引言

在道路桥梁工程当中，沥青路面的低碳创建技术既涉及工程品质又联系着达成可持续发展目标的大方向，利用前沿的低碳技术和材料，我们可有效地减小沥青路面的碳排放量，并提升其耐久性及使用寿命。接下来从选择并利用原料、实施施工工艺与技术、执行路面养护与管理，还有核算并改良碳足迹这几个方面着手，深入论述沥青路面低碳创建技术在道路桥梁工程里的具体应用。

1沥青路面低碳建造技术的定义

沥青路面低碳建造技术属于道路桥梁工程领域围绕“碳减排”核心目标，把原材料、施工、养护、废弃全生命周期环节整合起来。依靠技术创新和工艺改进，做到沥青路面建造期间碳排放总量明显下降的技术体系，它不是简单地追求“无碳”，而是以“全链条减碳”为方向，包含“源头减量－过程控排－末端固碳”这三个关键部分：源头减量重点在低碳原材料的研发和再生资源的利用上，可以缩减原生矿产资源的开采量以及高碳能源的消耗量；过程控排侧重于施工工艺的革新，采用降低沥青拌和温度，改良机械能耗等方式来削减施工阶段的碳排放量；末端固碳关注的是路面废弃之后的资源循环利用率，目的是减少废弃物填埋或者焚烧造成的间接碳排放。相较于传统沥青路面建造技术，该技术更注重“碳足迹可控”，要利用精确的碳排放核算模型，测算出各个部分的碳排放量，让减碳成果可以被观测到并加以证明，从而达成道路桥梁工程沥青路面建造和生态环境保护的协调发展。

2技术挑战

2.1技术研发与创新

当前沥青路面低碳建造技术的研发层面存在“核心技术瓶颈”与“基础研究薄弱”的双重难题，就核心技术而言，低碳新材料的性能稳定性有待突破。再生沥青混合料（RAP）能够显著缩减原生料的使用量，不过，再生过程中沥青的老化性能无法完全恢复，这使得混合料的低温抗裂能力及水稳定性同原生混合料相比存在一定差距，在寒冷或者多雨地区的道路桥梁工程里应用受到限制，生物沥青可以取代部分石油沥青（削减化石能源的消耗）。但是，由于原料来源（木质素，废食用油）的差异，生物沥青的高温稳定性能有所波动，难以符合重载交通道路的应用需求。从基础研究看，碳排放核算模型不精准，现有模型大多用行业平均数据来估计各环节碳排放量，没考虑到不同地区原材料运输距离、施工机械能耗差别（北方冬季施工需额外加热保温，碳排放量比南方高），核算出的碳耗和实际工程碳耗相差较多，不能给技术减碳效果提供精确的依据；减碳技术与路用性能的耦合机制研究不够，缺少针对“减碳量—路面寿命—养护成本”三者关系的系统分析，没法在工程中指导技术方案的最优选择。

2.2标准化与规范化

沥青路面低碳建造技术的推广受困于“标准滞后”与“规范缺失”的现实状况。一方面，技术标准体系存在漏洞，当下的道路桥梁工程沥青路面施工标准主要围绕“路用性能”展开，以抗压强度、平整度等作为核心指标，没有把“碳排放量”列为强制验收标准。于是工程实际操作中企业缺少减碳的动力，针对低碳技术的专门标准支离破碎，就拿再生沥青混合料的RAP掺量标准来说。不同地区的规范要求不尽相同，住建部的掺量范围是30%到50%，而交通运输部的标准则宽泛许多，掺量区间从20%到70%，企业在跨区域工程中很难做到统一执行，低碳技术的检测方法标准缺乏。以温拌沥青的“减碳效果检测”为例，缺少统一的试验方法，各个检测机构得出的碳减排数据不可比对，进而影响了技术的可信度。另一方面是规范执行的协同性差，道路桥梁工程包含设计、施工、监理、验收等环节，现行规范没有明确各参与方在低碳建造中的职责，设计单位未在图纸上标注低碳技术应用要求，施工单位可以随意改变技术方案，监理单位缺乏低碳技术的专业监理能力，不能有效监督施工过程中的减碳措施落实，造成技术应用流于形式，难以保证工程实际减碳效果。

3道路桥梁工程中沥青路面低碳建造技术应用

3.1原材料的选择与利用

原材料环节的低碳应用主要是“优化资源调配，减少源头碳排放”。需要从再生材料、低碳新型材料、高性能材料三个方面来突破。再生材料的高值化利用是首要路径：把道路桥梁工程养护或改造时产生的旧沥青路面铣刨料（RAP）、废弃水泥混凝土块等固废，经过破碎、筛分、再生剂添加等工艺处理之后，重新用于沥青混合料拌制，RAP的掺量可根据工程需要（轻交通道路、重交通道路）控制在30%～50%之间。这样既能减少原生骨料（玄武岩、石灰岩）的开采和运输碳排（每利用1吨RAP可减少约0.3吨CO₂排放），又能减轻固废填埋处理的压力。将钢渣、矿渣等工业固废替代部分骨料，钢渣的硬度和耐磨性优于原生骨料，可提高沥青路面抗车辙能力，每吨钢渣利用可减少钢铁企业固废处理碳排放约0.2吨。低碳新型材料的推广是重要补充，采用温拌沥青技术，加入温拌剂（有机降粘剂、表面活性剂）降低沥青拌和温度（比传统热拌沥青低30-50℃），减少沥青拌和时燃料（柴油、天然气）消耗，每吨温拌沥青减少碳排放约5～8kg；试点生物沥青，用废弃食用油、木质素等可再生资源制备生物沥青，替代20%～30%石油沥青，减少化石能源消耗，生物沥青生产过程碳排放比石油沥青降低40%以上。高性能材料的精准应用是增效手段，选择高模量改性沥青、聚酯纤维增强沥青等高性能材料，在满足路面承载力情况下，减少沥青及骨料用量（高模量沥青可使路面厚度减少10%～15%），减少沥青及骨料生产与运输碳排放，延长路面寿命，减少后期养护和重建的碳耗。

3.2施工工艺与技术

施工阶段的低碳技术应用重点是“优化作业流程，缩减过程碳排放”，要结合道路桥梁工程施工实际（桥梁沥青铺装空间小，道路施工工期紧张）创新工艺。温拌沥青施工工艺是主要减碳手段：在沥青拌和环节，借助温拌剂的作用，沥青黏度下降，混合料能在120-140℃（传统热拌为160-180℃）就达到施工和易性。从而削减拌合设备的燃料消耗与有害气体排放；在摊铺环节，温拌沥青混合料降温较慢，延长摊铺时间，减少因温度不够造成的返工（传统热拌混合料若温度低于140℃就得废弃重拌），减轻材料浪费及二次拌合的碳排放；对于桥梁沥青铺装（施工空间小，通风不好），温拌工艺能减少沥青烟排放，改善施工环境，而且防止高温损害桥梁结构（钢箱梁防腐层）。智能摊铺压实工艺是精准控排的关键，以安装有北斗定位以及物联网传感器的智能摊铺机，对摊铺速度、厚度、温度等实施持续监测并自动调节振捣频率和螺旋布料器转速，确保摊铺平整度控制在3毫米之内。以此减轻之后铣刨修正时碳耗费；利用智能压路机配载的压力实时监测系统，依靠振动频率和碾压速度的自动调整，实现“一次压实达标”，传统方法一般要经过三到四次的碾压，而在智能化处理之下，可以减少一到两次的碾压次数，进而节省机械能耗（每次降低的碳排放大概为0.1吨每公里）。对于道路、桥梁等地方的小块修补或者一些特殊道路比如互通立交的匝道，会用到事先在工厂里做成的预制沥青板和预制的抗滑表层这样一种形式，在现场只需要把这些东西简单拼装起来就行了，并不需要过多的设备用于拌合摊铺作业。并且还能有效节约施工时间（相比传统的施工方式能提前50%以上），这样做就间接降低了机械闲置时所造成的能耗损失；而在这些预制的过程中又可以做到精准的控温作业并且还能够保证其质量，在工地进行的时候也可以把很多问题给解决掉，所以这也能降低一些因为质量问题所带来的返工现象所涉及的碳排情况出现。

3.3沥青路面养护与管理

养护管理环节的低碳应用注重“延长路面寿命，缩减全周期碳耗”，要从预防性养护、再生养护、智能管理这三个方面去努力，预防性养护技术是缩减大修碳排的关键。当沥青路面出现小病害（裂缝、松散）但不影响结构性能的时候，立刻采用微表处、超薄罩面、裂缝密封之类的办法，防止病害加重（裂缝发展成坑槽就要铣刨重铺），比如微表处技术就是在路面上铺上3～5毫米厚的改性乳化沥青混合料，可以多用3～5年，每公里微表处的碳排放量（大概5吨）只有传统铣刨重铺（大约25吨）的20%，而且施工时间短（一天一公里），还能缩减交通管制引发的间接碳排（车堵着怠速耗油增多）。再生养护技术是资源循环减碳重点：路面面层破损基层完好的段落，选用现场热再生技术，利用加热机把旧沥青面层加热到120-140℃，经铣刨以后再加入再生剂及新沥青，经过拌和后再摊铺，可以达成90%以上的再生，每个公里在现场用热再生削减原生料大约80吨，削减碳排放大约20吨；基层毁坏路段，用冷再生技术（不加热），把旧路面材料磨碎后加入水泥，石灰等稳定剂，就地拌和碾压，这种做法可削减材料运送，加热的碳耗费，并且特别适宜于偏僻地区道路守护，由于偏远地区道路的运送成本高，燃料供应不容易；智能守护体系也是精准减碳的靠山：搭建起依靠物联网的沥青路面身体状况监测体系。在道路桥梁重要部位布置温度，应变，平坦度这些传感器，收集路面使用情况的数据并立即分析，凭借人工智能算法预估路面病害发展状况，可以预先6到12个月估计车辙多深，这样就能实现依照需求来守护，免得守护得太多又或者不及时。而且创建起路面守护碳档案，记载每一次守护的碳耗量，通过分析数据改进守护策略，拿微表处和超薄罩面来说比较“碳耗—寿命比”，选出最合适的方案，从而做到守护时期的碳耗最小化。

3.4沥青路面碳足迹核算及优化研究

碳足迹核算与优化是沥青路面低碳建造技术的“闭环环节”，精准量化并动态调整，才能让全生命周期减碳目标落地。碳足迹核算技术要形成“工程专属模型”：依据ISO14067标准（产品碳足迹量化与沟通规范），结合道路桥梁工程实际，核算边界为“原材料开采—运输—施工—养护—废弃回收”全链条，避免边界模糊导致碳漏算，像传统模型容易忽视原材料运输碳排放；核算方法用“实测数据+动态修正”，原材料环节利用企业给的供应商碳排放报告（如骨料开采企业单位碳排放）核算，施工环节用智能监测设备（如拌合站能耗表、压路机GPS轨迹）采集实际能耗数据，养护环节结合养护工艺参数（如微表处材料用量、热再生加热温度）计算。还要根据地区差异（如北方冬季施工加热能耗、南方多雨地区排水养护碳耗）动态修正，把核算误差控制在10%以内。基于核算的优化策略要关注“关键碳源管控”，利用碳足迹分析找出高碳源环节，比如沥青拌和占施工阶段碳排的60%，原生沥青生产占原材料碳排的70%，针对这些高碳源环节制定优化方案，如果拌合环节碳排过高，可以采用温拌沥青或者优化拌合设备燃烧效率，如果原生沥青碳排占比大，可以提高RAP掺量或者使用生物沥青，还要建立“碳耗—成本”平衡模型，拿“高RAP掺量（50%）+温拌工艺”和“低RAP掺量（30%）+热拌工艺”作比较，看哪个方案的总碳排和总成本更低，选择“碳耗低且成本可控”的方案，虽然高RAP掺量会增加再生剂成本，但是能减少原生料采购成本，总成本能降低5%～8%，保证低碳技术在工程经济可行范围内推广。

4技术发展趋势

未来沥青路面低碳建造技术将朝向“材料革命、智慧融合、功能融合”三个方向推进。新材料技术将会实现“高性能+零碳”的深度融合，“全再生沥青混合料”：研发新材料，利用新技术研发新型再生剂（例如纳米再生剂），使其完全恢复RAP中老化沥青性能，从而将RAP掺量提高到80%以上，全面打破对原生料的依赖。固废基全低碳沥青”：“固废基”就是钢渣、粉煤灰、尾矿等工业固体废弃物为主原料，以生物沥青来制备全低碳混合料，原材料方面实现“0化石能耗”；“自愈合沥青材料”，研发新材料，在混合料中添加微胶囊，内装有修复剂。在沥青路面上产生微小裂缝时可以自动释放修复剂，延长路面寿命3～5年，降低养护碳耗。智能建造技术做到“全流程数字化减碳”：打造“BIM+GIS+碳管理”一体化平台，设计阶段用BIM模型模仿不同低碳技术方案的碳排情况（比如比较温拌和热拌的碳耗差别），改良设计方案；施工阶段凭借GIS确定原材料运输路线，选取“最短路径+新能源运输车辆”，削减运输碳排；运营阶段利用数字孪生技术模仿路面使用情况，准确预估养护时机，防止盲目养护。而且采用AI算法改良施工参数（像拌合温度，碾压次数），做到“碳耗最小化”和“质量最优化”的智能决策。功能复合技术拓展“低碳与多功能”协同价值：研发“光伏沥青路面”，把柔性光伏组件嵌入沥青混合料，达成太阳能发电（给道路照明，监测设备供电），缩减传统电力消耗的间接碳排；开发“固碳型沥青路面”，加入能吸收CO₂的矿物材料（碳化钙），让路面在使用期间自动吸收空气中的CO₂。做到“运营阶段负碳”；探究“降噪低碳一体化沥青”，把多孔骨料混入混合料，既能削减交通噪声（改善环境），又能削减降噪设施建造的额外碳耗，做到“低碳+环保”的双重效益。

结语

道路桥梁工程中沥青路面低碳建造技术的应用存在诸多问题。但也有着广阔的发展空间，要想解决这些问题，推广低碳技术的广泛使用，就要从多个方面努力。政府要出台更多的激励政策，提高企业减碳的积极性，给予税收减免，补贴奖励等，还要做好跨区域的协调工作，统一低碳技术的标准和检测方法。提高技术的可信度和可比性，行业组织要加快制定和完善低碳建造的相关标准，明确各方的责任，推动设计，施工，监理，验收等环节的协同合作，保证低碳技术能够有效实施。

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