沥青路面材料全生命周期评价研究

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当前,全球不可再生资源日益紧缺,而沥青路面在建设过程中需要消耗大量不可再生资源特别是能源,并排放各种废气和烟尘,对环境造成严重影响。目前对沥青路面建设过程中的能源消耗、资源利用和环境排放等一般采用定性分析,缺少具体的量化分析。因此,有必要对沥青路面建设过程的能源消耗、资源利用和环境排放进行量化分析,并在此基础上建立科学合理的沥青路面节能减排量化分析评价指标体系。论文利用生命周期评价方法(LCA)对沥青混凝土生命周期过程中的能源消耗、资源利用及污染物排放等进行评价,分别以废旧沥青混合料的四种再生技术为基础,系统分析研究采用不同再生方式再生的沥青混合料所铺筑沥青路面的环境负荷、环境影响类型和使用性能上的差异,获得再生沥青混凝土的综合价值指标P/IC(C:Cost成本,P:Performance性能,I:Impact环境影响)。通过沥青路面材料从原材料采集、使用、废弃和再生处理的整个生命周期的层次分析,提出并建立再生沥青混凝土生命周期评价的评价指标和评价体系。主要研究内容和结论如下:(1)采用LCA方法对沥青路面生产工艺进行研究分析,结果表明:对不可再生资源的影响为沥青路面建设过程中的主要环境压力,其中不可再生资源消耗、温室效应和酸化效应主要发生在原材料生产阶段,光化学烟雾和人体健康类型主要发生在材料运输阶段。(2)对厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生和就地冷再生四种不同的再生技术进行LCA评价,结果表明:厂拌热再生技术对环境造成的负荷最大,其后依次是厂拌冷再生技术、就地冷再生技术和就地热再生技术。(3)旧料掺配率对再生沥青混合料综合性能和综合价值指标的影响截然不同:若仅考虑沥青路面的路用性能,旧料掺配率越低,再生沥青混合料的综合性能越好;若结合考虑生产成本和对环境的影响,则随着旧料掺量的增加,再生沥青混合料的综合价值指标值升高。另外,再生剂的使用,对提高再生沥青混凝土的综合指标值有显著作用。(4)根据沥青路面节能减排评价指标体系原则,选取了能源消耗、资源利用、环境排放以及路面技术4个一级指标及各一级指标中的二级指标,采用层次分析法初步建立了沥青路面节能减排评价指标体系。
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