“双碳”背景下绿色公路建设节能减排策略

王文欢

摘 要：为实现我国碳达峰、碳中和的目标，坚持绿色低碳发展道路，本文围绕绿色公路建设进行研究，以“双碳”为背景，分析了公路工程建设面临的主要问题，重点阐述了“双碳”背景下绿色公路建设阶段的节能减排策略，包括资源再生利用、改进工艺技术、推广清洁能源、污染防治等措施。旨在构建面向公路工程的绿色施工体系，为现场作业提供专业指导，提高绿色公路项目的经济效益与生态效益。

关键词：“双碳”背景 绿色公路 节能减排

0 引言

近年来，我国为践行可持续发展观念，建成环境友好型社会，提出“碳中和”“碳达标”的双碳目标，强调减轻人类活动对生态环境造成的破坏程度，实现人与自然和谐共处。公路工程作为一类重要的建设工程，建设阶段造成大量资源浪费与恶化生态环境质量状况，已成为实现双碳目标的重要阻碍。公路建设体系的优化升级，是打造绿色公路工程的必经之路，也是完成绿色交通战略任务的关键。

1 “双碳”背景下公路建设期间面临的主要问题

1.1 资源低效利用

在公路建设期间，持续消耗大量资源，包括自然资源与不可再生资源，如沥青、钢材、表土等。在传统建设模式下，缺乏资源回收利用意识，没有对具备剩余利用价值的资源进行再生回用和循环利用，而是直接投入全新资源，这无疑会加剧生态环境负担，给环境建设造成无形压力，也会抬高工程造价成本。例如，在沥青路面建设期间，如果路面老化严重，或因工艺操作错误而导致路面结构严重损坏，并未运用到冷再生、热再生等养护技术，而是直接凿除原有路面，原位重新铺筑全新路面结构，路面材料被浪费。而在场地整理、路基开挖环节，开展大量表土剥离作业，表土含有丰富有机质与营养元素，直接把表土连同其他废料进行填埋处理，没有充分利用表土资源来修复公路沿线生态环境，后续造成地表植被恢复速度放缓的后果。

1.2 大气污染

在公路建设阶段，使用到诸多类型的机械设备，如挖掘机、摊铺机、压路机、沥青拌和楼，机械设备以化石能源为燃料，运行期间持续排放含有污染物质的尾气，一氧化碳、二硫氧化、氮氧化物等成分具备污染属性，持续污染当地大气环境。同时，由于缺少扬尘控制措施，在车辆行驶期间和路基开挖等工序环节，在风力作用下，粉尘颗粒向上漂浮，出现扬尘、落尘问题，也会污染大气环境，严重情况下恶化现场生产条件，工程人员吸入过量粉尘颗粒时还会出现呼吸系统感染等人体疾病。

1.3 噪音污染

噪音污染是工程建设活动最为常见的环境污染问题，地基处理、路基开挖、路面摊铺等工序环节都会产生较高分贝的噪音，工程人员长期处于噪声环境时，会逐渐损害人体听觉神经，严重时诱发心脑血管、消化道疾病等人体疾病出现，不利于保护工程人员职业健康安全。同时，施工噪音还会对外部环境造成一定程度影响，不同类型公路工程的噪声污染危害程度略有不同。一般情况下，市政道路工程噪声污染危害程度较为严重，由于地处人流密集与建筑物密集的城市区域，会对周边居民日常生活造成影响，高速公路工程噪声污染危害程度相对轻微。

1.4 水土流失

在公路建设期间，为开展各项施工活动，不可避免的破坏地表植被层与剥离表土，严重削弱当地生态环境自我修复能力，并因施工废弃物与施工废水处理不当而造成地下水污染、地表水污染、土壤污染等问题，长此以往，最终演变形成水土流失的复杂局面，生态环境受破坏程度不断加剧。针对此项问题，尽管一些公路工程采取边坡绿化等手段来恢复地表植被，但由于水环境与土壤环境被污染，无法给植物提供良好生长条件，很难在短期内彻底解决水土流失问题。

2 “双碳”背景下绿色公路建设阶段的节能减排策略

2.1 资源再生利用

减少工程建设期间的实际资源消耗量，是实现节能减排目标与保护生态环境的重要举措。因此，施工单位必须以资源再生利用作为绿色施工管理活动的重中之重，深入分析各类资源的浪费原因，评估资源剩余利用价值，制定专项资源再生利用方案。第一，表土资源再生利用。以沿线生态修复、废弃地复垦、景观绿化作为表土资源利用方向。例如，在修复边坡区域生态环境时，使用表土替代客土作为修复材料，采取表土喷播工艺，提前使用机械筛对表土进行筛分处理，滤除植物残体与碎石，避免出现堵管问题。随后，操纵湿喷机在坡面上液力喷播表土，喷播厚度控制在6-10cm以内。如果边坡为石渣为主的路堤填方边坡，则需要调整喷播厚度，率先在坡面上喷播厚度超过3cm的表土，再喷播草种或是铺设草皮来提供植被防护。第二，植物资源再生利用。在施工活动所破坏地表植被中存在乔灌木植物时，对植物进行迁移处理，保留植物土球，土球直径控制在6-8倍树木胸径，土球高度控制在60%-80%土球直径，开展断根修整作业，把树木临时迁移到苗圃进行假植处理，完成施工作业后，在地表恢复区域挖设种植穴，穴内回迁树木土球。第三，土石方再生利用。土石方本身属于一类土工材料，在隧道开挖等环节，对土石方物理性能进行检测，直接把物理性能优异的土石方当作施工材料[1]。例如，对于砂砾土、粉砂土、砂土等具备良好压实性能的优质土，用于路基填筑材料和基层填筑材料。而对于软黏土等含水率过高、无侧限抗压强度较低的劣质土，额外进行物理脱水与干燥处理，可用于营造隧道口、互通立交地形。

2.2 改进工艺技术

传统工艺技术在能耗、环境污染、碳排放量等方面的综合表现不够理想，随着双碳目标的提出，逐渐无法满足绿色公路工程的建设需求。因此，施工单位需要在保证工程建设质量的前提下，大力推广新推出的绿色施工技术，取代落后工艺技术。以温伴沥青技术为例， 取代早期的热拌沥青技术，使用基质沥青、温拌剂与集料作为原材料，拌和温度控制在120℃左右，基质沥青预热完毕后，倒入沥青总质量1%左右的温拌剂进行搅拌，再放入预热完毕的矿料与矿粉，直至沥青混合料搅拌成型，最后按照常规工艺做法来摊铺、碾压沥青路面，摊铺温度保持在130℃左右。根据现场施工情况来看，温伴沥青的拌和温度与成型温度具体为128℃与118℃，而热拌沥青工艺的拌和温度与成型温度分别为165℃与155℃，由于施工温度降低，可以在沥青混合料制备、沥青路面铺筑环节减少燃料耗用量与降低实际碳排放量，契合节能减排的可持续发展理念[2]。此外，还可选择对现有工艺技术进行绿色改良，以换填土层法为例，作为一项软基处理技术，为解决植被破坏问题，重点关注取土场、弃土场植被保护问题，合理划分作业面，就近利用原地植被，把场地原地貌树木进行移植养护处理，结束取土、弃土作业后，把植被复栽到开挖地段，加速植被恢复过程。

2.3 推广清洁能源

在传统建设模式下，持续消耗大量的化石能源，如柴油，化石能源不具备可再生属性，还会在能源利用期间持续排放一氧化碳、二氧化碳等污染气体。因此，在公路设计与现场施工阶段，都需要大力推广新型清洁能源，包括太阳能、电能、液化天然气等。例如，在沥青混合料制备环节，使用到液化天然气作为能源，简称为LNG，取代煤炭、柴油、重油等传统能源作为燃料，液化天然气以甲烷作为主要成分，平均热能利用率超过55%，远高于其他化石能源，消耗少量液化天然气即可批量制备沥青混合料，减少碳排放规模。在夜间施工期间，现场部署LED灯作为照明光源，搭配合理配光曲线，LED灯的光效利用率超过白炽灯等传统光源，以及荧光灯等高效光源，通过提高电能利用率来取得节能效果[3]。而在公路隧道照明系统搭建环节，应用到光导照明技术，也被称为导光管照明系统，隧道顶部地面安装集光器作为太阳光导入装置，隧道内部衬砌结构顶面安装漫反射器作为光输出装置，集光器与漫反射器通过导光管连接，作为光传输装置。在公路投运阶段，绝大多数时段通过光导照明系统进行照明，可以显著降低隧道照明系统的能耗水平与缩短人工照明时间。

2.4 污染防治

施工污染是绿色施工期间面临的首要问题，必须指定面向各类污染源的专项防治处理方案，才能营造更为健康的施工环境，从根源上预防大气污染等环境污染事件出现。以扬尘污染防治方案为例，运用设备冲洗、密封运输、地面洒水、局部遮盖四项污染防治措施。设备冲洗是在场地出入口规划冲洗区域，修建临时冲洗池，无论是工程机械还是工程车辆，在出入工程场地时，必须利用高压水冲洗表面灰尘，直至外观保持洁净状态。密封运输适用于沥青混合料、水泥等材料，在封闭容器内运输施工材料，也可选择在车厢上覆盖防尘布，避免材料形成扬尘、飘尘。地面洒水是配备洒水车，定期操控洒水车在工程场地与公路沿线洒水，提高粉尘重量，使得粉尘落在场地表面，不会随风扩散。局部遮盖是在土石方开挖回填、路基夯实等环节，在可能出现扬尘问题的位置遮盖防尘布。

2.5 全程绿化

为彻底解决水土流失问题，在短时间内恢复公路沿线地表植被并强化生态环境自净能力。在公路建设期间，施工单位应以全程绿化作为一项重要的绿色施工目标，搭配采取边坡绿化、边沟外侧绿化、隔离栅绿化、互通绿化等多项措施。第一，边坡绿化。以生长周期短、根系发达、易于管养的多年生草种作为绿化植物，采取一体化防护模式，运用植生带法、普通液压喷播植被法、土工格室法或是预应力锚索框架植被法等工艺技术来处理边坡，植物生长期间，利用根系作用来稳固边坡结构，还可以通过光合作用来增强固碳能力，持续吸收汽车尾气与空气中的二氧化碳。第二，边沟外侧绿化。在公路两侧预留足够空间作为绿化带，完成路基路面铺筑作业后，绿化带区域回填表土与栽植乔灌木作为绿化植物。绿化带既可以形成开闭空间，遮挡两侧视觉欠佳的建筑物，还可以增强水土保持能力，并减轻交通活动对当地生态环境造成的影响。第三，隔离栅绿化。对常规隔离栅进行绿化改造，隔离栅上栽植具备强大覆盖性能与环境适应能力的藤本植物，如爬山虎，同时强化固碳能力与增强隔离防护效果[4]。第四，互通绿化。根据场地情况来选择互通绿化位置，优先在立体条件最佳、面积宽阔的区域进行互通绿化改造，营造大型绿化景观，既可以使其成为公路视觉聚焦点，还可以通过提高绿化覆盖率来取得更加显著的减排效果。

2.6 施工监测

为直观了解各项节能减排策略的实施效果，争取在第一时间发现、处理公路建设期间违反绿色施工要求的不当行为。施工单位需要丰富施工监测内容，以大气污染监测、噪音监测作为新增内容，量化评估施工活动对生态环境造成的扰动程度，如果当地生态环境遭受严重破坏，暂停现场施工，分析污染原因，着手修改施工技术方案和施工组织计划。以大气污染监测项目为例，工程现场挑选多处施工活动最为频繁的路段作为监测断面，以一氧化碳、二氧化碳与粉尘颗粒浓度作为监测内容，单点连续测量3-4次，每次监测时间控制在45分钟左右，选用GXH-3011等型号的便捷式红外线CO分析仪作为仪器设备，判断大气污染浓度与碳排放量是否超出规定值，必要情况下，采取提高地面洒水频率等技术措施来减轻大气污染程度[5]。

3 结语

综上所述，为推动公路工程全面发展，确保绿色施工模式顺利落地实施，实现可持续发展目标。施工单位必须加强节能减排意识，把节能减排理念融入到公路建设体系当中，落实资源再生利用、改进工艺技术等节能减排策略，切实满足现代公路建设需求，推动我国公路交通事业迈入全新发展阶段。

参考文献：

[1]刘娜妮，张宇鸿.交通运输节能减排工作考核体系的构建分析[J].能源与节能，2020（08）：65-66.

[2]程睿.绿色公路建设中环境资源再生利用问题的认知与实践[J].中国资源综合利用，2022，40（06）：82-86.

[3]余晓琛. 湖南绿色低碳公路建设研究[D].长沙：湖南农业大学，2018.

[4]岳丹，李明君，李娜，等.“双碳”背景下绿色公路建设理念与实现方式探讨[J].交通节能与环保，2022，18（04）：40-44+65.

[5]李会强.高速公路养护技术在节能减排中的应用研究[J].运输经理世界，2021（19）：103-105.