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寧高高速公路是連接江蘇省南京市區與溧水、高淳兩縣及蘇南、皖南地區的主要快速通道，全長45.943k m。由于長期承擔大部分來往于南京與溧水、高淳、南京與杭州之間的重載交通，路面已經出現了一定程度的病害，急需專項改造以保障路面正常使用狀況。另外，由于寧高高速公路將納入江蘇省高速公路聯網收費系統，所以在改建過程中，除了路面改造工程外，還將涉及到房建、附屬設施的技術改造。整體來看，寧高高速公路改建項目是一項較大的系統工程。本文依托寧高高速公路改建項目，對改建過程中涉及的節能減排、低碳環保技術進行探討，一方面為相關新技術的應用積累廣泛經驗，另一方面也為今后類似工程在節能環保方面提供借鑒。

節能環保型高速公路的發展

現狀在未來十年，我國2000年前后修建的高速公路將相繼進入大修期，同時加上部分新建高速公路，根據相關統計，預計到2020年用于新建、養護的瀝青混合料每年將超過5億噸，廢舊路面材料每年達到1億噸。材料資源消耗嚴重、循環利用率低（目前我國循環利用率僅10%～20%，而發達國家已達到80%以上），需要更加重視“資源節約、環境友好”的技術理念。但是，結合當前我國社會發展和高速公路技術水平現狀來看，仍面臨巨大挑戰。

工程需求量巨大根據交通運輸“十二五”發展規劃，我國道路建設和養護對石料、瀝青和水泥等原材料消耗巨大。未來由于交通維護及建設的需求將進一步擴大，在龐大的交通設施建設中如何提高原材料的開采利用率，開發筑路替代材料，提高廢舊材料利用率等，顯得尤為迫切。

道路材料循環利用率低我國公路網總里程已達到450萬公里，大部分公路將逐漸進入大修、中修期，這將產生大量的廢舊混合料。按照5%的維修、改建率計算，每年廢舊瀝青混合料將產生2億多噸，其經濟價值據粗略估算可達20億元以上，但是由于我國舊路面的再生利用技術還不成熟，利用率僅為10%～20%。

公路附屬設施節能技術應用仍需加強公路建設是一項系統工程，尤其對于高速公路改擴建來說，其中不僅涉及到路面改造，而且還涉及到房建、服務區等附屬設施的改造。針對目前高速公路仍主要利用區域電網供電、過濾凈化處理污水排放和高壓鈉燈提供照明等常規方式，在這些附屬設施中仍然可以大力推廣節能減排技術，如太陽能發電、服務區廢水循環利用、安裝節能燈等。

設計、施工及運營節能環保對策

對于寧高高速公路改建工程來說，設計環節將決定工程的節能環保特性。本項目針對改造工程設計及施工、運營環節，提出節能環保對策。

方案設計階段的節能環保對策設計階段節能環保對策主要體現在兩個方面，一是節能環保設計理念，主要指在設計過程中應該避讓環境敏感點，節約土地資源，減小環境影響；二是節能減排技術方案設計，即在方案設計階段，綜合改造方案的節能、環保特性與經濟性，保證設計方案的節能減排效益。

施工建設階段的節能減排對策公路施工建設階段是造成環境污染和生態破壞的主要時期，施工階段節能減排對策主要包括以下兩個方面，一是施工機械能耗管理，綜合評價目前使用的工程機械，對其整體狀況、耗油量、燃油的燃燒率進行評估檢測，必要時對現有施工機械、拌和樓等設備進行技術改造，降低燃油消耗；二是“最大程度地保護、最小程度地破壞、最大限度地恢復”生態環境，同時減少廢棄物的排放。

運營管理階段的節能減排對策環境友好型公路要求在公路運營管理過程中“安全高效、持續發展”，通過加強養護管理，消除安全隱患，不斷提高公路的運輸能力和使用質量。開展公路運營過程中環境質量監測、環保工程使用效果檢查、生態恢復情況調查，發現問題及時解決，減小公路建設對沿線環境和居民的不利影響，使公路逐漸融入沿線自然環境和社會環境之中，真正實現公路與環境的和諧統一。

“節能環保型”路面材料技術

本工程結合已有成果和成功工程經驗，進行瀝青路面材料再生技術、橡膠瀝青技術、溫拌技術的應用研究，為類似工程積累經驗并樹立示范工程典范。

舊瀝青路面廢料循環再生利用技術瀝青再生技術能最大限度利用廢舊混合料，直接節省大量的瀝青資源和砂石料，是從根本上解決成本和環境問題的有效途徑。本工程結合老路面狀況特點，采用廠拌冷再生技術對舊瀝青路面廢料進行再生利用。在實施過程中，重點解決原材料技術要求、配合比設計方法、路用性能及設計參數、施工技術等關鍵問題。

廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青技術橡膠瀝青混合料不僅具有抗裂、耐久等性能，還可以充分利用廢舊輪胎橡膠粉，是一種減少“黑色”環境污染的有效辦法。

目前我國橡膠瀝青技術應用較多為斷級配橡膠瀝青混合料A R-AC13和橡膠瀝青應力吸收層A R-SA M I。本工程將重點根據橡膠瀝青技術特性，結合本工程實際，主要解決橡膠瀝青改性機理及性能試驗、橡膠瀝青應力吸收層(AR-SAMI)應用研究、橡膠瀝青斷級配瀝青混合料（A R-AC）的應用研究等問題。

溫拌瀝青混合料技術溫拌瀝青混合料，是一類拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150℃～180℃）和冷拌（常溫）瀝青混合料之間，具有節能、減少污染、易于存儲等優點，成為近年來瀝青路面材料領域又一項很有前景的新興技術。

本工程主要解決瀝青膠結料在添加溫拌劑后性能變化、混合料設計方法、混合料施工工藝和環境影響等問題。

智能電子系統應用于收費及能源管理

智能一體化路橋車道收費系統智能一體化路橋車道收費系統主要是安裝在公路或大橋收費亭內用來管理車道外部設備。其主要功能是實現對通行車輛費用的收取，該系統具有性能穩定、收費時間短、耗能低、零噪聲等特點。

智能一體化路橋收費系統車道控制機是一臺節能小型的產品，內置有接口板、節能工業級電源、節能CPU板等。外接設備都是按照功耗進行嚴格配置，其中，通行信號燈、正向雨棚燈、反向雨棚燈、費額顯示器、票據打印機、車道攝像機和亭內攝像機等都是采用節能型設備。并且，一體化路橋車道收費機集成了視屏采集模塊、字符疊加模塊、I/O控制、顯卡、網卡、并行口、串行口、USB控制器和PS/2接口，實現車道收費業務和節能需求。從節能效果上看，智能一體化路橋收費系統單臺整機設備節能量約為2978kW.h。

智能建筑能源管理系統智能建筑能源管理系統主要是由建筑設備管理系統（BAS系統）來實現的。

在本工程中，主要針對寧高高速公路綜合管理區、服務區、收費站等場所，根據系統預先編排的時間程序對電力、照明、空調等設備進行最優化的管理，從而達到節能的目的。

智能建筑能源管理系統通常采用如下節能措施：定時法：根據大樓工作作息時間按時啟停控制設備，如風機、照明等；溫度—時間延滯法：根據大樓內溫度保持的延滯時間，提前關閉空調主機或鍋爐達到節能之目的；調節供水溫度：根據室內外實際溫度調節空調系統的供水溫度，設定合適的供水溫度減少系統主機的過度運行，實現節能；經濟運行法：在室外溫度達到13℃時，可直接將室外新風作為回風；

在室外溫度達到24℃時，可直接將室外新風送入室內。在這樣的情況下，系統可節約對送回風系統進行處理的能源；設備等壽命運行：對樓內冷熱源主機、泵機、風機等設備進行等時間交替運行，延長設備的運行壽命，節省維護費用。

新型綠色能源技術應用于供電系統

高速公路沿線設有大量的監控和通信設備，這些設備的特點是功率小，距離站點遠，且成線狀布置。如果收費站或者服務區，因為距離遠，不在正常合理供電范圍內，一是造成電壓損失超出合理范圍，使設備無法使用，二是供電電纜的線徑將大大增加，增加了投資成本。本工程結合太陽能和風能發電技術，維持高速公路正常運營過程中相關設備的電能供應，主要內容及方案如下。

太陽能光伏發電系統太陽能供電的高速公路道路全程監控系統由太陽能電池陣列、蓄電池組、太陽能充放電控制器、逆變器、變壓器、攝像機和光端機等設備組成。對于本工程而言，主要關鍵技術和方案包括：太陽能技術系統原理分析、光照自然條件分析、太陽能設運營系統設計及應用和社會經濟效益分析等。

風光互補發電系統采用風能和太陽能互補，實現陰雨天也能夠利用風能補充電能，保證持續陰雨天正常照明和補充充足的能量；利用風力發電機與太陽能互補供電，可減少太陽能電池組件的配置，降低太陽能電池方面的投資和減少太陽能電池組件的面積以降低太陽能電池組件的迎風面積和抗風設計，從而降低了燈桿和基座強度要求的投資。比如，采用柔性太陽能電池可以包卷在燈桿中，這樣燈桿就是太陽能發電裝置，這種設計具有美觀和抵抗颶風能力的獨特優點。

節能新技術及新產品的應用

在高速公路正常運營過程中，將需要大量的照明、監控設備、冷暖空調，這些設備在使用過程中將消耗大量的電能。對于這些設備，以目前火力發電的模式，如果采用節能技術及產品的話，將可節約大量的電能，并有效減少二氧化碳的排放量。本工程中，擬采用節能照明、地源熱泵、飛輪UPS技術，達到節約能耗的目的。

節能照明技術目前，節能照明技術在我國公路隧道中得到了一定的應用，對于本工程而言可借鑒相關工程應用情況，對寧高高速公路沿線、服務區、收費站等場所實施節能照明技術。目前常用的節能照明技術主要包括LED節能燈和CETC-ZNLD路燈。

LED節能燈LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各個領域，特別是道路照明等長時間照明環境。L E D具有三項優點，一是高性能：直流驅動，超低功耗，相同照明效果比傳統光源節能80%以上；二是壽命長：環氧樹脂封裝，使用壽命可達6萬小時～10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上；三是環保：光譜中沒有紫外線和紅外線，廢棄物可回收。

CETC-ZNLD路燈系統以CETC-ZNLD作為節能電器，并且節電器采用微電腦動態智能分析、判斷，使電系統始終處于最優工作狀態，最終達到顯著的節電效果。其具有五項優點，一是節電效果顯著：節電率為20%以上；二是使用壽命長，一般使用壽命長達15年以上，減少了重復投資帶來的損失；三是系統運行安全可靠，具有動旁路功能，一旦出現故障，可自動旁路到電網供電；四是高度智能控制：產品具有程控功能，用戶可以自行設置切換到不同節電水平的時間；五是可降低照明設備維護成本：有效地清除了諧波和瞬變，降低60%維護成本。

地源熱泵技術地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖制冷空調系統，地源熱泵是清潔的、可再生的一種能源技術。地源熱泵機組利用土壤或水體溫度冬季為12℃～22℃，溫度比環境空氣溫度高，熱泵循環的蒸發溫度提高，能效比也提高；土壤或水體溫度夏季為18℃～32℃，溫度比環境空氣溫度低，制冷系統冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率大大提高，可以節約30%～40%的供熱制冷空調的運行費用，1kW的電能可以得到4kW以上的熱量或5kW以上冷量。收費站、服務區等建筑設施采用地源熱泵空調和地源熱泵熱水可節約30%以上的能源。

飛輪UPS技術傳統的UP S用化學蓄電池作為儲能單元，因其儲能密度大，價格低廉而被廣泛采用，但它需要定期維護、壽命短、充電時間長，還會給環境帶來污染。飛輪儲能是通過能量轉換系統把電能或者其他形式的能量以機械能方式儲存在高速旋轉的飛輪中，當需要釋放能量時，飛輪轉速降低，可以把儲存在飛輪中的機械能轉換為電能或者其他形式的能量。高速旋轉的飛輪具有高比能量、長壽命、高效率、無污染等特性。

水資源生態循環利用

本工程采用生態工程技術對高速公路服務區水資源進行循環利用，即將高速公路服務區的污水集中收集，通過管道注入隔油池，再進入沉淀池，然后流入厭氧池，通過土壤深度處理設施（在特制的土壤中，進行水流的重新分配，其間生物和微生物進行分解作用）進行處理。經處理的水通過物化吸附，流出的為中水或優于中水，可用于景觀水體的營建和綠化灌溉用水等。

這樣既解決了高速公路服務區污水污染環境的問題，又可將水資源進行循環利用，達到資源和環境保護可持續發展的目的。