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再生技術對瀝青混凝土生命周期環(huán)境負荷的影響
廢舊瀝青混合料再生是將從瀝青路面回收的廢棄瀝青混凝土與新集料、新瀝青、再生劑等按一定比例拌合，重新用于瀝青路面的鋪筑。根據廢舊瀝青混合料再生工藝的不同，可將再生技術分為廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生和就地冷再生。廠拌熱再生技術是將需要再生的廢舊瀝青混合料從路面現(xiàn)場運送到拌和廠進行再生，制成熱拌再生瀝青混合料；就地熱再生技術是在路面現(xiàn)場，采用專用就地熱再生設備對路面進行一定處理后直接再生；廠拌冷再生技術是將瀝青混合料舊料運送到拌和廠，在常溫下進行拌和再生制成冷拌再生瀝青混合料；就地冷再生則是采用專用就地冷再生設備，在路面現(xiàn)場常溫下進行再生。
生命周期評價(LCA)是一種對產品、生產工藝從原材料的采集到產品生產、使用直至廢棄回收整個生命周期過程中物質消耗、能源消耗和環(huán)境損害等綜合環(huán)境負荷進行定量化評價的方法。該方法作為一種重要的環(huán)境管理工具已被廣泛應用于產品的生態(tài)設計、清潔生產技術評價與研發(fā)、環(huán)境標志與聲明、環(huán)境政策制定等諸多領域。在瀝青路面材料環(huán)境影響評價中，LCA分析也越來越多地被納入考量范疇。劉鋼應用LCA對不同道路新技術進行了能耗和環(huán)境影響評估，結果表明，直投式改性方案從能耗方面具有很大的優(yōu)勢。王紅芬等分析了LCA在綠色建材評價方法的應用優(yōu)勢和不足，探討了綠色建材評價體系未來方展方向。
一、研究方法
根據ISO14040～14044規(guī)范，LCA技術框架由4個相互關聯(lián)的部分組成：
(1)目標與范圍的定義。包括研究背景、研究目的、研究對象、研究范圍及功能單位的確定。(2)清單分析。通過量化待研究產品系統(tǒng)的原材料、能量的消耗和廢棄物排放情況，建立此系統(tǒng)的整個生命周期清單。(3)影響評價。以清單分析中列出的資源能源消耗和污染物排放清單為依據，對清單分析的結果進行定量或定性分析。(4)結果解釋。對數(shù)據呈現(xiàn)的結果進行分析，找出產品系統(tǒng)的環(huán)境改善潛力，并提出有效可行的建議。
本文主要考慮不可再生資源消耗(ADP)、溫室效應(GWP)、酸化效應(AP)、光化學煙霧(POPC)和人體健康損害(HT)5種環(huán)境影響類型?，F(xiàn)場數(shù)據主要通過調研獲得，背景數(shù)據主要來源于公開數(shù)據庫。運用生命周期評價方法對所收集數(shù)據進行清單分析和影響評價，從而獲得1功能單位不同再生技術生產的瀝青混凝土的各類環(huán)境影響指標值及各生產階段的環(huán)境影響程度。
二、再生瀝青混凝土LCA評價
1、目標與范圍定義
目標定義
對我國4種不同再生技術瀝青混凝土進行生命周期評價，以期為本地化再生瀝青混凝土LCA數(shù)據庫的建立及低碳建筑生命周期環(huán)境負荷評價提供基礎數(shù)據。
2、功能單位的確定
規(guī)定鋪筑1km結構為4cmAC-13上面層+6cmAC-20中面層+8cmAC-25下面層、寬為3.75m的瀝青路面單行車道所需的瀝青混凝土總量為1功能單位。
3、系統(tǒng)邊界確定
研究范圍包括廢舊瀝青混凝土運輸、重新拌合、瀝青路面攤鋪和碾壓。主要考慮瀝青混凝土生產工藝過程及與瀝青路面建設相關的原料開采、能源生產及運輸過程產生的環(huán)境影響。
瀝青混凝土生命周期中環(huán)境負荷評價的具體項目如下：(1)能源消耗：重油和電力的消耗；(2)污染物排放：CO、CO2、SO2、NOX、NMVOC、CH4和顆粒物。
4、清單分析
通過對我國典型瀝青混凝土進行深入調研，得到采用不同再生技術獲得的1功能單位再生瀝青混凝土在不同建設階段的資源消耗、能源消耗和污染物排放的生命周期清單，其中再生瀝青混凝土中的舊瀝青混凝土摻量為30%。計算時，原煤、原油和天然氣的能源熱值分別取21MJ/kg、42MJ/kg和39MJ/kg，以分析采用不同再生技術制備的瀝青混凝土在生產過程中的能耗情況。
可知，4種不同的再生技術中，廠拌熱再生的能耗最高，為1.27×106MJ，廠拌冷再生技術的能耗為1.07×106MJ，就地熱再生和就地冷再生的能耗均較少，分別為1.03×106MJ和9.45×105MJ。
5、影響評價與結果解釋
對采用不同再生技術生產的1功能單位再生瀝青混凝土進行生命周期評價分析，并對其不可再生資源消耗、溫室效應、酸化效應、人體健康損害和光化學煙霧影響進行特征化表征，得到瀝青混凝土在生命周期不同階段的ADP、GWP、AP、HT和POPC功能單位特征化計算結果。
對采用不同再生技術生產1功能單位再生瀝青混凝土生命周期各類環(huán)境影響類型特征化結果進行歸一化。
可知，對不可再生資源ADP影響最大的是廠拌熱再生，占35.5%。對溫室效應GWP影響最大的也是廠拌熱再生，占28.7%。對酸化效應AP影響最大的是就地熱再生，占66.7%。熱再生能耗大，消耗的燃料多，燃燒過程中會產生更多的污染性氣體，因此對環(huán)境的影響較大。
通過實際應用調研可知，新拌瀝青混凝土路面的壽命最長，可達到8年。再生瀝青混凝土鋪筑的路面壽命均有一定程度的縮短，廠拌熱再生瀝青混凝土路面壽命可達到6年，其次為廠拌冷再生瀝青混凝土路面和就地熱再生瀝青混凝土路面，使用壽命均為4年，就地冷再生瀝青混凝土路面的使用壽命最短，為2年。
依據不同再生瀝青混凝土鋪筑路面的使用壽命，可以計算出不同再生技術生產的瀝青混凝土的年平均環(huán)境影響。
可知，廠拌熱再生瀝青混凝土的年平均環(huán)境影響最小，其次為廠拌冷再生、就地冷再生，就地熱再生瀝青混凝土的年平均環(huán)境影響最大。
三、結論
(1)運用全生命周期評價方法研究了廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地熱再生和就地冷再生4種再生技術生產的瀝青混凝土的資源能源消耗和污染物排放，得出了其生命周期總能耗：廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地熱再生和就地冷再生的能耗分別為1.27×106MJ、1.07×106MJ、1.03×106MJ、9.45×105MJ。
(2)不同再生技術制備再生瀝青混凝土對環(huán)境負荷的影響為：就地熱再生影響最大，其次分別為廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生，但綜合考慮不同再生技術生產的再生瀝青混凝土所鋪筑路面的使用壽命，按年平均環(huán)境負荷影響計算，則廠拌熱再生的影響最小，其次為廠拌冷再生、就地冷再生，就地熱再生影響最大。
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