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市政道路建设中的绿色施工技术与节能策略研究

作者

陈孝旭

荆州市市政建设集团有限公司 湖北省荆州市 434000

城市道路不仅是城市空间结构的重要组成部分,也是城市运行和经济发展的基础支撑。在城市化快速推进的背景下,道路建设任务日益繁重,其施工过程对土地、水体、大气等自然环境的影响问题也愈加突出。同时,施工活动中高能耗设备的广泛使用,加剧了资源消耗和温室气体排放,给城市生态系统带来不小的压力。面对环保政策趋严、公众环保意识提升以及城市绿色转型的要求,传统的粗放型施工模式亟需转型升级。绿色施工技术以最大限度节约资源、减少污染、保护环境为目标,为市政道路建设注入了新的理念和实践路径。如何将绿色施工与节能降耗有机结合,探索一条技术与管理融合、环保与效益并重的可持续发展之路,成为当前市政工程领域亟待解决的重要课题。

一、市政道路建设中的绿色施工技术研究

(一)绿色施工理念在市政道路建设中的应用背景

随着“双碳”战略的推进,绿色施工理念已成为市政基础设施领域的核心发展方向。绿色施工强调在项目全生命周期中实现节能减排、资源节约和环境保护,推动项目管理向智能化、系统化、精细化发展 [1]。在市政道路工程中,这一理念贯穿于设计、材料选择、设备运用和施工组织等各个环节,推动建设方式由粗放式向低碳、环保、集约式转型。

(二)绿色施工技术的关键措施

绿色施工的实施依赖于多种先进技术的集成应用。首先,在土地资源利用方面,采用表层土剥离技术可将原有可耕土层集中存储并回填于绿化带或中央隔离带,用于植被恢复,提高生态复原能力。对于边坡防护,采用生态护坡技术,如三维植被网、植生袋与土工格栅结合方式,可有效控制水土流失并提升景观效果[2]。其次,水资源管理方面,利用雨水收集系统与中水处理设施实现现场用水循环。雨水经初步沉淀与过滤后可用于施工降尘、混凝土养护等环节,日均节约用水可达 30% 以上。以某一类 DN200 混凝土排水管工程为例,循环用水系统可年节水超1800 吨。

在材料选择方面,推广使用绿色建材尤为关键。例如,选用改性再生沥青(RAP 含量达30% )既可减少原材料开采,又能提升路面耐久性;使用粉煤灰取代 30% 普通硅酸盐水泥生产路基稳定层混合料,可减少CO₂ 排放约 200kg/m3 。在基层施工中推广高性能冷再生技术,将旧沥青路面铣刨料与水泥或泡沫沥青混合再生,不仅节能显著,还能缩短工期。

在施工环境管控方面,通过安装全自动喷雾系统、封闭式搅拌站及密闭运输装置,有效控制扬尘排放;噪声控制则通过采用低噪声设备、设置隔声屏障及优化作业时间等措施综合治理。

此外,信息化手段的引入提升了绿色施工的技术水平。基于 BIM(建筑信息模型)系统对施工场地进行绿色布置模拟,可在设计阶段优化施工路径与材料堆放,减少运输能耗和交叉干扰。配合无人机航测与 GIS 系统对施工环境进行实时监控,实现绿色施工全过程动态管理。

(三)绿色施工技术实施中存在的问题

当前,绿色施工技术在推广过程中仍面临诸多挑战。标准体系不统一导致实施水平参差不齐,一线施工人员缺乏系统培训,绿色理念落实不力;部分环保设备投入成本较高,影响施工单位积极性;此外,监理机制尚未完全覆盖绿色指标,技术落地与监督执行之间存在脱节,制约了整体成效。

二、市政道路建设的节能策略分析

(一)能源使用现状与问题分析

市政道路施工过程中广泛使用各类工程机械,如摊铺机、压路机、挖掘机、混凝土搅拌运输车、泵送设备等,这些机械大多依赖柴油发动机驱动,部分设备使用电动机或混合动力系统。传统管理模式下,设备运行状态无法精细监控,普遍存在发动机空转、重复作业、能效低下等问题,造成能源消耗量居高不下。同时,施工现场的临时用电系统布局不合理,照明设备仍使用高功耗金卤灯、白炽灯等传统光源,且开关控制手段原始,夜间照明能耗浪费明显。此外,办公区空调、电加热、动力设备未经智能化控制,辅助能源使用缺乏管理手段,加剧了整体能耗负担。据相关分析,市政工程项目能源费用通常占工程直接成本的15%~25% 。在缺乏节能控制的情况下,不仅能源消耗高,还带来较大的碳排放压力,降低了施工项目的整体资源利用效率与环境绩效。

(二)主要节能策略及其应用

在市政道路建设中,节能策略需融入到施工管理的全流程,从设备采购、施工组织、能源监控到辅助设施运营,实现系统化节能降耗。第一,施工设备的节能选型与更新。选用符合非道路移动机械用柴油机排放限值及测量方法(中国第三阶段)》标准的高效节能型设备已成为行业趋势。如装配有高压共轨喷射系统、智能怠速控制及负载适应模块的节能型挖掘机,其在等效工况下油耗可比传统设备降低 15%~20% 。针对老旧设备,可通过动力系统改造、控制系统升级实现节能改造;部分企业已试点采用插电式混合动力压路机,实测表明在间歇工况下平均油耗下降可达 30% 以上。第二,能耗数据的监测与管理。通过构建能源管理系统(EMS),集成智能电表、燃油流量计、GPS 工况记录模块等,对施工现场各类用能设备运行参数进行实时监测,并接入项目能源管理平台。平台可自动生成能耗曲线、设备利用率报表,并通过设定能耗预警阈值,对高能耗异常工况实时提醒,提升能源使用透明度与管理效率。第三,工艺优化降低能源损耗 [3]。在路面施工中采用热再生摊铺设备,可实现铣刨、加热、再生混合、摊铺和碾压一体化施工,节省材料和能源投入,较传统“铣刨- 运输- 拌合-重新摊铺”方式节能效果显著,综合节能率达 35%~40% 。在路基碾压阶段,推广智能压实系统(Intelligent Compaction, IC),通过实时获取压实度、路基模量等信息,动态调整压实参数,避免因过压或欠压带来的反复作业与能源浪费。第四,辅助系统的节能措施。施工照明方面,采用 LED 灯具代替高压钠灯或金卤灯,可使单位照明功率降低 50% 以上;配合光控或时控模块实现智能启停,每盏灯每小时节电约 0.8kWh 现场办公及宿舍区,配置太阳能光伏板 + 储能装置的组合系统,用于供电和热水系统,每年可减少电网取电量 70% 以上。同时,安装智能空调温控设备,根据室内外温差和人员流动自动调节,避免能源浪费。

(三)节能策略实施成效分析与案例参考

在某市政道路提升工程中,全面引入了能效管理系统和节能施工技术,涵盖设备更新、电力优化、施工组织调整等多个方面。项目实施过程中,通过能源监测平台对施工设备运行进行动态分析,淘汰 3 台高油耗摊铺设备,替换为新型节能机组,单位施工油耗下降 18% ;将施工照明全面更换为 LED 智能控制系统,夜间照明电耗降低 60% ;辅助办公区增设 2 套20kW 太阳能光伏装置,年均替代电网电量约 1.2 万 kWh 施工过程能耗数据持续优化,累计节电约8.2 万kWh,节油3.1 万升,折合碳减排量约78 吨 CO□edΩ 从经济效益来看,节能措施直接节省能源费用超过 50 万元,能源投入产出比提高 15% ,有效缓解了成本压力。在环保层面,项目施工期间的噪声、扬尘、碳排放水平均显著低于区域控制标准,获得地方住建部门“绿色示范工地”称号,展示出节能策略对工程综合绩效的积极推动作用。

三、市政道路绿色施工与节能管理的集成优化路

(一)绿色施工与节能策略的协同关系

绿色施工与节能降耗虽着眼点略有差异,但在市政道路建设中本质上高度融合。绿色施工更强调施工全流程中对自然环境的影响控制,如扬尘治理、水土保持、噪音控制及固废回收等;而节能策略则侧重能源资源的合理配置与高效利用,如降低单位工程能耗、减少材料运输频次、优化设备能效比等[4]。两者在工程管理、技术选型、施工组织设计等方面可协同推进,形成“低碳施工一体化”体系。例如,在沥青摊铺环节同步采用温拌沥青技术与热再生技术,不仅减少加热能耗(可降至 120~130℃施工),还能提升旧料利用率,体现绿色与节能目标的高度一致。在管理上,绿色施工专项方案中明确节能控制指标,将能源效率作为关键考核参数,有助于推动节能落实在项目执行层面,避免“两张皮”现象。

(二)施工全过程绿色管理体系建设绿色与节能目标的实现必须嵌入整个工程生命周期的管理框架之中

在项目策划阶段,通过 LCA(Life Cycle Assessment,全生命周期评估)对不同施工技术路线进行环境影响定量比较,并优先选用环保性能优异的结构形式与工艺手段。例如在排水系统设计中,采用组合式排水沟可减少预制构件运输频次,降低碳排放;人行道使用透水混凝土不仅提高雨水下渗能力,还减少了排水管道设计流量,间接实现资源节省。

在施工阶段,应设立绿色施工专项管理小组,建立岗位责任制,将绿色指标(如噪声控制限值、施工粉尘浓度、单位工程能耗)纳入每日巡查与月度考核内容。项目部可设立“绿色施工信息栏”,公示能耗数据、环保监测结果和节能目标完成情况,增强执行透明度。并通过部署移动式环境监测设备,对施工现场的 PM2.5、噪声、CO₂ 浓度等关键参数进行实时采集,数据对接智慧工地平台形成动态反馈机制。

在竣工及运行阶段,可建立绿色运营数据库,对道路投入使用后的照明能效、路面热老化表现、运行碳排放等指标持续采集分析,推动工程绿色属性向后期维保延伸。如某项目在道路照明系统中部署智能控制系统,根据光照自动调节亮度,夜间低车流时段调低功率,年节电率达 45% 。

(三)制度与标准体系保障机制

绿色施工与节能策略能否有效落地,关键在于标准制度是否健全。目前我国虽已出台相关规范,但对市政道路类项目的绿色施工细则仍显滞后,部分地方标准尚未覆盖新材料、新工艺的评价内容。为强化落实效果,建议各地住房城乡建设主管部门建立市政道路绿色施工备案制度,要求在项目审批阶段同步提交绿色施工专项方案,并在施工过程中进行阶段性评估与动态监管。以信息化平台为支撑,建设“绿色施工数据监测与监管一体化系统”,将施工现场环保设备运行状态、能耗实时数据、污染物排放等纳入监管范畴,为主管部门提供量化监督依据。此外,推动第三方绿色绩效评价机制建设,将绿色指标纳入竣工验收内容,并与工程信用评价、工程奖项评定等形成联动机制,可显著提升施工单位执行意愿。

(四)多方协同与公众参与

绿色市政工程的推进不仅依赖施工企业的技术与管理水平,更需要政府、市场和公众的协同参与,形成“政策引导—企业执行—社会监督”的闭环机制。政府应出台激励措施,如对绿色施工项目提供财政补贴、税收减免或贷款优惠,并在投标评审中给予绿色达标企业优先权。部分地区已探索“绿色绩效挂钩”政策,将绿色达标情况与项目评优挂钩,提升企业积极性。企业应完善内部绿色管理制度,组织绿色施工培训,将环保指标纳入岗位职责,并优先采购经环保认证的材料和设备 [5]。施工单位还应加强与公众的沟通,设立施工信息公示牌、意见反馈渠道,回应居民关切问题,如扬尘和噪声。可定期举办“工地开放日”“绿色施工体验营”等活动,提高公众的环保意识与参与度,营造良好社会氛围。

总结:

市政道路建设作为城市基础设施的重要组成部分,其施工过程对环境保护与能源利用提出了更高要求。本文围绕绿色施工技术与节能策略两方面展开分析,系统梳理了绿色技术的关键措施、节能管理的实践路径以及二者融合的整体优化机制。研究表明,绿色施工与节能管理不仅在技术层面相辅相成,在项目全生命周期内更具协同增效作用。通过完善标准体系、推进信息化监管、强化多方协同治理,可有效提升市政工程的绿色水平与资源利用效率。未来,需在推广先进技术的基础上,加强政策引导与制度保障,构建系统化、常态化的绿色施工管理体系,推动市政道路建设向更加环保、节能、可持续的方向发展。

参考文献:

[1] 赵杰明 . 绿色施工在市政道路中的应用技术 [J]. 黑龙江交通科技 ,2021,44(11):255+257.

[2] 罗雨星 . 市政道路桥梁施工中的绿色施工技术与实践 [J]. 汽车周刊 ,2024,(12):147-148.

[3] 段勇华 . 市政道路施工中绿色施工技术的应用与发展研究 [J]. 新城建科

技 ,2024,33(01):99-101.

[4] 吕灵敏 . 市政道路桥梁施工中的绿色施工技术应用 [C]// 中国智慧工程研究会 .2024工程技术应用与施工管理交流会论文集(下). 浙江丰家建设有限公司;,2024:272-273.

[5] 李国芝 . 市政道路施工中绿色施工技术的应用与发展研究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2023,(22):190-192.