量控制[J].长安大学学报：自然科学版， 2009，29（5）：1216.
[10]张争奇，张苛，姚晓光，等.厂拌热再生技术能耗与排放量化分析[J].江苏大学学报：自然科学版， 2015，35（5）：615620.
[责任编辑：杜敏浩]
随便看

　

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

　

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间：2024/12/23 2:04:50