一种温拌再生沥青混凝土碳排放计算与评价方法与流程

1.本发明涉及碳排放领域，尤其涉及一种温拌再生沥青混凝土碳排放计算与评价方法。


背景技术：

2.交通行业的温室气体排放量占全球温室气体排放总量的13％，其中co2排放量占23％；而在交通行业内，源于公路的co2排放量则高达行业总排放量的74％。为此，如何对公路建设过程产生的co2排放量进行科学计算以及评价，已成为重要问题。
3.沥青路面作为公路路面的主要铺装形式，而温拌再生沥青混凝土是沥青路面当前碳减排的重要技术措施之一，十分有必要构建温拌再生沥青混凝土在使用过程中co2排放计算与评价方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种温拌再生沥青混凝土碳排放计算与评价方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种温拌再生沥青混凝土碳排放计算方法，包括以下步骤：
7.步骤1，将1t温拌再生沥青混凝土生产过程进行阶段划分，具体可分为物质准备阶段s1，混合料生产拌合阶段s1，运输、摊铺及碾压阶段s3；
8.步骤2，确定阶段s1过程中沥青混合料的油石比pb，温拌剂掺量wc，沥青混合料回收料rap掺加比例rb，配合比中碎石用量m及矿粉用量f关键参数,并依此明确沥青碳排放因子cy1，温拌剂碳排放因子cy2，沥青混合料回收料rap碳排放因子cy3，碎石碳排放因子cy4，矿粉碳排放因子cy5；根据以上参数计算s1阶段碳排放量cl1:
[0009][0010]
步骤3，确定阶段s2过程中集料输送g1、沥青与集料加热及拌合g2各种能源消耗量ni与相应碳排放因子ci，根据以上参数计算s2阶段碳排放量cl2:
[0011]
cl2＝cl
g1
+cl
g2
[0012]
(其中ni为集料输送g1中能源消耗量，ci
[0013]
为集料输送g1中碳排放因子)
[0014]
cl
g2
＝clj+clb[0015]
其中ni为沥青与集料加热及拌合g2加热过程中能源消耗量，
ci为沥青与集料加热及拌合g2加热过程中碳排放因子)
[0016]
其中ni为沥青与集料加热及拌合g2中拌合过程能源消耗量，ci为沥青与集料加热及拌合g2中拌合过程碳排放因子)
[0017]
其中cl
g1
、cl
g2
为g1和g2阶段的碳排放量，clj、clb分别为g2阶段加热和拌合过程的碳排放量；
[0018]
步骤4，确定运输、摊铺及碾压阶段s3过程中，不同施工机械需要消耗的台班数量tbj、各台班能源消耗量nj以及相应的碳排放因子cj，根据以上参数计算s2阶段碳排放量cl3:
[0019][0020]
步骤5，计算1t温拌再生沥青混凝土三个阶段总的碳排放cl
总
；
[0021]
cl
总
＝cl1+cl2+cl3。
[0022]
本发明的进一步技术：
[0023]
优选的，若g2中加热过程的能源消耗量实测值缺失，其碳排放量clj可根据已有未添加温拌剂的普通混合料加热温度t0以及能源消耗量n0,以及添加温拌剂的可降低的生产温度δt参数依据下列公式计算：
[0024][0025]
本发明还提供一种温拌再生沥青混凝土碳排放评价方法，汇总不同设计或不同项目的温拌再生沥青混凝土碳排放样本数据形成样本数列cl
总
，根据样本数列cl
总
构建碳排放评价参数cq计算模型，根据碳排放评价模型cq＝(1-f(cl))，并确立碳排放评定等级：0《cq≤60时，碳排放水平为差；当60《cq≤75时，碳排放水平为一般；当75《cq≤90时，碳排放水平为良好，当90《cq≤100时，碳排放水平为优。
[0026]
进一步的，样本数据个数cl
总
应大于6。
[0027]
进一步的，求出样本向下最小及最大向上整数值m1与m2；
[0028][0029]
进一步的，根据样本数量和精度要求将数据分n组，即
[0030][0031]
求得分组中心分布数列(m1+3(m2-m1)2n,
…
,(m1+(2n-3)(m2-m1)2n,(m2-(m2-m1)2n。
[0032]
进一步的，求得样本数据clk在各分组的分布频数oi，依此计算样本数据在每个分组的累计频率数值pi。
[0033][0034]
进一步的，根据每个分组的累计频率数值pi与分组中心分布数列xi的具体数值，拟合回归分析得到相应关系函数p＝f(xi)，并求得相关系数r2，若r2小于0.95，应调整样本数据数量以及分组数n重新计算得到相应关系函数p＝f(xi)，若r2≥0.95相关关系可作为碳排放评价模型cq＝(1-f(cl))。
[0035]
本发明有益效果：
[0036]
本发明针对国内沥青路面温拌再生沥青混凝土中节能减排定量评估的技术空白，建立碳排放计算方法以及相应的评价方法,用于沥青路面建设的碳排放定量计算，可有效评价碳排放水平。
[0037]
建立的碳排放评价方法，不仅仅适用于温拌再生沥青混凝土单向技术方案的碳排放评价，可延伸扩展至不同分项工程、单位工程以及整个项目的碳排放评价，可定量及定性确定碳排放水平，完善和丰富了的碳减排评价体系，具有针对性和指导意义。
附图说明
[0038]
图1为碳排放评价计算模型曲线。
具体实施方式
[0039]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0040]
实施例1
[0041]
某高速公路1沥青路面采用温拌再生沥青混凝土，温拌剂掺量为沥青质量的0.6％，再生rap掺加比例为25％，油石比4.3％、配合比碎石用量65％及矿粉用量10％。碳排放计算如下所示。
[0042]
步骤1，将1t温拌再生沥青混凝土生产过程进行阶段划分，具体可分为物质准备阶段s1，混合料生产拌合阶段s1，运输、摊铺及碾压阶段s3。
[0043]
步骤2，确定阶段s1过程中沥青混合料油石比pb为4.3％，温拌剂掺量wc为0.6％，沥青混合料回收料rap掺加比例rb为25％，配合比碎石用量65％及矿粉用量10％等关键设计参数,并依此实测或查定相应材料的碳排放因子cyk为174.24kg/t、221kg/t、0.981kg/t、2.18kg/t、84.4kg/t。根据以上参数计算s1阶段碳排放量cl1:
[0044]
步骤3，确定阶段s2过程中集料输送g1、沥青与集料等加热及拌合g2等过程各种能源消耗量ni与相应碳排放因子ci，如下表所示。
[0045][0046]
根据以上参数计算s2阶段碳排放量cl2:
[0047]
cl2＝(3.41
×
0.113+1.065
×
[0048]
0.46)+(3.113
×
5.43+1.065
×
2.92)＝20.89(kg/t)
[0049]
步骤4，确定运输、摊铺及碾压阶段s3过程中，不同阶段施工机械需要消耗的台班数量tbj、各台班能源消耗量nj如下表所示，其中柴油碳排放因子ci为3.41(kg/l)，混合料密度取2.45g/cm3。
[0050][0051]
根据以上参数计算s3阶段碳排放量cl3:
[0052]
cl3＝(12.5
×
6.43+1.84
×
233.2+74.2
×
9.0)
[0053]
×
3.41/1000/2.45＝1.64(kg/t)
[0054]
步骤5，计算1t温拌再生沥青混凝土三个阶段总的碳排放cl
总
。
[0055]
cl
总
＝cl1+cl2+cl3＝16.92+20.37+1.64＝38.93(kg/t)
[0056]
实施例2
[0057]
某高速公路2沥青路面采用温拌再生沥青混凝土，温拌剂掺量为沥青质量的0.55％，沥青混合料回收料rap掺加比例为15％，油石比4.5％、配合比碎石用量73％及矿粉用量12％。碳排放计算如下所示。
[0058]
步骤1，将1t温拌再生沥青混凝土生产过程进行阶段划分，具体可分为物质准备阶段s1，混合料生产拌合阶段s1，运输、摊铺及碾压阶段s3。
[0059]
步骤2，确定阶段s1过程中沥青混合料油石比pb为4.5％，温拌剂掺量wc为0.55％，沥青混合料回收料rap掺加比例rb为15％，配合比碎石用量73％及矿粉用量12％等关键设
计参数,并依此实测或查定相应材料的碳排放因子cyk为174.24kg/t、221kg/t、0.981kg/t、2.18kg/t、84.4kg/t。根据以上参数计算s1阶段碳排放量cl1:
[0060]
步骤3，确定阶段s2过程中集料输送g1、沥青与集料等加热及拌合g2等过程各种能源消耗量ni与相应碳排放因子ci，如下表所示。
[0061][0062][0063]
未添加温拌剂的普通混合料集料加热温度t0为180℃以及能源消耗量n0为6.15kg/m3,以及添加温拌剂的可降低的生产温度δt为30℃。则根据以上参数计算s2阶段碳排放量cl2:
[0064][0065]
步骤4，确定运输、摊铺及碾压阶段s3过程中，不同阶段施工机械需要消耗的台班数量tbj、各台班能源消耗量nj如下表所示，其中柴油碳排放因子ci为3.41(kg/l)，混合料密度取2.45g/cm3。
[0066][0067]
根据以上参数计算s3阶段碳排放量cl3:
[0068]
cl3＝(12.5
×
5.62+1.84
×
201.2+69.4
×
9.0)
[0069]
×
3.41/1000/2.45＝1.48(kg/t)
[0070]
步骤5，计算1t温拌再生沥青混凝土三个阶段总的碳排放cl
总
。
[0071]
cl
总
＝cl1+cl2+cl3＝18.91+22.82+1.48＝43.21(kg/t)
[0072]
实施例3
[0073]
根据步骤6，汇总不同设计方案或不同项目的温拌再生沥青混凝土碳排放样本数据形成样本数列clk，如下表所示。
[0074][0075]
步骤7，根据样本数列clk构建碳排放评价参数cq计算模型。
[0076]
进一步，求出样本向下最小及最大向上整数值m1、m2为分别为38与62。然后将样本数据分为8组，则分组为[38，41)，[41，44)，[44，47)，[47，50)，[50，53)，[53，56)，[56，59)，[59，62)。
[0077]
进一步的，求得分组中心分布数列xi＝
[0078]
[39.5,42.5,45.5,48.5,51.5,54.5,57.5,60.5]
[0079]
进一步的，求得样本数据在各分组的分布频数oi，依此计算样本数据在每个分组的累计频率数值pi。
[0080]
pi＝[8.33,16.67,25.00,33.33,50.00,66.67,83.33,100]
[0081]
进一步的，根据每个分组的累计频率数值pi与分组中心分布数列xi的具体数值，拟合回归分析得到相应关系函数为y＝-0.1102cl2+7.1208cl-109.68，并求得相关系数r2为0.9978。
[0082]
如图1。进一步的，r
2＝0.9972
≥0.95相关关系可作为碳排放评价模型，即cq＝-0.1102cl2+6.5917cl+3.279。
[0083]
步骤8，根据碳排放评价模型cq＝-0.1102cl2+6.5917cl+3.279,计算得到实施例1碳排放水平cq为92.9，则实施例1碳评价水平为优；计算得到实施例2碳排放水平cq为82.4,则实施例2碳评价水平为良好。