本發明涉及再生瀝青路面節能減排量化分析領域,具體為再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法及系統。
背景技術:
1、能源與環境問題日益嚴峻,而在道路領域,瀝青路面再生技術能較大程度地回收利用舊路面材料,大大降低了路面修建過程中能源消耗與氣體排放,取得了良好的經濟和社會效益,但對于再生過程中的能源消耗與溫室氣體排放則關注較少,往往忽略了路面再生時造成的環境影響,并且對再生技術的環境影響評價較為模糊,不利于再生道路建設領域環境影響研究工作的推進,因此,為了進一步完善以節能減排為主要特征的低碳環保型再生瀝青路面建設模式,促進生產企業和管理部門重視節能減排問題,有必要建立以能耗和排放量化分析為核心的再生瀝青路面節能減排分析評價體系。
2、現有技術如公告號為:cn115684567a的專利申請公開的基于物理精細分離工藝的再生瀝青路面生命周期評價方法,所述方法包括如下步驟:步驟一:確定研究目的與范圍;步驟二:生命周期清單分析;步驟三:生命周期影響分析;步驟四:生命周期影響解釋。本發明從生命周期角度,全面分析了瀝青路面建設各個階段的能耗量與排放值,確定了生命周期中對環境影響最大的主導階段,量化了不同再生瀝青路面與新建瀝青路面的環境影響,明確了在瀝青路面建設中高效利用物理精細分離rap所帶來的巨大環境效益。
3、基于上述方案發現,現有技術存在的局限至少包括如下問題,現有技術缺乏足夠的細分與精細化分析,忽視了再生瀝青路面生命周期中各個階段的差異性,難以根據具體的生命周期階段進行精確的調整,從而容易導致在實際操作中有效降低能耗和排放,難以實現預期的節能減排效果,進而影響到路面修復過程中的資源利用效率和環境效益。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足,本發明提供了再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法及系統,解決了現有技術忽視了再生瀝青路面生命周期中各個階段的差異性,難以根據具體的生命周期階段進行精確的調整的問題。
2、為實現以上目的,本發明通過以下技術方案予以實現:再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法,包括以下步驟:在待再生瀝青路面進行熱再生工藝修復時,獲取待再生瀝青路面的再生周期能耗排放數據,所述再生周期能耗排放數據包括生產能耗排放數據、運輸能耗排放數據、施工能耗排放數據;對待再生瀝青路面的再生周期能耗排放數據分別進行數據分析,得到待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數、運輸能耗排放評價指數、施工能耗排放評價指數,并進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的綜合能耗排放評價指數;將待再生瀝青路面的綜合評價指數與預設的綜合評價指數閾值進行比對分析;若待再生瀝青路面的綜合評價指數低于預設的綜合評價指數閾值,則識別異常評價指數,并采取對應的優化措施;若待再生瀝青路面的綜合評價指數不低于預設的綜合評價指數閾值,則不采取優化措施。
3、進一步地,所述生產能耗排放數據包括生產能耗值、生產總量值、原材料粒度分布指數、生產能源需求值、生產溫室氣體排放量值、生產污染氣體排放量值、生產混合時長值、再生劑添加量值以及每個生產設備的使用年限、維修次數,所述運輸能耗排放數據包括運輸距離值、運輸載重值、運輸燃油消耗率值、運輸道路坡度值、運輸排放污染指數、運輸發動機效率值、運輸發動機負荷指數、運輸氣候條件指數、運輸駕駛行為指數,所述施工能耗排放數據包括施工設備功率、施工設備運行時長值、施工面積值、施工壓實效率指數、施工能耗值、施工排放污染指數、施工空氣流動性值、施工燃燒效率值。
4、進一步地,計算待再生瀝青路面的綜合能耗排放評價指數的具體公式如下:其中,zhp為待再生瀝青路面的綜合能耗排放評價指數,zpn、ysp、sgp依次為待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數、運輸能耗排放評價指數、施工能耗排放評價指數,α1、α2、α3、η依次為數據庫中存儲的生產系數、運輸系數、施工系數、交互系數,α1+α2+α3=1。
5、進一步地,得到待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數的具體步驟如下:獲取待再生瀝青路面的每個生產設備的使用參考年限值,并結合使用年限值、維修次數值進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的生產設備磨損指數;并獲取待再生瀝青路面的原材料粒度分布參考指數,結合生產能耗值、生產總量值、原材料粒度分布指數、生產能源需求值、生產設備磨損指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的生產能效指數;對待再生瀝青路面的生產溫室氣體排放量值、生產污染氣體排放量值、生產混合時長值進行標準化處理;并基于標準化處理后的再生瀝青路面的生產溫室氣體排放量值、生產污染氣體排放量值、生產混合時長值進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的生產排放指數;并將待再生瀝青路面的生產能效指數、生產排放指數、再生劑添加量值進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數。
6、進一步地,計算待再生瀝青路面的生產能效指數、生產能耗排放評價指數的具體公式如下:其中,nsx為待再生瀝青路面的生產能效指數,snh、scl、snm、lbf、cbf、smz依次為待再生瀝青路面的生產能耗值、生產總量值、生產能源需求值、原材料粒度分布指數、原材料粒度分布參考指數、生產設備磨損指數,φ1、φ2依次為數據庫中存儲的分布調整系數、磨損調整系數,zpn為待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數,ztl、spf依次為待再生瀝青路面的再生劑添加量值、生產排放指數,β1、β2、β3依次為數據庫中存儲的能效調整系數、再生劑調整系數、排放調整系數,δ1、δ2依次為數據庫中存儲的能效系數、排放系數。
7、進一步地,得到待再生瀝青路面的運輸能耗排放評價指數的具體步驟如下:獲取每輛運輸車量的傳動效率,并結合待再生瀝青路面的運輸道路坡度值、進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的道路能效修正指數;對待再生瀝青路面的運輸距離值、運輸載重值、運輸燃油消耗率值、道路能效修正指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的運輸能效指數;對待再生瀝青路面的運輸污染排放指數、運輸發動機效率值、運輸發動機負荷指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的運輸排放指數;并將待再生瀝青路面的運輸能效指數、運輸排放指數、運輸氣候條件指數、運輸駕駛行為指數進行歸一化處理;基于歸一化處理后的待再生瀝青路面的運輸能效指數、運輸排放指數、運輸氣候條件指數、運輸駕駛行為指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的運輸能耗排放評價指數。
8、進一步地,得到待再生瀝青路面的施工能耗排放評價指數的具體步驟如下:獲取待再生瀝青路面的施工設備額定功率、施工設備運行參考時長值;并對待再生瀝青路面的施工設備功率、施工設備運行時長值、施工面積值、施工壓實效率指數、施工能耗值、施工設備額定功率、施工設備運行參考時長值進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的施工能效指數;對待再生瀝青路面的施工排放污染指數、施工空氣流動性值、施工燃燒效率值進行標準化處理;基于標準化處理后的再生瀝青路面的施工排放污染指數、施工空氣流動性值、施工燃燒效率值進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的施工排放指數;并對待再生瀝青路面的施工能效指數、施工排放指數進行歸一化處理;并將歸一化處理后的待再生瀝青路面的施工能效指數、施工排放指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的施工能耗排放評價指數。
9、進一步地,計算待再生瀝青路面的施工能效指數、施工排放指數、施工能耗排放評價指數的具體公式如下:其中,gsn為待再生瀝青路面的施工能效指數,sgh、msg、sbg、cbg、gys、cys、ghs依次為待再生瀝青路面的施工能耗值、施工面積值、施工設備功率、施工設備額定功率、施工設備運行時長值、施工設備運行參考時長值、施工壓實效率指數,θ1、θ2、θ3、θ4依次為數據庫中存儲的初始能效調整系數、功率調整系數、運行時長調整系數、壓實調整系數,gpf為待再生瀝青路面的施工排放指數,gwz′、kql′、srx′依次為標準化處理后的再生瀝青路面的施工排放污染指數、施工空氣流動性值、施工燃燒效率值,τ1、τ2、τ3、τ4依次為數據庫中存儲的施工排放污染調整系數、流動調整系數、施工燃燒效率調整系數、施工交互調整系數,sgp為待再生瀝青路面的施工能耗排放評價指數,gsn′、gpf′依次為歸一化處理后的待再生瀝青路面的施工能效指數、施工排放指數,σ1、σ2依次為數據庫中存儲的施工能效系數、施工排放系數,σ1+σ2=1,e為自然常數。
10、進一步地,識別異常評價指數,并采取對應的優化措施的具體步驟如下:將待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數、運輸能耗排放評價指數、施工能耗排放評價指數分別與預設的生產能耗排放評價指數閾值、運輸能耗排放評價指數閾值、施工能耗排放評價指數閾值進行判斷分析;若待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數低于預設的生產能耗排放評價指數閾值,則將生產能耗排放評價指數標記為異常評價指數,并采取生產優化措施;若待再生瀝青路面的運輸能耗排放評價指數低于預設的運輸能耗排放評價指數閾值,則將運輸能耗排放評價指數標記為異常評價指數,并采取生產優化措施;若待再生瀝青路面的施工能耗排放評價指數低于預設的施工能耗排放評價指數閾值,則將生產能耗排放評價指數標記為異常評價指數,并采取生產優化措施。
11、再生瀝青路面節能減排量化分析與評價系統,包括:數據獲取模塊、數據分析模塊、綜合分析模塊、比對分析模塊、第一優化模塊、第二優化模塊;所述數據獲取模塊,用于在待再生瀝青路面進行熱再生工藝修復時,獲取待再生瀝青路面的再生周期能耗排放數據,所述再生周期能耗排放數據包括生產能耗排放數據、運輸能耗排放數據、施工能耗排放數據;所述數據分析模塊,用于對待再生瀝青路面的再生周期能耗排放數據分別進行數據分析,得到待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數、運輸能耗排放評價指數、施工能耗排放評價指數;所述綜合分析模塊,用于對待再生瀝青路面的生產能耗排放評價指數、運輸能耗排放評價指數、施工能耗排放評價指數進行綜合分析,得到待再生瀝青路面的綜合能耗排放評價指數;所述比對分析模塊,用于將待再生瀝青路面的綜合評價指數與預設的綜合評價指數閾值進行比對分析;所述第一優化模塊,用于若待再生瀝青路面的綜合評價指數低于預設的綜合評價指數閾值,則識別異常評價指數,并采取對應的優化措施;所述第二優化模塊,用于若待再生瀝青路面的綜合評價指數不低于預設的綜合評價指數閾值,則不采取優化措施。
12、本發明具有以下有益效果:
13、(1)、該再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法,通過對再生瀝青路面各環節的能耗與排放數據進行詳細的量化分析,以此精準地量化每個環節的能效狀況和排放水平,并通過綜合分析和與預設閾值的比對,能夠精確發現異常評價指數,從而對存在問題的環節進行針對性優化,進而減少能耗和溫室氣體排放,并降低施工過程中的環境負擔,如,在再生劑添加量和生產設備磨損指數的分析中,能夠為生產環節的能效提升提供具體依據,避免過度消耗和排放。
14、(2)、該再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法,通過對生命周期中每個環節能耗排放進行詳細的數據跟蹤與比對,以此精準識別超出預設閾值的能效問題,從而防止由于不合理操作導致的資源浪費,并通過精確的節能減排量化和優化調整,以此能夠有效避免不符合環保要求的高能耗、高排放操作,從而確保每個階段都在合理的能效范圍內運行,進而有效降低環境污染。
15、(3)、該再生瀝青路面節能減排量化分析與評價方法,通過在實施過程中,將綜合能耗排放評價指數與預設的閾值進行比對,以此識別出異常環節,并主動啟動優化措施,從而能夠針對具體問題進行精細化調整,進而提高了節能減排的即時響應能力,還使得優化措施能夠精準而高效地執行,進而提升了整體項目的節能效果。
16、(4)、該再生瀝青路面節能減排量化分析與評價系統,通過精準的數據分析與優化措施,從而能夠顯著提高資源利用效率,并降低項目的整體成本,并基于各個模塊,可以全面收集并分析各個環節的能耗和排放數據,識別出具體的節能潛力,并降低運營成本,從而提高經濟效益,進而有效降低溫室氣體和污染排放,并在不犧牲工程質量的前提下,減少資源的過度使用,推動可持續發展。
17、當然,實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。