淺談低碳生態型公路修建技術

王 偉

武黃高速公路管理處

胡錦濤同志在十八大報告中提出，大力推進生態文明修建。低碳生態型公路與傳統公路相比，從思想理念到實踐行動都存在著較大差別。從側重公路的功能因素、強調經濟效益的傳統狹隘的修建思想轉變為整體考慮區域經濟、環境、社會綜合系統的可持續發展思想；由傳統的以填方為主節約工程造價的修建模式轉變為利用各種高新技術、生物工藝、材料以減少對生態系統影響的修建模式；從單純注重公路經濟合理性、技術可行性的陳舊的評價方法轉變為綜合經濟、線性、環境、景觀、可持續發展的多目標評價體系。

1 材料的節省

公路的修建應利用生態無害修建材料，減少其在修建過程中的能耗，選取修建材料時，應多多選擇當地優質材品，進一步減少對環境的影響。逐步提高循環利用及再生材料的利用程度，減少不可再生材料的投入。此外，還應選用循環再生性能優秀的修建材料，減少對周邊的污染源。現介紹目前幾種常見節材技術。

1.1 廢舊利用路用技術：廢舊利用路用技術即將諸如廢棄輪胎、塑料用品等固體垃圾廢舊物通過多步工藝處理加入到瀝青，經過特制設備制作成為橡膠瀝青，同時具備改性瀝青的特性。這種特殊的改性瀝青作為低碳生態型瀝青改性劑加強路用能力，減少以往常規型SBS瀝青改性劑用量。廢舊材料也得到了循環利用，能源、資源節約進一步加強。

當今廢舊利用輪胎在公路上的應用開辟范圍逐步擴大，根據橡膠材質的加料方式不同，分為兩大類生產流程——干法流程與濕法流程。“干法流程”即把顆粒相比較粗的廢舊輪胎粉末加入集料中，而后直噴入熱拌瀝青拌制成橡膠型瀝青混凝土。“濕法流程”即把廢舊輪胎橡膠粉投放到基質瀝青，攪拌成具備改性瀝青特性的橡膠瀝青，不論是在開級配、間斷級配還是密級配瀝青混凝土中，都可以用作黏結料。濕法流程制造的橡膠瀝青可以應用于瀝青混凝土、碎石封層、水泥公路填縫料以及應力吸收層。干法流程產生的橡膠瀝青僅僅能應用于瀝青混凝土，干法與濕法相比具有流程簡單、利用廢舊輪胎多以及成本低廉的好處。而濕法的橡膠瀝青可對基質瀝青進行改性，提升瀝青路用性能比較明顯。

1.2 瀝青路面再生利用技術：舊瀝青路面的再生利用，就是將舊瀝青路面經過路面再生專用設備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。瀝青再生技術一般可分為四大類：廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地熱再生和就地冷再生。國外發達國家在此方面的生產工藝和與之配套的各種挖掘、銑刨、破碎、拌和等機具研制與開發方面取得了顯著地成就。我國在瀝青路面再生利用方面進行了多項系列的研究，出臺了再生技術規范，再生技術在國內正在逐步推廣開來，該技術的有效應用可以提高瀝青路面的再生利用率，節約大量的砂石材料和瀝青。

1.3 水泥路面再生利用技術：在舊破損水泥混凝土路面達到進入大中修要求范圍標準時，路用性能急劇降低而必須得重新進行加鋪，對原舊水泥混凝土路面進行再生利用，使原有水泥混凝土路面經過破碎技術變成新路面的基層部分，并在該“基層”上加鋪新瀝青公路。目前破碎穩固技術主要有三種：碎石化技術、打裂壓穩和沖擊壓實，國內較為嚴重的水泥路面一般采用碎石化技術進行再生利用。

1.4 建筑垃圾穩固路用技術

建筑垃圾穩固路用技術即改變建筑垃圾原本物理性狀，使之由“松”變“緊”，穩固成為滿足鋪筑公路要求的良好筑路材料，常用方法為添加固結劑。公路上松散的建筑垃圾性能不能滿足設計要求，需要一定的固結劑來穩定，用固結劑穩定的建筑垃圾可用于公路的路基、墊層與基層。經過改善處理并再生利用，起到了資源節約和廢舊為寶的效果。建筑垃圾不僅影響城市環境，還造成土地、能源資源的大浪費。統計數據顯示，國內建筑垃圾轉化率不足5%，而歐洲等發達地方每年轉化利用率超過90%，亞洲的日韓發達國家，更是建筑垃圾轉化率率超過97%。

2 能源的節約

2.1 泡沫瀝青穩定碎石基層

泡沫瀝青混合料的強度與水泥穩定、石灰穩定材料等半剛性材料比較接近，而且具備了柔性路面的某些特征，不僅具有較好的抗疲勞性質，而且用以取代半剛性材料鋪筑公路的基層可以有效減少反射裂縫；泡沫瀝青混合料用于施工后開放交通時間短，即拌和即壓實即可開放交通，特別是在城市公路維修應用中，可以明顯減少對車流量較大的公路的直接影響；泡沫瀝青混合料是一種低碳、價值率高的公路材料，在泡沫瀝青混合料的生產中，只需將瀝青加熱，集料在冷、濕狀態下與泡沫瀝青拌和，可以減少大量的熱能耗散；泡沫瀝青穩定石料的選材范圍很廣，可以根據工程特征就地取材，如破碎的瀝青混凝土回收料RAP、質量較好的碎石料、等級較低的礦石和礦渣等；黏結性能良好是泡沫瀝青的特性，可以較好和冷、濕集料黏結，所以它可以在陰雨等不利天氣下進行正常施工，而不會影響施工層的質量。

2.2 溫拌瀝青混合料路面

溫拌瀝青混合料技術是通過降低瀝青混合料的拌和與攤鋪溫度，達到降低瀝青混合料生產過程中的能耗與二氧化碳及粉塵排放量的目的。傳統熱拌瀝青混合料的拌和溫度比溫拌瀝青混合料高30至50度，直接影響二氧化碳排放量降低30%左右，能源消耗降低30%，低碳效果明顯。目前溫拌瀝青混合料不僅用于新建工程中，而且還用于改建工程中。

3 水源的節約

雨水在城市水循環系統和流域水環境系統中起到十分重要的作用，是十分寶貴的資源。傳統筑路材料造成了公路多為不透水密實面層，在一定程度上導致雨水流失量增加和城市水循環系統平衡被破壞。其在引發一系列城市環境與生態失調問題的同時，我們必須清楚認識到合理規劃路表雨水徑流途徑，最大限度地降低地表徑流，是需要采用多種滲透措施增加雨水的滲透量。透水性鋪面在目前工程應用中就是一種比較好的解決方案，一是因為它從上到下結構性質統一，面層和基層都利用了透水性材料組成，雨水順利通過透水性面層、透水性基層，最后滲透到土基中；二是因為透水性鋪面能夠調節城市空間的溫度和濕度，消除熱島現象。在雨水迅速地滲入地表后，被還原為地下水，使得地下水資源得到及時補充，保持了土壤濕度，改善了城市地表植物和土壤微生物的生存條件，進一步影響了城市大環境。

4 噪聲污染的降低

目前城市中噪聲污染約有百分之七十是公路交通噪聲。低噪聲路面可以分為多孔排水性瀝青路面與橡膠瀝青路面兩類。多孔排水性瀝青路面主要是由于它的紋理構造和空隙可以吸收被壓入的空氣，并通過連通孔隙排放，從而減少了噪聲的產生。國外研究者曾對多個國家的干道網進行錄音檢測，證明多孔路面與一般瀝青路面相比較確實具有良好的聲學性能。

橡膠瀝青路面，最早是1981年在比利時出現，當時用作為減少公路交通噪聲的一種有效措施。1984年法國采用橡膠瀝青鋪筑了沿塞納河的城市公路，發現在沒有載重車時可降低噪聲3～5分貝，有5%的重車時可降低噪聲2～3分貝。通過研究顯示，橡膠瀝青混合料有較好的降噪效果。

5 公路生態景觀的綠化

豐富的植物資源是進行公路生態綠化景觀的基礎，通過光合作用的釋放氧氣吸收二氧化碳，蒸騰作用的降溫散熱、根系礦化作用凈化地下水等生理活動的影響，改善周邊生態系統。而生態邊坡能夠保障邊坡穩定，防止水土流失，保證公路運營的安全；同時生態邊坡改善公路綠化景觀，維持生態系統平衡，并發揮生態邊坡的儲碳功能。