资源节约型公路工程的探讨文献综述

 2022-07-17 08:07

文献综述

一、国外研究现状

在过去的工业化进程中,大多西方国家都曾有过能源短缺的艰难经历,近几年来,随着全球气候问题的突出,这些国家又面临着承担温室气体减排的巨大挑战。例如日本曾于1979年颁布《合理用能法》;1993年制定《合理用能及再生资源利用法》;1998年又重新修订《合理用能法》。美国于1975年颁布《能源政策和节约法》,1978年颁布《国家节能政策法》,1992年制定《国家能源政策法》。国外节能的法律法规一般涵盖了节能的各个领域,工程节能只是其中的一部分。为了应对标准越来越高的环境审核,在公路工程领域,资源节约也被提上了研究方向。

在公路工程中占用土地资源的节约方面,韩延丰(1)(2011)指出在欧美土地资源丰富国家,研究侧重于高速公路建设与景观环境协调,交通安全和设计灵活,以及提高运行效率。日本则侧重于高架公路以及地下空间利用。孙宝芸(2)(2017)指出日本在道路规划设计中,充分分析道路的功能与作用,对道路功能性的思考指导了道路的横断面、线形、自行车道及人行道、道路构造物和属设施设置等各个方面。其次,考虑每位道路使用者( 包括老人、孩子)的需求,重视行人与自行车的交通功能,设置多功能的道路交通体系。

在公路工程中建筑材料的节约方面,文华(3)(2015)指出在国外,关于建筑垃圾在道路工程领域的研究主要集中在再生集料的基本性能研究上,而且主要应用于道路的基层或者底基层。据美国联邦公路局统计,美国已有超过20 个州在公路建设中采用再生集料,将再生集料应用于基层或底基层。堪萨斯州交通厅研究认为,将旧混凝土再生集料用于新建水泥路面面层或基层,且能满足大多数道路对混凝土集料的规范要求。尽管再生集料与天然集料存在差异,可通过修改设计方法增强再生混凝土性能,改善其不足。美国巴克尔大学(4)(1999)研究了纤维增强稳定路面基层材料的弯曲疲劳特性,得出稳定基层材料以再生集料为主体,外掺4% 的水泥和4% 的粉煤灰( 按质计算),其疲劳强度和耐久性能可以完全满足高等级公路稳定基层材料的要求。如果掺加4% 的钢纤维,可以很大程度地提高基层材料的抗疲劳性能。新墨西哥州立大学做了关于掺入再生集料基层的弹性模量和疲劳特性,得出再生集料可以用在道路基层,但是掺量达到25% 就会使得动弹性模量出现破坏。日本对建筑垃圾的处理方法是将其分类,其破碎成直径约为40mm,采用300℃的高温加热,使粒料相互混合、摩擦,集料及集料外围黏附的水泥组分变成粉末完全分离,所产生的水泥组分用于地基的改进材料,分出的集料可与天然集料一样用于结构物,达到100%的回收利用。代夫特理工大学(5)(2002)对再生集料掺入基层中做了大量试验,得到结论: 压实度、级配和混合料组成等因素对掺有再生集料的道路基层试验结论有强大影响,包括黏结力、弹性模量、抗永久变形能力。其中压实度影响最大,级配影响最小。汉城国立大学(6)(2003)探讨了再生混凝土集料掺入混凝土路面基层和底基层的性能和特性,通过调整干、湿再生混凝土集料的水分密度、颗粒级配、细集料棱角度测量其稳定性、抗剪切能力、再生集料断裂能、抗压性能,得到再生集料代替天然集料用于基层完全满足规范要求的结论。阿尔及利亚米迪尔大学探讨了利用破碎砖块粗、细集料制作新混凝土的可能性,得到了以下结论: ①破碎砖块集料相比于天然碎石,具有低体积密度和高吸水率的特点。②抗压强度和无损测试方法的相关性与普通混凝土相似。为了减少含水量,推荐使用塑料添加剂。③弹性模量和抗压强度一样,随着破碎砖块集料的取代率增加减小。

在公路工程中的能源节约方面,李忠东(7)(2015)发现,据英国《每日邮报》报道,美国爱达荷州的布鲁索夫妇开发出太阳能道路。他们另辟蹊径,设计出一种太阳能高速公路原型,不但可发电,而且还能够提供一种智能的数码驾驶体验。布鲁索夫妇研制出的太阳电池板每块长30cm,很像地砖,但造价不菲,每块高达6900 美元。将高强度的高分子透明塑料板铺设在太阳电池板上面,由于太阳电池板透明度很高,可让阳光充分照射,因此每块电池板的日发电量达到7.6kWh。电池板可铺设在城市公路和人行道上,也可用于郊外的高速公路。太阳能公路在承载着交通运输任务的同时,还能为当地社区提供电力,为电动汽车充电,极大地节省能源。

二、国内研究现状

我国1986年发布《节约能源管理暂行条例》,1996年印发《中国节能技术政策大纲》,1998年颁布实施《节约能源法》。直到2005年党的十六届五中全会明确提出,要加快建设资源节约型、环境友好型社会,促进经济发展与人口、资源、环境相协调,资源节约公路才逐渐被提出。国内在公路工程中占用土地资源的节约研究方面,由于中国人口数量庞大,要想解决民众最基本生存问题的前提是保障一定数量的耕地,保障粮食的安全,因此保障耕地就是保障我们的生命线。所以土地资源配置必须达到两个目标:一是,在各种竞争用途之间合理分配土地资源;二是,提高土地资源的利用效率。其实质就是实现土地资源的合理利用,其结果是达到土地资源可持续利用和保障社会经济的可持续发展。赵光楠(8)(2014)由此得出结论。一是,合理配置土地资源,可集约高效地利用土地、节约社会成本、保障生态环境建设。二是,公路建设对沿线经济、生态服务价值将起到一定影响。三是,公路建设其经济、社会效益显著,但要与区域土地利用总体规划相协调,通过占补平衡,保证农用地、建设用地的动态平衡,有利于其社会经济发展。四是,通过路线的优选,优化设计,可有效减少土地占用;同时严格施工管理,以减少临时占地。五是,公路建设中要做到依法征地、认真补偿,实现土地资源的永续利用。

国内在公路工程中建筑材料的节约,主要有以下几个方面,一是废弃沥青路面的再生利用,二是废旧水泥混凝土路面的再生利用,三是工业固体废弃物的再生利用,四是建筑垃圾在公路工程中应用,五是长寿命沥青路面的原理和应用。

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