DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 研究结果 3.1. 农田生态系统 郁港村属于北亚热带湿润气候区，光、温、水资源充足，适宜多种植物、动物和微生物的生长和繁殖。借托大别山丰富的植物资源，郁港村生物多样性十分丰富，由农业生物及其环境所组成的农业生态系统结构也十分复杂。 郁港村农田生态系统的结构复杂性决定了功能的多样性，如图1为郁港村农业生态系统结构示意图，具体表现在：1) 郁港村的山–水–林–田–草构成了一个完整的农业生态系统，不仅具有一般生态系统能量流动、物质循环、信息传递的基本功能，还能完成满足人类社会需求的定向产出，具有价值增值的作用；2) 具有“外在”功能，一是生产功能，能产出水果、稻谷、鱼类、羊肉、蔬菜，对维护当地农产品安全发挥了重要作用；二是净化功能，畜禽养殖产生的有机肥和农作物秸秆，可通过还田，在农田生态系统的土 图1. 郁港村农业生态系统结构示意图 壤微生物等各种生物的共同作用进行转化，从而培肥土壤，同时又净化环境。这对农业增产、增效，以及维持农业生态系统的可持续发展具有重要作用；3) 具有贮水功能，以水塘、鱼池和稻田生态系统贮藏着相当数量的水资源，发挥着“农田水库”、“隐形水库”的作用，为水资源合理利用和维护水生态系统自我调节等起到了不可替代的作用。 郁港村农田生态系统结构其主要优点是实现畜禽粪便减排。粪便污水进行厌氧发酵，能有效去除粪便污水中的病原微生物，防治疫病传染；发酵所得有机肥通过高效施肥技术开展可用于蓝莓、桑葚、柑橘种植，实现水果、蔬菜轮种，同时提高农产品产量及品质，打造绿色无公害农产品供应市场，提高产品附加值。 主要不足是沼气使用没有得到农户认可，浪费比较严重；有机肥施肥方式上过于依赖人工施肥，但农村剩余劳动力不足，相应施肥的人工成本加大，极大制约着有机肥的推广使用。 3.2. 农田环境 3.2.1. 化肥使用情况 初步调查，郁港村化肥单位施用量112.33 kg/亩，折纯大约为24.20 kg/亩，比全国平均水平(21.9 kg/亩)高10.5%，远高于世界平均水平(每亩8 kg/亩)，是美国的2.85倍，欧盟的2.77倍。超量施肥造成农田化肥利用率低，氮肥和钾肥利用率分别为34%和32%、磷肥利用率仅18%。化肥过度施用的污染主要表现在：1) 部分矿质肥料中含重金属元素，长期大量使用会造成部分土壤重金属含量明显上升；2) 氮磷钾比例不协调，钾肥施用量太少，造成肥料当季利用率不高，氮肥大量不合理施用，易造成蔬菜、水果等农产品硝酸盐含量超标，品质下降；3) 化肥施用普遍伴有频繁灌溉，容易引发土壤次生盐渍化和地下水污染 [ 6 ]；4) 化肥可通过农田径流，大气沉降等方式进入附近河道水体，其高氮磷含量易造成水体富营养化。如表1为郁港村农药使用情况调查。 Table 1 Questionnaire on the use of chemical fertilizers and pesticides in Yugang Villag 调查类型 调查面积(亩) 化肥总量(实物，kg) 农药总量(实物，kg) 备注 水田 311 41200 950 调查31户，农药化肥购买量 旱地 210 17324 196 合计 521 58524 1146 表1. 郁港村化肥农药使用调查表 3.2.2. 农药使用情况 项目区目前基本沿袭高药高肥农业、农药化肥过量施用，导致农田耕层土壤营养元素处于高盈余状态，降雨产生径流时，加速氮磷向水体迁移的速度，农田养分流失严重，附近水体也遭到严重污染。此外，大量的农业废弃物处理不当，循环再利用低，生产设施及技术落后，农业面源污染风险加剧。 郁港村农药单位施用量为2.20 kg/亩，高出全国平均水平0.3 kg/亩，病虫害综合防治率70%。农药长期滥用使用，激化了害虫的抗药性，农药的效用降低且破坏了农田生态平衡。农药每亩平均用量逐年增加，会造成大量的农业面源污染。农药的滥用导致许多环境问题：1) 蔬菜、果树等农作物使用禁用农药造成农药残留超标 [ 7 ]；2) 施药器械和方法落后，大部分药液洒落于土壤表面，导致土壤农药残留 [ 8 ]；3) 农药瓶袋弃置于沟渠边、池塘旁，未进行合理处置，容易污染环境，甚至会危害人体健康。 3.2.3. 水产养殖污染情况 郁港村位于长江之滨，有水面(池塘)面积800亩，大多用于水产养殖。为了追求经济效益，大量投入饵料和化肥，利用各种废弃料和畜禽粪便作水产饲料，使水质严重恶化，这些水又直接进入长江，影响长江打保护成效。本次调查没有得出准确的投肥量。
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user: 4. 对策研究 4.1. 生态水系建设 4.1.1. 关键技术 建立生态廊道是生态规划的重要方法，通过廊道串通水系，修复水生态，可构建具有自我净化能力的生态水系 [ 9 ]。生态廊道建设不仅能进行区域生态的保护与控制，还能解决农田分割造成的生态环境破碎化等问题。按照生态廊道的主要结构与功能，其可分为线状生态廊道、带状生态廊道和河流廊道三种类型 [ 10 ]。 4.1.2. 建设内容 在蓝莓园、桃园、桑园、水稻、鱼池之间建设2.6米以上宽度的陆地生态廊道，采用透水材料建造，沿路植草；在鱼池之间建设500米长的水域生态廊道，串通水体，构建新的生态水系。建成陆地生态廊道3.1公里，如图2所示；水域生态廊道500米，如图3所示。 图2. 陆地生态廊道 图3. 水域生态廊道 4.2. 农田生态系统养分流失阻控 4.2.1. 关键技术 1) 控释肥料技术。20世纪60年代发达国家开展了控释肥的研究——即一种智能化调控其养分释放并使其能最大限度地满足作物对养分需求的新型肥料，这项技术已成功地应用于现代农业。控释肥代表了21世纪世界肥料的发展方向，为解决农业面源污染问题提供了技术方向。 缓控释肥作为一种新型肥料，通过各种调控机制和生物膜技术，使养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放，延长植物对其有效养分吸收利用的有效期，其在提高肥料利用率和节能环保等方面都有明显优势 [ 11 ]。缓控释肥养分能完全满足作物生长需求，促进作物健康生长，有利于农产品产量和质量的提高；与传统施肥方式相比，它能有效避免单次过量施肥可能造成的局部肥料浓度过高的问题，保障作物根系健康；缓控释肥采用“种肥同播”的种植方式，大大减少了施肥数量和次数，既节约了劳动力和成本，又可避免因为气候等不可抗拒因素造成无法追肥的状况；缓控释肥与作物的生长养分吸收规律基本同步，肥料平均利用率可提高50%，氮肥利用率可提高24%，有效避免氮的挥发及磷和钾的流失，减少对土壤以及生态环境的污染 [ 12 ]；以2011年为例，全国氮肥消费量约2400万吨，如果推行缓控释肥形式施肥，按提高肥料利用率20个百分点计算，可减少约1200万吨氮肥，相当于节约2314多万吨标准煤，48亿立方米天然气，140亿千瓦时电 [ 13 ]。 2) 农业面源污染拦截技术。针对农田面源污染的控制，国内外普遍选取美国环保署提出的“最佳管理措施(BMPS)”进行治理。其最佳管理措施是指为预防和减少全国水体污染而采取的行动、预防、维护及其他的管理措施 [ 14 ]。BMPS具有见效快、经济适用、生态治理等优点，在我国环境治理中已得到广泛的应用。结合郁港村实际条件，主要可选用两项关键技术： 一是前置库技术。前置库技术是利用水库的蓄水功能，将灌溉和雨水淋溶时产生的汇集表层土壤中污染物的径流污水截留在水库中，经微生物作用及物理化学反应净化后，排入受纳水体，如图4。前置库这种因地制宜的水污染治理措施，对控制面源污染，减少湖泊外源有机污染负荷，特别是去除入湖地表径流中的N、P安全有效，在面源污染治理中发挥了巨大的作用，也取得了很大的效益 [ 15 ]。但是前置库技术也存在着植被二次污染防治、不同季节水生植被交替和前置库内淤积等问题 [ 16 ]。 图4. 农业面源污染拦截前置库技术示意图 二是水陆交错缓冲带技术。缓冲带指邻近受纳水体、有一定宽度、具有植被、在管理上与农田分割的地带。滨岸缓冲带的植物对农田地表径流、废水排放、地下径流及深层地下水流中携带的营养物质、沉积物、有机质等污染物质具有良好的吸收、沉淀功能，可以在其进入水体之前起到一个净化、过滤的缓冲作用，形成一个阻碍污染物质进入水体的生物和物理障碍，从而达到改善水质的目的，是控制农业面源污染的一个有效的措施 [ 17 ]。农田地表径流在通滨岸缓冲带的吸附缓冲作用后，剩余的N、P总量将降低为初始值的1/7。同时，缓冲带也可拦截其他污染物，对不同种类的农药污染也具有较好的去除效果，可以防止水体中有害物质的聚集 [ 18 ]。 3) 人工生物浮岛技术。示范区水体接近100亩，营养物质充足，水流缓慢，水位稳定，特别适宜于用生物浮岛技术净化水质。生物浮岛技术是中国古代“架田”技术与德国现代“人工浮岛”技术嫁接而形成的一种农村水原位净化技术。现代人工浮岛技术最先由德国公司于上世纪80年代研发，浮岛外壳采抗腐性的聚乙烯，里面填充软木塞或天然纤维，浮床上钻孔，每个孔洞种植一颗水生植物，目的是改善鱼类产卵繁殖环境和增加渔民的经济收入。 人工生物浮岛在本项目水体净化方面具有很好的适用性： 一是在污染现场进行，不受水体深度、透光度和富营养化程度的限制，特别适合水体富营养化的治理； 二是经济适用，费用低廉。相对传统治污技术，生物浮岛工艺可节省50%以上的建设费用，并且一旦建成之后，不再需要动力等维护费用；针对农村地区经济基础条件薄弱、农业人员技术水平低和管理水平较低的现状，生物浮岛技术因其简便易行、运行稳定、维护管理成本低等特点，是一项适合利用当地技术和管理力量能够满足正常运行需要的处理工艺 [ 19 ]； 三是改善景观，浮岛可以种植一些观赏性的植物如紫罗兰、虞美人、芦苇等，营造绿色美丽的水体景观，改善农村环境； 四是能让水体生态系统得以重建，浮岛技术的运用对于当前新挖塘堰的水体生态构建来说是一种最好的仿自然修复和保护方法，不仅创造了水体景观更重要稳定了水体生态，对于快速构建塘堰生态系统来说是必不可少的生态工程。浮岛本身具有遮蔽和饲料条件，能构成鱼类、鸟类生息的良好生境，让水体长期保持清澈与洁净。同时，浮岛的遮光效果，可以抑制蓝藻的繁殖以及让沉水植物生长发生重新的布局与分配，创造更大的生息空间； 五是浮岛上的生物终端产品能产生一定的经济效益，建设后具有既治污又有产出的效果，易于被老百姓和地方政府所接受，同时对于稳定水体生态来说是一大贡献。 4.2.2. 建设内容 1) 控释肥工程。在蓝莓合作社300亩示范区内，全部施用控释肥如图5。进行示范、监测，形成技术规范。作物生长规律与缓控释肥养分释放同步，保障作物健康生长，进一步促进农产品品质的提高。提高肥料的利用率，降低施肥量，减少剩余肥料对于土壤以及周边水体的污染。 图5. 水肥一体化控释肥滴灌工程 生态沟渠工程如图6。以拱水溢流堰拦截农田面源污水，自流进入湿地净化系统，按照拦污、生物强化沉淀、潜流湿地过滤、多级表面流湿地吸附–吸收净化的流程逐级净化，出水自然跌落回归下游沟渠。在稻田区建设生态沟500 m，拦截农田面源污染，净化灌溉用水。熟化生态护坡污染物拦截的成套技术，通过植物的吸收、滤过及根系生态系统的净化，通过自然生态系统净化水体，并形成一定的自然生态景观，拓展游憩空间，形成具有景观效益、环保效益和生态效益的截污带，获得自然景观与环保双重效益。 图6. 生态沟渠 3) 生物浮岛工程。在示范区鱼塘建设“水上菜园”2000平方米；在景观塘建设“水上花园”2000平方米。水上花园，利用生物浮岛技术种植万寿菊、紫罗兰、虞美人、小菊、金鸡菊、芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、旱伞草等花卉，在净化水质的同时营造水体景观。水上菜园，利用生物浮岛技术种植空心菜、水芹、生菜等。不施用农药化肥，在净化水质的同时生产符合国家标准的绿色食品。熟化水面种植的成套技术，将蔬菜、花卉等农作物转移到富营养化水面栽培，通过水耕农业净化水体，并拓展农业空间，形成具有农村塘堰资源化水质净化体系，获得农业与环保双重效益。
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user: 5. 结论 浠水县郁港村位于湖北省东部，地形平坦，土壤肥沃，雨热同期，有利于多种经济作物生长。经调查发现，该村农田生态系统结构较为复杂，生产力较高，但也存在化肥农药过度施用，化肥利用率低，水产养殖污染严重等问题，对当地土壤环境和附近水体安全构成严重威胁，影响农田生态系统可持续发展。针对这些问题，参考前人经验，结合当地实际情况，提出针对性的解决方案与建设内容，多种治理方式结合使用，在适当区位建设规划合适的生态廊道、缓控释肥料、生态沟渠和生物浮岛等工程，可满足当地技术和管理力量实施条件，并具有良好的生态环境效益。
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user: 摘要 “坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念”是“十四五”时期经济社会发展指导思想的重要内容，而在“双碳”目标下，如何利用这一重要指导思想开展减污降碳协同治理工作，则是企业面临的重要课题。通过对某再生铝企业清洁生产审核研究实践，系统分析了企业节能、降耗、减碳的潜力，确定了审核重点和目标，对审核重点固体废物产生原因进行了重点分析，有针对性的提出了9项清洁生产方案，并取得良好效果。为企业减污降碳协同治理提供思路和借鉴。
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user: 1. 引言 当前，气候变化问题已成为全球关注的焦点问题之一，它深刻触及到能源安全、生态安全、水资源安全和粮食安全，甚至威胁到人类的生存 [ 1 ]。2020年9月22日，习近平主席在第75届联合国大会上发表重要讲话，提出我国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。因此，在当前环保政策持续高压态势下，采用减污降碳协同治理，以绿色发展理念引领经济结构调整和发展方式转变，坚定不移走绿色低碳发展之路已形成共识 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。生态环境部党组书记孙金龙在2021年全国生态环境保护工作会议上指出，实现减污降碳协同效应，是以习近平同志为核心的党中央对污染防治攻坚战的新要求，也是总要求。“十四五”污染防治攻坚战必须既减污、又降碳，两手都要抓、两手都要硬。 随着我国经济的发展和科技的进步，包括电力、石油化工、有色金属等行业在内的基础性产业在生产技术、设备等方面与世界先进水平的差距正在逐步缩小，部分甚至已经处于世界领先水平，如果仅靠提升技术装备水平实现减污降碳，其空间已经不大，而通过行业内部资源整合，优化过程管控，提高资源、能源利用效率，才是实现“双碳”目标的重要途径，也是未来企业乃至整个行业提升核心竞争力的重要手段。清洁生产是以“源头预防、全过程控制，最终实现经济效益和环境效益双赢”为核心的企业运营理念 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。在通盘考虑原辅料及能源、生产工艺、产品、设备、过程控制、固体废物、管理、员工等因素的影响后，提出资源、能源最大化利用，污染物尽可能少排放甚至不排放的方案，进而实现节能、降耗、减污、增效、降碳的目的，这与减污降碳协同效应不谋而合。据国内外清洁生产的实践报道，在资金投入较少的情况下，短期内即可减少原材料消耗5%~10%，污染物排放减少10%~50% [ 10 ]。因此，清洁生产是实现减污降碳协同效应最好的途径之一。同时，清洁生产是以预防为主，且可持续发展，在绿色低碳发展、实现“双碳”目标中具有重要的战略地位。 本文以某再生铝企业为例，对清洁生产审核在企业减污降碳工作中发挥的作用进行探讨，为今后再生铝企业开展减污降碳工作提供思路和借鉴。
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user: 2. 某再生铝企业概况 审核对象为是以汽车粉碎铝切片和铝门窗型材料切片为原料，设计产能为年产5万吨铝合金锭的再生铝企业。废铝经分拣后，按订单要求进行配比、熔炼，生产出客户所需的产品。
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user: 3. 清洁生产潜力分析 审核小组深入生产一线，对企业现状进行全貌调查与分析，对比国内外同行业先进企业清洁生产水平，从原辅料及能源、生产工艺、产品、设备、过程控制、固体废物、管理、员工8个方面，对能源损耗、污染物排放原因进行深度分析，挖掘企业清洁生产潜力。 3.1. 电能消耗清洁生产潜力分析 1) 原料因素：原材料存放不当，生锈，需要进行预处理，增加相应电耗。2) 设备因素：无变频设备，存在生产负荷较低情况下，风机等满负荷运转情况；设备易磨损，故障率高，影响能耗。3) 过程控制因素：非生产期间或非满负荷生产情况下，风机连续运转，造成电能浪费；用电计量系统不完善，应对生产、办公、循环水系统未加装电表，对各生产环节能耗管控缺少依据。4) 管理因素：办公室耗电设备主要为空调、电脑及照明系统，尤其生产车间的照明系统耗电量较大；高耗能设备耗电量与能效未定期检测。5) 员工因素：熔炼铝料时，由于员工操作手法不同，使得设备的开启时间也不相同，影响电耗；由于员工经验不足，熔炼时间长，增加电耗。6) 产品因素：不合格产品，增加了返工次数，使电耗上升。 3.2. 柴油、重油消耗清洁生产潜力分析 1) 设备因素：锅炉燃烧不充分，热效率低，增加柴油用量；生产用叉车消耗柴油量较大，可考虑电叉车替换柴油叉车，降低柴油消耗；熔炼炉串火严重，燃油消耗量增大；2) 管理因素：管线保温破损，变相增大锅炉柴油消耗；企业不生产时，锅炉蒸汽依然供应充足，浪费能源。 3.3. 污染物减排清洁生产潜力分析 1) 废水：原料冲洗水、车间地面冲洗水均未循环利用，且现场存在长流水现象；办公区、生活区未安装节水器具，员工人均耗水超过国家和地方标准；2) 废气：筛洗料机下料时无组织粉尘较大；熔炼扒渣过程，无组织烟尘较大。
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user: 4. 审核重点和目标确定 审核小组在清洁生产潜力分析基础上，从废弃物排放量、原辅材料消耗、能耗、污染物产生与排放量及排放量等方面进行综合考虑，经权重计分排序，最终确定本轮清洁生产审核的重点是熔炼车间。 此外，根据国家环境保护和清洁生产法律法规、政策标准、企业发展远景和规划要求、与国内外同类企业先进水平的差距、审核重点工艺水平和设备能力等因素，设定了本轮清洁生产目标，见表1。 Table 1 Cleaner production goal 序号 项目 单位 现状 近期目标 远期目标 绝对量 相对值(%) 绝对量 相对值(%) 1 综合能耗 kgce/t 170.28 170.00 0.16 169.00 0.75 2 电耗 kwh/t 145.05 143.00 1.41 142.00 2.10 3 新水消耗 m 3 /t 3.63 3.50 3.58 3.40 6.34 4 氧化铝总回收率 % 80 80.20 0.25 81.00 1.25 表1. 清洁生产目标
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user: 5. 审核重点的评估 审核小组采用物料平衡法和E-P分析法，对审核重点进行分析。熔炼车间除成品以外的副产物及废弃物中，铝灰所占比例最大。经过与企业生产人员的充分讨论，铝灰产生的影响因素如下： 1) 原料品质及原料保存影响因素 原料颗粒大小影响铝灰的产生，小颗粒比表面积大，在堆放过程中容易氧化，在温度较高时更容易烧成铝灰。此外，原料保存时间过长或保存不当(如淋雨、露天存放)使原料被氧化，或者在选料车间中加水过多也使原料氧化率高。 2) 生产过程影响因素 加料比例、生产过程温度及搅拌的控制及操作人员专业技能均会对铝灰产生影响。在生产过程中，搅拌不均匀或者温度控制过高会使产生铝灰量增加，而企业对熔炼炉温度及搅拌程度无量化监控。 3) 处理处置过程影响因素 产生的铝灰最后经回转炉提取渣锭，因此回转炉的回收率也会影响铝灰的产生量。目前回转炉存在的主要问题为缺少对铝灰中铝含量的有效监测，使得在操作过程中的温度控制无法量化。
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user: 6. 方案产生与实施 6.1. 方案的产生 根据预审核、审核阶段分析结果，结合企业员工提出的合理化建议，本轮审核共产生7项无/低费方案，2项中/高费方案，具体方案见表2。 Table 2 The summary of cleaner production plan 方案编号 方案名称 投资类型 方案说明 F1 加强原料现场管理 无费 对原料恰当保存，做好防雨措施，且保存时间不能过长。 F2 加强现场管理 无费 在熔炼炉及回转窑管理过程中，缺少对温度、搅拌程度及铝灰中铝含量有效监控，因此生产部门应加强监管次数及有效记录，严格按照各牌号工艺的温度要求进行熔炼，减少铝灰产生量。 F3 选料部人工洒水改造为自制河水 低费 金属料洒水由人工洒水改为自制河水，每年节约新鲜水9000 t。 F4 选料部37 KW水泵改造工程 低费 洗料用水量不是太大，将原有设计37 KW水泵改为2.2 KW潜水泵供水，每年节约电能21，000 Kwh。 F5 环保200 KW风机加装时间定时开关 低费 200 KW环保风机开关是在环保车间后面，员工加料时开启，加完料经常忘记关掉，为了减少无用功空耗损，设备部将开关引之车间控制，并加装定时开关，设定时间到自动关闭风机。每年节约电能200，000 Kwh。 F6 筛洗料机下料口改装工程 低费 筛洗料机下料口由人工控制下料速度，存在灰尘大、浪费人工的问题，筛洗料机下料口改为震动式自动下料。每年节约电能5000 Kwh。 F7 熔炼炉节能改造工程 低费 熔炼炉串火严重，为了减少热损失，提高生产速度，将炉口抬高，可以节约燃油26 t左右，电费4.5万左右，减少维修成本，缩短生产时间缩。 F8 熔炼部4台熔铝炉鼓风机改造工程 中费 将4台鼓风机使用的三角形启动控制，全部改为变频器启动运行。 F9 熔炼炉管道热风烟气余热回收利用 高费 对铝熔化炉废气余热进行回收，将余热加热产生热水，热水压力0.4 MPa，以便公司能使用于重油伴热。 表2. 清洁生产方案汇总表 注：无/低费方案 < 15万元，15万元 ≤ 中费方案 < 20万元，高费方案 ≥ 20万元。 6.2. 方案实施效果 通过9项清洁生产方案的实施，企业一次性投入资金77.3万元。在节能减排指标方面，每年可减少蒸汽97，000 t，减少新鲜水9000 t，减少用电279，880 KWh，减少固体废物量16 t，经济效益达96万元/年；在环保管理和人员意识培养方面，企业在环境保护工作上有了全面的、清晰的管理思路，建立和健全清洁生产以及环保制度，使之程序化、规范化，环保、绿色低碳的意识大幅提升，由“要我做”向“我要做”转变。为了贯彻和落实清洁生产以及绿色低碳战略，使该项工作融入日常管理工作，企业还在本轮清洁生产的基础上成立清洁生产办公室，负责企业持续清洁生产工作，制定清洁生产工作目标、计划，收集和整理清洁生产方案，向总经理(含上级管理部门)汇报清洁生产的实施情况。
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user: 7. 结论 1) 通过本轮清洁生产审核，企业在能源消耗方面以及污染物排放方面均有不同程度的降低和减少，实现了环境效益与经济效益双赢的目的，也实现了减污降碳协同治理的目的。因此，企业推行清洁生产审核实现减污降碳是可行的。 2) 清洁生产在绿色低碳经济发展中的地位不容小觑。清洁生产注重全过程控制，它将生产工艺、过程控制、经营管理、产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来，优化运行方式，实现“资源最优，污染最小”的生产状态，最佳的管理模式和最优化的经济增长水平。因此，清洁生产是实现减污降碳协同效应最佳选择之一 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。 3) 清洁生产是以预防为主，在企业管理实践中，预防的成本往往低于事故发生后用于补救所发生的费用，而成本和费用的高低又直接影响企业的当期利润，进而影响到企业的生存能力和发展潜力 [ 15 ]。清洁生产则是通过设备改造提升、过程控制优化、强化内部管理、提高人员专业素养为手段，减少能源、资源消耗，降低污染物产生量。因此，在能源结构暂未有大的调整、降碳技术暂未成熟应用的情况下，企业可以先通过实施清洁生产审核工作，提升内部资源利用效率，优化能源使用效率，为实现“双碳”目标奠定基础。
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user: 摘要 通过对新疆某典型煤矿矿井排风巷道口附近氡浓度调查与测量，构建模型，运用UAIR-FINE软件模拟煤矿析出的氡排放所致周围20 km范围内各子区的附加氡浓度分布和公众年附加有效剂量分布。结果表明，煤矿矿井析出氡排放所致周围20 km范围内附加氡浓度最大值出现在矿井排风井周围，贡献值在0.05 Bq/m 3 左右，远低于我国室外空气中平均氡浓度14.0 Bq/m 3 ，几乎对室外空气氡浓度没有贡献，也不可能对矿区周围环境敏感点–居民点(村庄)的居室环境中氡浓度产生较大贡献。在矿井正常生产1年、10年、60年情况下，环境敏感度点处(A村、B村、D村、E村)的公众最大年附加有效剂量在0.01 mSv/a左右，矿井析出氡的排放对周围20 km范围内公众的影响较小，在可接受的范围之内。
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user: 1. 引言 氡及其子体所致公众的年有效剂量占天然辐射贡献的一半以上，主要通过人的呼吸系统进入支气管和肺部产生内照射，进而引起细胞的损伤，造成急性或慢性疾病 [ 1 ]。因吸入过量氡引发的疾病相继在锡矿、铀矿的矿工中被发现，矿山氡及其子体的辐射危害和防护引起了世界各个国家的重视 [ 2 ] [ 3 ]。我国相继在《矿山安全法》、《矿山安全法实施条例》等法律法规中要求矿山井下作业场所采取相应措施进行放射性物质监控 [ 3 ]。新疆煤炭资源丰富，占全国预测储量的40%，已被列为煤矿开采重点建设地区 [ 4 ]。氡气是煤矿矿井排放的主要气态污染源之一，目前大部门科研人员主要关注煤矿矿井中氡浓度对井下作业人员的辐射危害 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]，反而对矿井中氡气随排风井排放所致煤矿周围公众的辐射影响研究较少 [ 8 ]。为了了解煤矿井下工作场所析出的氡气随排风井迁移并向煤矿周围环境排放所致煤矿周围环境及公众的辐射影响，本文以新疆某开采煤矿为研究对象，对该煤矿矿井的排风井井口处氡浓度进行调查与监测，运用UAIR-FINE软件模拟矿井中氡扩散对煤矿周围环境的氡浓度场贡献及周围公众产生的附加辐射剂量，对于保护环境和煤矿周围公众健康具有十分重要的意义。
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user: 2. 调查与测量 2.1. 调查对象 选取新疆典型的某一在产中型煤矿为调查对象，围绕该煤矿的氡污染源项进行调查和监测，调查的污染源点位为生产中的煤矿排风巷道口。 2.2. 测量仪器与方法 监测仪器：便携式氡浓度测量仪，型号为Alpha GUARD P-30，生产厂家为德国Saphymo-Genitron公司。该仪器由中国计量科学研究院校准，测量时位于校准周期内。 测量方法：瞬时测量，每测量点位读数3次(1小时/次)，计算其平均值。 测量依据：按照《辐射环境监测技术规范》 [ 9 ] 和《室内氡及其衰变产物测量规范》 [ 10 ] 进行测量。 2.3. 布点原则 依据《辐射环境监测技术规范》 [ 9 ] 的布点要求，以矿井排风巷道口为中心，向排风巷道内进行2 m等间距线性布点，采样高度应在椭圆形巷道剖面的中心，监测距离为10 m。
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user: 3. 监测结果 新疆辐射环境监督站的专业技术人员对该煤矿矿井排风巷道口进行了瞬时氡浓度的布点监测，具体测量结果见表1。由表1的监测数据可知，煤矿矿井排风巷道口处氡浓度的测值范围为151~209 Bq/m 3 ，均值为185 ± 26.5 Bq/m 3 ，测量结果远低于国家标准 [ 11 ] 中规定的工作场所中氡持续照射情况下补救行动的行动水平下限值即年平均活度浓度500 Bq/m 3 (平衡因子0.4)，故无需考虑采取补救行动。 Table 1 Measurement results of radon concentration at monitoring points at the exit of exhaust air tunnels in coal mines (Bq/m3 测量点位 氡浓度 测量范围 均值 排风巷道口 151~209 185 ± 26.5 表1. 煤矿矿井排风巷道口监测点位氡浓度测量结果(Bq/m 3 )
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user: 4. 辐射环境影响模拟研究 4.1. 污染源项 该煤田矿井产生的气态氡源项主要来自于矿井排风巷道口，以污染源尺寸(排风巷道内径2.3 m)计，可以进一步简化为点源。为了掌握矿井氡的持续排放对矿区及其周围环境和公众的影响，本研究以排风巷道口为原点中心进行建模研究，矿井的具体气态源项排放参数借鉴相关文献 [ 8 ]。 4.2. 模型构建 本次辐射环境影响模拟研究通过构建点源排放，结合煤矿矿区所在地的地形条件、气象条件等排放扩散情形进行模拟和预测。研究选用中核第四研究设计工程有限公司开发的UAIR-FINE软件，该软件嵌入的大气扩散模式是生态环境部推荐的由美国法规模式改善委员会(AERMIC)开发的AERMOD扩散模型(Version09292)，嵌入的氡浓度和剂量估算模式是根据国际原子能机构和国际辐射防护委员会推荐的估算模式和相关参数 [ 12 ] [ 13 ]。在大气扩散计算模块需输入源项参数、气象参数和地形参数，源项参数的输入参考文献 [ 8 ]，气象参数选取煤矿所在地最近的气象台站煤矿运行阶段最近的至少1年的历史数据，主要包括煤矿所在地的月平均温度、风速，全年的风向、风频等 [ 8 ] [ 14 ]，最后应用ArcGIS软件选取合适面积的地形图，通过计算机模拟计算完成。 本研究选取煤田矿井排风巷口为极点，采用极坐标系，20 km为半径的地域最为模拟范围，同时参考相关文献按照不同的半径间距画6个同心圆，再以正北N向为起始将这些同心圆按16个方位划分成子区，共形成96个估算子区 [ 8 ] [ 14 ]。 4.3. 环境中氡浓度分布规律 通过上述模型的构建，将氡浓度相关污染源项参数、气象参数及地形参数等输入UAIR-FINE软件，模拟得到该该煤矿矿井析出的氡排放所致20 km范围内的环境地表附加氡浓度分布如图1所示。 图1. 氡排放所致周围环境附加 222 Rn浓度分布(Bq/m 3 ) 从图1可以看出，距离排风井口的距离越远，氡浓度值越小，而相同距离下，氡浓度值呈现非均匀分布。由煤矿矿井析出氡排放所致周围20 km范围内的环境地表附加氡浓度等值线分布图可知，各子区空气中附加氡浓度贡献最大值出现在矿井排风井周围，附加贡献值在0.05 Bq/m 3 左右，估算值远低于文献中报道的我国室外空气中平均氡浓度14.0 Bq/m 3 [ 15 ]，进而可知该煤矿氡排放对室外空气氡浓度的影响几乎可以忽略，更不可能对矿区周围环境敏感点–居民点(村庄)的居室环境中氡浓度产生较大贡献。 4.4. 公众个人剂量分布 对于煤田周边公众，按照相关文献中报道的公式进行估算吸入氡及其子体所致公众年附加辐射剂量 [ 8 ]，并将相关参数输入UAIR-FINE软件，模拟得到该煤矿矿井20 km范围内连续生产1年、10年、60年的氡浓度排放所致公众年附加有效剂量分布如图2~4所示。 图2. 矿井氡排放所致公众年附加剂量分布(生产期1a (mSv/a)) 图3. 矿井氡排放所致公众年附加剂量分布生产期(生产期10a (mSv/a)) 图4. 矿井氡排放所致公众年附加剂量分布生产期(生产期60a (mSv/a)) 从图2~4可以看出，在矿井正常生产1年、10年、60年情况下，煤矿矿井析出的氡排放所致周围20 km范围内各子区公众年附加有效剂量最大值出现在矿井周围，公众年附加最大有效剂量在0.2 mSv/a左右，且该区域内无人员居住，对公众的影响可以忽略；环境敏感度点处(A村、B村、D村、E村)的公众最大年附加有效剂量在0.01 mSv/a左右，对居民点(村庄)公众的影响较小。
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user: 5. 结论 通过对新疆某典型煤矿矿井排风口处氡浓度排放监测和环境影响模拟分析的结果可知：该煤矿矿井析出的氡排放所致周围20 km范围内附加氡浓度的最大值出现在矿井排风井周围，贡献值在0.05 Bq/m 3 左右，远低于我国室外空气中平均氡浓度14.0 Bq/m 3 ，几乎对室外空气氡浓度没有贡献，也不可能对矿区周围环境敏感点–居民点(村庄)的居室环境中氡浓度产生较大贡献。在矿井正常生产1年、10年、60年情况下，煤矿析出的氡排放所致周围20 km范围内各子区公众年附加有效剂量最大值出现在矿井周围，其值在0.2 mSv/a左右，且该区域内无人员居住，故对公众的影响可以忽略；环境敏感度点处(A村、B村、D村、E村)的公众最大年附加剂量在0.01 mSv/a左右，对居民点(村庄)公众的影响较小。由此可见该煤田矿井氡的排放对周围20 km范围内公众的影响较小，在可接受的范围之内。
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user: 摘要 近年来，由于环保政策的趋紧，危险废物焚烧领域得到了长足的发展，危险废物焚烧系统如雨后春笋的建设投运。焚烧处置主要是进行减量化，最终产生约20%~30%的灰渣，但焚烧的是否彻底即热灼减率是否达标，节能降耗，稳定高效运行的问题一直备受关注。本文列举总结了炉排在危险废物焚烧中应用的实际案例，对降低灰渣热灼减率、促进焚烧系统节能、稳定运行的效果进行了简析。
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user: 1. 基本概念 危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物 [ 1 ] [ 2 ]。 根据《国家危险废物名录》的定义，危险废物为：具有下列情形之一的固体废物和液态废物，列入本名录 [ 3 ]： (一) 具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性的； (二) 不排除具有危险特性，可能对环境或者人体健康造成有害影响，需要按照危险废物进行管理的。 热灼减率是指焚烧残渣经灼热减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。其计算方法如下； P = ( A − B ) / A ∗ 100 % 式中：P——热灼减率，%； A——焚烧残渣经110℃干燥2 h后在室温下的质量(g)，其中还含有未燃烧的物质； B——焚烧残渣经600℃ (±25℃) 3 h灼热后冷却至室温的质量(g)，认为是可燃物完全燃烧后的质量。
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user: 2. 引言 在危险废物焚烧中，灰渣热灼减率的控制是非常重要的。焚烧炉灰渣的热灼减率反映了危险废物的焚烧效果，对灰渣热灼减率的控制，可降低垃圾焚烧的机械未燃烧损失，提高燃烧的热效率，同时减少了危险废物残渣量，提高焚烧后的减容量 [ 4 ] [ 5 ]。危险废物焚烧的灰渣热灼减率主要还是通过焚烧炉本体设计、转速、温度、垃圾的特性及合理配风来控制 [ 6 ]，这种控制方式局限性较大，控制区间较小，不能满足焚烧灼减率的要求。在生活垃圾焚烧中，炉排炉被广泛应用，但危险废物焚烧中炉排的应用较少。由于物料特性不同，在危废焚烧系统中直接使用生活垃圾的炉排炉的尝试一直未成功，但在危废回转窑后端引入往复炉排的研究进展较快，且已得到实践验证。本文主要针对危废回转窑焚烧系统引入往复式炉排后对于降低热灼减率和提高焚烧效率及稳定性进行简析。
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user: 3. 危险废物焚烧灼减率控制现状 国家规范要求危险废物焚烧炉渣热灼减率不高于5% [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]，甚至有的项目要求不高于3%，因回转窑的燃烧主要以表层供风燃烧为主，对于100 t/d的大型回转窑焚烧炉，回转窑内堆料情况较为严重，依靠回转窑的转速翻动物料的程度有限，致使物料与助燃空气的混合程度较小，仅表层的物料与空气接触并反应燃烧，无法保证较高的燃烧效率。只是通过增加炉体长度设计、降低转速、提高焚烧温度、优化危险废物的焚烧配伍及合理配风等参数调整手段来提高灼减率很难满足相关规范要求，不仅增加能耗，也会发生结焦等影响设备运行的稳定。
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user: 4. 炉排在危险废物焚烧中的应用情况 4.1. 保证炉渣较低的热灼减率 在回转窑后加设炉排，可以确保从回转窑排出的炉渣在强烈助燃风(炉排风)的作用下继续燃烧直至燃烬，从而保证很低的热灼减率。炉排风与废物剧烈充分混合燃烧，具有更高的燃烧效率，这也是生活垃圾普遍采用炉排工艺，且助燃风的过量空气系数仅取为1.4的原因(回转窑危险废物焚烧炉的过量空气系数通常需取到1.8)。 为验证炉排对热灼减率的实际影响，分5次取回转窑尾刚落到炉排上的灰渣A和经炉排焚烧后进入除渣机内的灰渣B，具体检测数据见下表1。 Table 1 Test data of grate on ash and slag of rotary kil 序号 1 2 3 4 5 均值 炉排前端灰渣热灼减率(%) 12.5 8.3 9.8 9.6 12.0 10.4 炉排后端灰渣热灼减率(%) 3.7 1.5 2.0 3.1 3.7 2.8 炉排前后热灼减率差值(%) 8.8 6.8 7.8 6.5 8.3 7.6 表1. 炉排对回转窑灰渣的检测数据 由上表检测数据可知，炉排对回转窑的灰渣进行了二次焚烧，热灼减率得到有效降低。 4.2. 炉渣产生量小且性状有利于收集和填埋 炉渣热灼减率的降低，可以降低炉渣的质量，有利于降低炉渣的后续填埋处置费用。同时因为炉排风与炉渣的剧烈混合和燃烧、炉渣在炉排的燃烧停留时间不低于30分钟，使最终从炉排排出的炉渣较为松散、颗粒度小、均匀性好，可以大大提高渣箱的充满率，同时也可以减少后续炉渣填埋所占容积，提高填埋场的使用年限。 4.3. 较低的热灼减率有利于降低炉膛助燃成本 炉渣热灼减率低，说明炉渣中的可燃物低，也说明物料中的可燃烧部分均在焚烧炉内得以了充分的燃烧，释放了足够的热量，为此，热灼减率的降低有利于焚烧炉燃烧温度保持，减少用于提高炉膛温度的辅助燃料的耗量，有利于节省运行成本。 4.4. 对炉渣热能的充分利用 炉排风从往复炉排底部高强度穿过炉排，与炉渣强烈接触并充分燃烧，炉排风的设计过量系数较高，一部分用于炉渣中可燃成分的继续燃烧，过量部分被炉渣加热，在炉排风被加热的同时炉渣温度被冷却，被加热的炉排风继续向上，与回转窑排出的烟气继续混合，起到二次风的作用。对于100 t/d危险废物大型焚烧炉而言，因二燃室的直径和容积均较大，助燃风如何与二燃室内的烟气混合是燃烧设计的主要方面，过量的炉排风继续向上与回转窑排出的烟气充分混合，从根本上解决了混合不均匀的问题。除了炉排风之外，乙方的系统中仍设计有二次风，实际运行中，二次风的供给量很少，也验证了过量炉排风作为二次风的作用。 4.5. 减少出渣机蒸发水量及对焚烧的影响 单一回转窑工艺是在回转窑出口设有通长的水封出渣机，对于100 t/d回转窑焚烧炉，出渣机长度至少5 m、宽度至少1 m，出渣机汇水面积达到5平方，炉渣落至出渣机上，水温迅速升高，同时大量蒸发进入二燃室，该部分水汽不利于燃烧，同时需物料的燃烧热量和辅助燃料热量将其加热至1100℃，在某种程度上造成了热能的浪费。采用回转窑 + 炉排工艺，炉排出口已经偏离出回转窑和二燃室区域，出渣口最大面积仅为1平方，炉渣在炉排风的作用下燃烧并冷却，炉渣温度也相对较低，水封出渣机产生的水汽不多，对燃烧工况的影响很小，与单一回转窑工艺相比，降低了能量的消耗和运行成本。 4.6. 有利于焚烧工况的组织，提高抗负荷波动能力 通常焚烧炉要具有70%~110%的负荷波动能力，即在该负荷范围内焚烧炉仍能正常运行。回转窑 +炉排工艺有更好的抗负荷波动能力，说明如下： 如果仅采用单一的回转窑焚烧炉，当处理量降低时，废物在回转窑内的停留时间会相对延长(即便提高回转窑转速，也需保证在一定的转速范围内，否则无法保证炉渣热灼减率达标)，容易产生窑尾结焦等情况，在保证炉渣热灼减率的情况下，进入二燃室的烟气可燃性成分较低，二燃室无法保证燃烧温度，只能采用辅助燃料提高炉膛温度，提高运行成本。采用回转窑 + 炉排的工艺，当处理量较低时，可以通过提高转速缩短物料在回转窑内的停留时间(相当于回转窑前段容积不使用)，此时排出回转窑的炉渣中仍含有大量的可燃成分，落至炉渣上继续燃烧，炉排燃烧炉渣产生热量进入二燃室，提高二燃室的热容量，从而提高炉膛温度。 当处理量增加时，单一回转窑工艺只能降低回转窑的转速，提高废物在回转窑内停留时间，但此时往往发生窑内堆料，炉渣热灼减率超标严重的情况。采用炉排工艺，可以对回转窑排出的未燃烧的可燃物质进一步燃烧并燃烬，保证较低的热灼减率。通过上述阐述，无论是低负荷运行还是高负荷运行，炉排都可以作为较好的调节手段，确保热灼减率的达标。
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user: 5. 结束语 综上所述，在危险废物焚烧炉后端增加炉排，在降低炉渣热灼减率，减少炉渣产生量，降低炉膛助燃成本，减少出渣机蒸发水量等方面有着显著的效果，另外，在有利于焚烧工况的组织，提高系统抗负荷波动能力，保障回转窑焚烧设备稳定运行方面起到了重要作用。可以预见炉排在危险废物焚烧系统中的应用前景较好。
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user: 摘要 课题组通过对灌注式半柔性路面灌浆材料的实验研究，开发出适合山东气候的专用灌浆料，自主研发的制浆设备能够连续生产极大提高了施工效率，对路面结构进行了优化，更适合半柔性路面结构受力情况。课题组通过材料、设备与路面结构一体化设计研究成果，依托邹魏路改扩建工程重载交通平交路口进行了试验路应用，通过1年多的使用情况观测半柔性路面结构抗车辙性能显著，路面抗滑与渗水等全部路用性能指标满足设计要求，服役效果非常理想，不仅节约了沥青等不可再生资源用量而且减少全寿命周期的养护费用，有效降低了重复建设对环境的破坏作用，半柔性路面是一种较理想的环保耐久型路面结构。
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user: 1. 引言 灌注式半柔性抗车辙路面结构是在柔性的大空隙基体沥青混合料(连通空隙率在20%~30%之间)中灌注刚性较强的水泥基胶凝材料，凝结硬化之后形成刚柔并济的复合路面，不仅具有沥青混凝土路面的行车舒适性，同时又具备水泥混凝土路面的强度稳定性，特别适用于重载渠化交通对抗车辙性能要求较高的路段 [ 1 ] [ 2 ]。半柔性路面还具有优良的耐火、耐有机溶剂侵蚀的性能，兼具较好的视觉效果，因此半柔性路面多用于国省干线重载路段、交叉路口、公交站台、BRT专用车道、收费站、机场、港口码头、隧道路面铺装等车辙严重区域。 山东省邹平市邹魏路拓宽改建工程起点位于邹魏路与黄山五路交叉口，终点位于魏桥镇与孙章路交叉口，由于该路段重载车辆较多、行车速度较慢，在十字路口等路段出现严重车辙等病害，影响通行安全，为实现该路段较好的养护修复效果，中化学交通建设集团有限公司半柔性路面课题组通过对灌浆材料、灌浆设备与路面结构一体化研究，提出了“城市道路新型抗车辙刚柔复合路面”，通过半柔性试验路的成功实施形成了成熟的工程施工工法，通过1年多的通车试运营，路面结构表现良好，半柔性路面结构应用于重载渠化交通表现出了非常出色的服役能力，彻底根治了路面车辙病害，大大降低了重复建设对环境的破坏作用，是一种优良的环保耐久型路面结构。
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user: 2. 大孔隙沥青混合料配合比设计 2.1. 集料与填料 大孔隙基体沥青混合料连通孔隙率较大，粗集料宜采用质地坚硬的单级配集料，粗集料采用济南市章丘碎石场产10~20 mm玄武岩与5~10 mm玄武岩，细集料选用0~3 mm玄武岩机制砂。填料矿粉选用普通石灰岩磨细矿粉。粗集料试验结果见表1，细集料试验结果见表2，矿粉试验结果见表3。 Table 1 Physical and technical index of coarse aggregat 物理技术指标 单位 技术要求 检验结果 标准方法 10~20 mm 5~10 mm 表观密度 g/cm 3 ≥2.6 2.908 2.901 T0304-2000 吸水率 % ≤2.0 0.55 0.62 T0304-2000 针片状含量 % ≤15 8.4 10.1 T0312-2001 压碎值 % ≤25 8.8 - T0316-2002 洛杉矶磨耗值 % ≤30 9.4 - T0317-2003 与沥青粘附性 级 ≥4 4 - T0616-2000 表1. 粗集料物理技术指标 Table 2 Physical and technical index of fine aggregat 物理技术指标 单位 技术要求 检验结果 标准方法 表观密度 g/cm 3 ≥2.6 2.722 T0328-2000 吸水率 % ≤2.0 0.87 T0328-2000 砂当量 % ≥60 65 T0334-2000 坚固性 % ≤30 2.1 T0340-2000 表2. 细集料物理技术指标 Table 3 Technical index of mineral powde 物理技术指标 单位 技术要求 检验结果 标准方法 视密度 g/cm 3 ≥2.5 2.626 T0352-2000 含水量 % ≤1.0 0 T0103-2000 外观 - 无团粒结块 无团粒结块 - 粒径范围 <0.6 mm % 100 100 T0351-2000 <0.15 mm % 90~100 93.1 <0.075 mm % 75~100 89.8 表3. 矿粉技术指标 2.2. 沥青 大孔隙基体沥青混合料级配粗集料占比很大细集料较少，相应沥青含量较低，要求沥青胶结料粘度较大能够提供足够的粘结力，沥青与矿粉、细集料组成胶浆用于填充粗集料骨架空隙，胶浆的粘结作用与粗集料的骨架嵌挤作用共同提供基体沥青混合料强度 [ 3 ]。试验路采用适用于山东气候区的SBS I-D改性沥青，参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2000)中的有关方法进行检验，该沥青各项指标符合要求。结果见表4。 Table 4 Technical index of SBS modified asphal 检测项目 技术要求 试验结果 试验方法 针入度(25℃，5 s，100 g)/0.1mm 60~80 71 T0604 延度(5cm/min，5℃，cm) ≥20 35 T0605 软化点(℃) ≥55 75 T0606 运动粘度(135℃，Pa·s) ≤3 1.831 T0625 闪点(℃) ≥230 338 T0611 溶解度(%) ≥99 99.86 T0607 25℃弹性恢复 ≥65 95 T0662 密度(25℃，g/cm 3 ) 实测记录 1.020 T0603 旋转薄膜老化试验 (163℃，85 min) 质量损失(%) ≤±1.0 −0.21 T0610 针入度比(25℃，%) ≥60 75 T0604 延度(5℃，cm) ≥20 26 T0605 表4. SBS改性沥青技术指标 2.3. 矿料级配设计 大孔隙基体沥青混合料连通孔隙率在25%左右才能满足灌注要求，连续级配原材料形成的空隙不均匀难以达到如此大的连通孔隙率要求，单粒径不连续集料能够形成较均匀且连通孔隙率较大的混合料 [ 4 ]。不同的级配比例能够形成不同孔隙结构的混合料，根据中国工程建设标准化协会《道路灌注式半柔性路面技术规程》推荐的级配范围和课题研究结果，课题组依据原材料的筛分结果调试了3组级配，根据孔隙率试验结果确定最佳级配曲线。原材料比例组成见表5，混合料合成级配见表6，基体沥青混合料级配曲线如图1所示。 Table 5 Material composition of mixture (% 级配类型 10~20 mm玄武岩 5~10 mm玄武岩 0~3 mm机制砂 矿粉 粗级配 83 8 7 2 中级配 79 8 11 2 细级配 75 8 15 2 表5. 原材料比例组成(%) Table 6 Composite gradation of mixtur 级配类型 筛孔/mm 粗级配 中级配 细级配 设计级配范围 26.5 100.0 100.0 100.0 100 19 94.1 95.2 95.5 90~100 16 75.2 76.4 77.3 60~90 13.2 49.7 52.1 54.2 30~60 9.5 21.1 25.6 28.4 20~30 4.75 9.2 13.1 16.5 7~24 2.36 8.1 10.3 13.5 5~20 1.18 6.6 9.3 10.5 5~15 0.6 5.7 7.5 8.8 4~15 0.3 5.0 6.1 7.2 3~12 0.15 4.1 4.5 5.4 3~8 0.075 2.5 3.0 3.4 1~6 表6. 混合料合成级配 图1. 级配曲线 合成的3条级配曲线呈明显的“S”状，9.5 mm筛孔通过较常规沥青混合料明显偏少，粗集料占比很大，很好地形成了骨架结构，具有这种级配曲线的沥青混合料具有更好的嵌挤能力，保证基体沥青混合料具有足够的连通孔隙率。 2.4. 最佳沥青用量设计 大孔隙基体沥青混合料不适用传统的马歇尔试验方法确定其沥青用量，课题组根据研究成果采用平衡沥青用量方法进行混合料设计，总体设计原则为：不仅考虑因沥青用量过大，导致自由沥青过多，从而在施工中沥青滴落阻塞孔隙影响灌浆料的灌入，还要考虑因沥青用量不足，结构沥青膜厚度不够而引起基体沥青混合料强度不足，由此采用谢伦堡沥青析漏试验(即流淌试验)和肯塔堡飞散试验相结合的方法，同时力学指标需要满足马歇尔稳定度要求，综合考虑来确定最佳沥青用量。 课题组按照单面击实75次分别成型马歇尔试件，参照《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJG20-2011)分别进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡飞散试验，绘制谢伦堡析漏量与沥青用量关系曲线及肯塔堡质量损失与沥青用量的关系曲线，由曲线拐点处得到最大(小)沥青用量，在沥青用量范围内参考马歇尔稳定度综合确定符合要求的最佳沥青用量。最佳沥青用量试验结果见表7。 Table 7 Optimum asphalt conten 级配类型 淅漏实验结果/% 飞散试验结果/% 稳定度/KN 孔隙率/% 最佳沥青含量/% 粗级配 0.34 22.1 2.88 29.3 3.3 中级配 0.35 18.3 4.25 25.1 3.5 细级配 0.34 16.5 5.31 20.2 3.7 规范设计 ≤0.4 ≤20 ≥3 20%~30% 实测 表7. 最佳沥青含量 从试验结果分析，粗集料数量占比越大，联通空隙率越大，最佳沥青含量越小，由此沥青胶浆提供的粘结性降低导致混合料整体稳定性变差。考虑基体沥青混合料良好的灌注效果与级配嵌挤情况，最终确定采用中级配骨架结构。
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user: 3. 水泥基灌浆料性能评价 课题组自主研发的水泥基灌浆材料，水胶比为0.35时流动度满足设计要求灌注率能够达到95%以上，灌浆料体系均匀且不发生沉淀等离析现象，经过多次重复实验验证小时强度指标与干缩指标都能满足设计要求，灌浆料各项性能指标均达到优良水平。灌浆料试验结果见表8。 Table 8 Grouting test result 试验项目 单位 技术要求 检测结果 流动度(涂-4粘度计) s 13~18 14.5 水胶比 - 0.30~0.35 0.35 抗折强度(3 h) MPa ≥2.0 2.5 抗压强度(3 h) MPa ≥10.0 13.2 抗折强度(28 d) MPa ≥4.0 5.9 抗压强度(28 d) MPa ≥20.0 25.3 干缩率(3 d) % ≤2.0 0.3 表8. 灌浆料试验结果
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user: 4. 实施方案 4.1. 路面结构结合 半柔性路面试验段在邹魏路重载交通较大的红路灯平交路口处，路面结构为18 cm水泥稳定碎石 + 5 cm AC20 + 9 cm半柔性路面结构，5 cm中粒式沥青混合料AC20作为应力吸收层，能够延缓半柔性路面结构由于水稳结构层开裂导致的反射裂缝。 4.2. 施工工艺流程 灌注式半柔性路面是将满足一定性能要求的水泥胶浆灌入大空隙基体沥青混合料中而形成的路面，是一种刚柔并济的新型路面结构形式。由于高性能灌注式半柔性路面的设计要求和设计方法与一般沥青路面相比有所不同，其中涉及到水泥胶浆的灌注这一工序，因此半柔性路面的施工方法也与一般沥青路面的施工方法有所不同。其施工主要包括以下步骤：大空隙基体沥青混合料的摊铺、压实，基体沥青混合料封边，灌浆料的制备，灌浆料的灌注，灌注后半柔性路面的表面处理及养护 [ 5 ] [ 6 ]。 4.3. 基体沥青混合料摊铺碾压 大孔隙基体沥青混合料摊铺必须采用沥青混合料专用摊铺机，在摊铺前应检查确认下承层的质量，质量不合格时，不得进行铺筑作业。进行作业的摊铺机必须具有自动调节厚度及找平的装置，必须具有振动熨平板或振动夯等初步压实装置，熨平板的震动频率开到量程的50%~60%，夯锤的频率开至量程的50%左右。沥青混合料摊铺温度控制在160℃~165℃，沥青路面的松铺系数应根据试铺段确定，一般为1.05~1.10，摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，达不到要求时，立刻进行调整。 大空隙基体沥青混合料的碾压一般以双钢轮压路机为宜，碾压次数比常规沥青混凝土少。摊铺机摊铺后，使用12~13 t钢轮压路机采用静压法碾压1~3遍，压实温度控制在120℃~135℃，严格禁止过高温度压实造成混合料超密影响灌注效果，严禁压路机在路中停留(在作业面的两端预留出压路机停车位置)，严禁超出压实次数，要求压实度控制在98%~100%，保证基体沥青混合料施工后平整度。当温度降到80℃左右时要进行整平碾压，以消除轮迹。 4.4. 基体沥青混合料封边 灌浆前，采用封边条和相应的封堵材料将大空隙基体沥青混合料四周进行围挡封堵，防止浆体流出造成灌注不饱满，污染旁边路面或路缘石。道路封边可以采用木条和泡沫胶的组合，以保证道路边部的封浆效果。 4.5. 灌浆料制备 综合灌浆材料的性能特点及工程施工的方便性，浆体的制备一般是现场进行，灌浆材料和水通过课题组自主研发的专用制浆设备进行现场浆体制备，现场辅助设备有吊车、运输车及水车等，保证施工的连续性和高效性。制浆流程一般为先将精确计量的水加入搅拌锅内，再加入精确计量的灌浆材料，搅拌1~2 min即可灌注，灌注施工要求能够连续灌注保证路面结构的完整性，干粉加工产能不小于10吨/小时，制浆设备应具备防止粉尘污染装置，搅拌机中浆体制备完成以后放入专用的浆体储备桶中备用，浆体放完以后即可进行下一次的浆体搅拌。 4.6. 灌浆料灌注 搅拌机中的浆体放入储备桶中以后，在10 min以内尽快进行灌注，避免随着时间增长，浆体变稠，流动度变小，影响浆体的渗透效果。浆体灌注时，待浆液漫出沥青混合料表面，保证浆体不继续下渗，全部灌满为止，以灌满之后的表面不出现气泡为判断标准。 4.7. 刮浆及表面处理 浆体灌满大空隙基体沥青混合料后，采用硬毛刷和橡胶刮板等抹面设备进行表面处理，将沥青混合料表面多余的浆体刮除干净，使得路面产生露石构造，保证路面安全抗滑和美观。
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user: 5. 试验路评价 试验路段2020年7月份施工完成，2021年7月份通车试运营1年之后进行检测评定，取芯检测芯样灌注率95%以上灌注饱满，路面未发现车辙轮迹带，渗水指标为0，路面不渗水，构造深度与摆氏摩擦指标满足《沥青路面施工技术规范》要求，试验路实施达到了非常理想的效果。混合料检测及现场检测结果见表9。 Table 9 Test evaluation result 试验项目 单位 技术要求 检测结果 灌浆饱满度 % ≥95 98 稳定度 kN ≥15 29 动稳定度 次/mm ≥20，000 35，000 残留稳定度 % ≥90 97 冻融劈裂强度比 % ≥80 98 低温弯曲试验，破坏应变εB (−10℃) με ≥1800 2011 构造深度TD mm ≥0.5 0.65 表9. 试验评定结果
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user: 6. 结论 1) 课题组通过室内模拟现场碾压工艺确定了基体沥青混合料击实试验方法，单面击实75次成型马歇尔试件，混合料各项体积与性能指标都达到良好的设计要求，优化了规范指标要求。 2) 自主研发的水泥基灌浆料灌注效果良好，施工完毕3小时强度即可满足通车条件。课题组研发的流动度测试方法涂-4粘度计法，能够更准确地测量混合料流动性。 3) 课题组自主研发的制浆设备应用效果良好，能够连续制浆保证施工的连续性，大大提高了施工进度。试验路施工工艺控制良好，为进一步大规模应用半柔性路面结构创造了有利条件。
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user: 摘要 在九万山国家级自然保护区生物多样性监测固定样地(一期)建设项目资助下，于2011年7月至8月期间对自然保护区内24个固定样地开展植物多样性调查，利用丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及均匀度PieLou指数，对植物多样性进行研究，比较核心区、缓冲区以及实验区的植物(物种)多样性，并对植物多样性指数与海拔高度、坡向、坡度的相关性进行了初步分析。结果表明：九万山自然保护区植物多样性较高，群落总体丰富度范围为31~80，Shannon-Wiener指数值范围为2.8861~3.8108，Simpson指数值范围为0.9248~0.9673，均匀度指数范围为0.7947~0.8980。总体而言，植物多样性表现为核心区大于实验区和缓冲区。乔木的物种多样性与海拔关系不明显，灌木、草本的均匀度与海拔高度呈显著负相关。坡向与坡度对灌木多样性影响较显著，半阳坡、半阴坡和阴坡三个坡面的比较，灌木丰富度、Shannon-Wiener指数为半阳坡 > 半阴坡 > 阴坡，Simpson指数、均匀度PieLou指数为半阴坡 > 半阳坡 > 阴坡。缓坡、陡坡和险坡三个坡度比较，多样性指数均为陡坡 > 险坡 > 缓坡。为进一步加强自然保护区管理，促进社区经济可持续发展，笔者还提出了一些生物多样性保护方面的建议和措施。