铁本高速公路绿色公路建设管理与实践

崔相奎

（辽宁省交通建设管理有限责任公司 沈阳市 110005）

0 引言

绿色公路是公路行业落实“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念重要体现，是推进“四个交通”发展的生动实践和有力抓手，更是完成交通运输部2020年基本建成绿色循环低碳交通运输体系战略目标的重要手段。绿色公路理念自提出以来对我国公路建设产生了许多积极影响，极大地促进了我国公路建设与环境保护的良性发展。全国多省开展了绿色公路典型示范，结合地域特点，统筹公路建设质量、资源利用、能源耗用、污染排放、生态影响和运行效率之间的关系，从公路规划、设计、建设、运营、管理等方面做了大量的工作，取得了较好的效果，推进了绿色公路建设体系的完善。以交通运输部第二批绿色交通省子项目铁本高速公路绿色公路创建为依托，详细论述了项目节能减排、循环利用以及绿色施工技术，进一步总结了绿色公路创建经验，以便为今后类似工程提供参考借鉴。

1 项目概况

铁本高速公路是辽宁中部环线高速公路重要组成部分，全长119km，2015年开工建设，2018年12月建成通车。项目采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度为80km／h，路基宽度24.5m，概算投资82亿元。项目具有以下建设特点：

（1）社会关注度高。项目的建成标志着以沈阳为中心的辽宁中部地区经济环线的形成，通车后对完善辽宁高速公路网络布局、发挥路网整体效能、增强城市及经济走廊带辐射力具有重要作用，对推动沈阳经济区发展、促进新一轮东北振兴具有重大意义。

（2）项目地处中温带亚湿润区，季风型大陆性气候，年最低气温-35.5℃，最大冻土深度1.66m，冻融循环次数较多，冬季运营需要采用除冰盐进行融雪处理，因此给工程抗冻、抗盐蚀及耐久性提出了更高的要求。

（3）项目位于辽宁中部，地貌类型以构造剥蚀低山、丘陵为主，地层复杂，途经浑河、东洲河、古城河、太子河等主要河流和抚顺大伙房水库水源保护区，部分存在岩溶和地震液化等不良地质现象，沿线生态敏感，生态与环境保护要求高。

（4）项目建设规模大，建筑材料消耗大，沿线地产材料资源丰富，循环利用空间大。

2 实施内容

根据交通运输部《加快推进绿色循环低碳交通运输发展指导意见》以及《交通运输节能减排专项资金支持区域性、主题性项目实施细则（试行）》相关要求，同时结合辽宁地区公路建设的基本特征，按照能力建设、优化设计、节能减排、清洁能源、资源循环、生态环保、性能耐久、智慧公路八个方面，涵括设计、施工、运营三个阶段，涉及节能减排、资源利用、绿色环保三大领域，推进共33个重点支撑项目。如表1。

3 项目绿色公路实施

3.1 组织管理

辽宁省交通建设管理有限责任公司作为项目法人，成立了项目绿色公路实施领导小组，现场设置项目指挥部负责项目绿色公路的组织实施。实施中项目组织建立了协调联动与监督考核机制，保障了绿色公路建设实施组织体系的有效运行。项目重视前期顶层设计，强化前期设计管理和审查，将绿色公路实施内容纳入施工图设计，招标阶段在招标文件中明确了绿色公路实施要求，纳入合同进行管理。项目重视宣传和培训，提高参建者绿色施工及节能减排意识，开展微创新、微改造活动，衍生了一批绿色施工及节能减排技术。建立健全绿色公路档案管理制度，开展重点机具设备能耗统计，通过数据分析建立相应的能耗标准体系，探索辽宁区域路用设备能耗准入机制及排放考核标准，促进低能耗施工设备的应用与技术研发，为后续其他绿色公路先进性提供考评依据。

表1 铁本绿色公路重点支撑项目一览表

3.2 减排建设技术应用

（1）施工期集中供电技术

施工期集中供电技术是通过布设电网解决施工用电问题，有效地避免了施工单位大量使用柴油发电机而造成的大能耗、大污染、大投入等问题。项目建设期耗用电能量较大，估计约6200万千瓦时，建设中项目充分考虑了施工用电与永久用电的统一结合，采用了施工期集中供电技术，取得了较好的效果，与柴油发电相比，项目节约投资1500万元，替代燃料量13930 toe，减少二氧化碳排放量43160t。

（2）阻燃温拌沥青隧道铺装技术

温拌沥青混合料原理是使用添加剂或者其它方法降低沥青混合料中沥青的粘度，从而可以保证在低温条件下沥青混合料拌和和摊铺的和易性。项目在隧道沥青路面施工时采用阻燃温拌沥青混合料，大大减少了热量和有害气体释放，提高了隧道内路面铺装的施工环境。与热拌沥青混合料相比，项目共投入2385m3温拌沥青混合料，增加投资17万元。但可节约能量29tce，减少二氧化碳排放95t。

（3）桥梁智能施工技术

项目桥梁智能施工技术包括预应力智能张拉和大循环智能压浆系统。预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集张拉设备的工作压力和钢绞线的伸长量等数据，实时进行分析判断，调整变频电机工作参数，高精度调控油泵电机转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。大循环智能压浆技术是通过对灌浆流量、灌浆压力和灌浆压力损失的实时监测，自动调整灌浆压力，同时对浆液水胶比进行实时监测，从根本上解决了普通压浆孔道内空气不能排尽、浆液性能不合格和压力不足等原因导致的压浆不密实的质量通病。预应力智能张拉技术、大循环智能压浆技术的应用提高了桥梁的耐久性，减少运营期桥梁养护能耗及排放。

3.3 清洁能源技术

（1）清洁能源拌和站

清洁能源拌和站是通过对沥青拌和站主要能耗设备的燃料系统改造，采用燃烧效率更高、排放物更少的清洁能源来替代柴油和重油，从而达到控制能耗和排放的目的。项目在一个路面标段使用了煤制气拌和站，生产沥青混合料25万吨，年节能770 tce，减少二氧化碳排放2500 t，取得了较好的效果。

（2）地源热泵空调系统

地缘热泵空调系统是采用浅层地热资源达到调节室内温度的效果，采用地源热泵可同时取代空调系统。浅层地热能是赋存在地球表层岩土体或地表水中的低温地热资源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。地缘热泵空调系统可以避免冬季供暖煤炭燃烧后产生烟尘、二氧化碳、一氧化氮等有害物质对生态环境造成的影响。项目在服务区和收费站全部采用了地源热泵空调系统。与空气源热泵相比，地源热泵系统初始投资有所增加，但年运行费用大大降低，投资回收期4年。年节能230tce，减少二氧化碳排放1630t。

3.4 耐久性技术

（1）高性能混凝土

辽宁地区冻融循环次数较多，桥梁混凝土构件长期受除冰盐和冻融循环综合作用出现脱落、剥蚀等病害，严重影响混凝土构件的使用寿命。为解决此问题，项目采用了高性能混凝土。高性能混凝土主要是在水泥混凝土内在组分中增加粉煤灰、矿粉等活性较强的矿物掺和料及引气剂，利用矿物活性成分调整传统单一水泥组分早强发展过快等不利问题，同时借助混凝土浆体内部引入的小气孔结构，切断原有的不利连通空隙，大幅提高水泥混凝土对冻融循环、盐冻腐蚀和氯离子腐蚀等不利环境因素的抵抗能力，进而有效提升水泥混凝土实体工程的抗冻耐久性能。粉煤灰和高炉矿渣在工程中的大量应用可减少固废排放而造成的环境污染。粉煤灰和高炉矿渣作为掺料应用于水泥混凝土中，替代一定比例的水泥，在保证工程质量的基础上可一定程度地节省工程造价，具有良好的经济和社会效益。项目采用粉煤灰和高炉矿渣可节约水泥近10万吨，节约能量9600tce，减少二氧化碳排放20840t。

（2）混凝土附属性防腐技术

混凝土附属性防腐技术包括花岗岩贴面技术和有机硅烷浸渍涂层技术。花岗岩贴面技术主要应用于防撞墙根部，利用花岗岩材料对化学盐类的抵抗作用，提高防撞墙的防腐蚀能力。有机硅烷浸渍涂层技术应用于项目桥梁防撞墙、空心板（T梁）桥的边板（梁）外漏、整体箱梁的翼缘、腹板及底板、伸缩缝混凝土表面、伸缩缝处墩台盖梁、墩身外漏面等易被侵蚀的部位。该技术利用有机硅烷优异的渗透性能，与混凝土中水化的水泥发生反应形成聚硅氧烷互穿网络结构，通过牢固的化学键合反应，赋予混凝土表面长期的憎水性，大大降低了水和有害氯离子等的浸入。项目花岗岩贴面技术和有机硅烷浸渍涂层技术能够显著提高混凝土的耐久性，减少运营期养护频率，降低养护能耗及排放。

4 结语

（1）铁本项目绿色公路创建节能减排效益良好。项目通过绿色公路重点支撑项目的实施，实现了年节能量26552tce，替代燃料量11777toe，减少二氧化碳减排放110470t。

（2）铁本项目绿色公路的建设与实施，积累了众多节能减排、耐久性技术和绿色公路建设管理经验，基本形成了绿色公路和节能减排工作管理制度体系，全体参建者的绿色环保意识不断增强，设计、施工、运营、养护等绿色环保节能理念逐步形成。取得了绿色公路示范效果，为辽宁省高速公路建设起到了示范和带动作用。

（3）绿色公路建设是一项系统工程，应贯穿于项目的规划、设计、实施和运营全过程。需要前期高层次谋划布局和必要的资金支持，逐步探索积累建设管理经验，鼓励和引导企业向绿色施工企业转型发展，发挥示范的作用。