Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính của công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm

  • Đào Văn Đông

    Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải, Số 54 Triều Khúc, Hà Nội, Việt Nam
  • Lư Thị Yến

    Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải, Số 54 Triều Khúc, Hà Nội, Việt Nam
  • Nguyễn Ngọc Lân

    Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Email: nguyenngoclan@utc.edu.vn
Từ khóa: Bê tông asphalt nóng, bê tông asphalt tái chế ấm, vật liệu mặt đường tái chế, khí nhà kính, tiêu thụ năng lượng

Tóm tắt

Hiện nay ở Việt Nam hầu hết các công nghệ vật liệu mặt đường sử dụng nguồn vật liệu không tái tạo (cốt liệu và nhựa đường) để sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt nóng (Hot Mix Asphalt - HMA). Trong khi đó, ở các quốc gia phát triển như Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản có xu hướng thay thế công nghệ bê tông asphalt nóng bằng công nghệ bê tông asphalt ấm (Warm Mix Asphalt - WMA) kết hợp với vật liệu mặt đường tái chế (Reclaimed Asphalt Pavement - RAP). Hỗn hợp WMA được chế tạo và thi công ở nhiệt độ thấp hơn so với HMA, vì vậy làm giảm mức tiêu thụ năng lượng và giảm phát thải các khí nhà kính vào môi trường. Việc thay thế một phần cốt liệu và nhựa đường mới bằng RAP cho phép giảm nhu cầu đối với các loại tài nguyên thiên nhiên không tái tạo. Bài báo trình bày kết quả tính toán nhu cầu tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính (CO2, N2O và CH4) trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt tái chế ấm (Warm Mix with RAP - WMRAP) và so sánh với hỗn hợp HMA. Phụ gia Zycotherm được lựa chọn cho công nghệ WMRAP với tỷ lệ sử dụng là 0.15 %. Các tỷ lệ vật liệu RAP từ 20% đến 50% được sử dụng trong hỗn hợp WMRAP. Kết quả tính toán cho thấy, công nghệ WMRAP có lợi ích về môi trường hơn so với công nghệ HMA. Cụ thể, quá trình sản xuất hỗn hợp WMRAP tiết kiệm nhu cầu năng lượng từ 15.9÷29.9% và giảm phát thải khí nhà kính từ 13.8÷25.9% tùy thuộc vào hàm lượng RAP sử dụng. Khi hàm lượng RAP tăng thì các lợi ích về môi trường càng rõ rệt hơn.

Tài liệu tham khảo

[1]. Bo Peng et al., Evaluation system for CO2 emission of hot asphalt mixture, Journal of Traffic and Transportation Engineering (english edition), 2 (2015) 116–124. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2015.02.005
[2]. Feng Ma, Aimin Sha, Ruiyu Lin, Yue Huang, Chao Wang, Greenhouse Gas Emissions from Asphalt Pavement Construction: A Case Study in China, International Journal of Environmental Research and Public Health, 13 (2016) 351-366. http://dx.doi.org/10.3390/ijerph13030351
[3]. The State of Greenhouse Gases in the Atmosphere Based on Global Observations through 2018, WMO Greenhouse Gas Bulletin (GHG Bulletin), No. 15, 25 November 2019.
[4]. Báo cáo cập nhật hai năm một lần lần thứ hai của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (2017), Hà Nội, NXB Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
[5]. J. M. Reza Pouranian, M. Shishehbor, Sustainability Assessment of Green Asphalt Mixtures: A Review, Environments, 6 (2019) 73-128. https://doi.org/10.3390/environments6060073
[6]. Rosario Vidal, Enrique Molinera, Germán Martínezb, M. Carmen Rubio, Life cycle assessment of hot mix asphalt and zeolite-based warm mix asphalt with reclaimed asphalt pavement, Resources, Conservation and Recycling, 74 (2013) 101–114. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2013.02.018
[7]. J. Anthonissen, J. Braet, Review and environmental impact assessment of green technologies for base courses in bituminous pavements, Environ. Impact Assess. Rev., 60 (2016) 139–147. https://doi.org/10.1016/j.eiar.2016.04.005
[8]. M. Giani, G. Dotelli, N. Brandini, L. Zampori, Comparative life cycle assessment of asphalt pavements using reclaimed asphalt, warm mix technology and cold in-place recycling, Resources, Conservation and Recycling, 104 (2015) 224–238. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2015.08.006
[9]. A.A. Costa, Economic and environmental impact study of warm mix asphalt compared to hot mix asphalt, J. Clean Prod., 112 (2016) 2308–2317. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.10.077
[10]. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan on behalf of the IPCC, 2006.
[11]. Gregory Harder P.E, Yves LeGoff, Andre Loustau et al, Energy and Environmental Gains of Warm and Half-Warm Asphalt Mix: Quantitative Approach, 87th Annual TRB Meeting, Washington DC, United States, January 16, 2008.
[12]. Joao Santos, Sara Bressi, Véronique Cerezo et al, Life Cycle Assessment of low temperature asphalt mixtures for road pavement surfaces: a comparative analysis, Resources, Conservation and Recycling, 138 (2018) 283-297. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.07.012
[13]. Alain Romier, Maurice Audeon, Jac David et al, Low-Energy Asphalt with Performance of Hot-Mix Asphalt, Journal of the Transportation Research Board 1962, 1 (2006) 101-112. https://doi.org/10.1177/0361198106196200112
[14]. Douglas W. Waples, Jacob S. Waples, A Review and Evaluation of Specific Heat Capacities of Rocks, Minerals, and Subsurface Fluids. Part 1: Minerals and Nonporous Rocks, Natural Resources Research, 13 (2004) 97–122. https://doi.org/10.1023/B:NARR.0000032648.15016.49
[15]. Christopher Daniel DeDene, Investigation of the Thermal Parameters of Reclaimed Asphalt Materials with Applications to Asphalt Recycling (Doctoral dissertation thesis, The University of Minnesota, Minneapolis), 2014.
[16]. Nghiên cứu, xây dựng hệ số phát thải (EF) của lưới điện Việt Nam (http://www.dcc.gov.vn/van-ban-phap-luat/1054/Nghien-cuu,-xay-dung-he-so-phat-thai-(EF)-cua-luoi-dien-Viet-Nam-(K%C3%A8m-CV-330/BDKH-GNPT).html), xem 19/04/2019.
[17]. Thông tư số 20/2016/TT-BCT, Quy định mức tiêu hao năng lượng trong ngành công nghiệp thép, Bộ Công Thương, Hà Nội, 2016.
[18]. West R, Rodezno C, Julian G et al, Field Performance of Warm Mix Asphalt Technologies (National Cooperative Highway Research Program Report No. 779). Transportation Research Board, Washington, D.C., 2014.

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
09/03/2020
Nhận bài sửa
26/05/2020
Chấp nhận đăng
02/06/2020
Xuất bản
28/06/2020
Chuyên mục
Công trình khoa học