ارزیابی عملکرد زیست محیطی چرخه عمر روسازی‌های آسفالتی گرم (مطالعه موردی مصارف انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

راه‌ها و زیرساخت‌های حمل و نقلی از سرمایه‌های ملی هستند و نقش مهمی در توسعه رفاهی و اجتماعی یک کشور دارند. در طول فرایند ساخت، نگهداری و در مجموع چرخه عمر راه‌ها، حجم قابل ملاحظه‌ای از مصالح طبیعی به همراه مقادیر زیادی از سوخت‌های فسیلی و برق به عنوان منبع تولید انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند که دارای اثرهای مخربی بر محیط‏زیست می‌باشند. لذا، لازم است تا با استفاده از ابزارهای مدیریتی، استفاده از منابع طبیعی، مصارف انرژی و تأثیرات بر محیط طبیعی را به شیوه‌ی بهینه‌ای مدیریت نمود. در این راستا، در این مطالعه، ارزیابی چرخه عمر به عنوان ابزاری برای کمی کردن و سنجش مصارف انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی در برخی مراحل چرخه عمر روسازی آسفالتی به کار گرفته شد. این ارزیابی در چهار بخش استخراج و تولید مواد اولیه‌ مورد استفاده در ساخت روسازی، تولید مخلوط آسفالت گرم، حمل مصالح و اجرای روسازی، به تفکیک برق و سوخت مصرفی و با درنظرگیری ترکیب برق ایران انجام گرفت. میزان مصرف انرژی و گازهای گلخانه‌ای تولیدی در هر یک از مراحل، بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده و مطالعات گذشته، محاسبه شد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که از میان مراحل مورد بررسی، مرحله تولید مخلوط آسفالت گرم در کارخانه آسفالت، با سهم ۴۸٪، بیشترین نقش را در گرمایش جهانی دارد. همچنین، نتایج تحلیل حساسیت مسافت حمل نشان داد که تغییرات مسافت حمل مصالح می‌تواند نقش مؤثری در نتایج ارزیابی چرخه عمر داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Environmental Life Cycle Assessment of Hot Asphalt Pavements (Case Study: Energy Consumptions and Global Warming Potential)

نویسندگان [English]

  • Saeid Hesami 1
  • Seyede Faeze Hosseini 2
1 Assistant Profesor, School of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, I. R. Iran.
2 MSc. Student, School of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, I. R. Iran.
چکیده [English]

Roads and transportation infrastructures are national assets that play important role in the development of social welfare. During the construction process, maintenance and the whole life cycle of pavements, huge amounts of natural materials, fossil fuels and electricity are consumed to generate energy, which have deteriorating effects on the environment. Therefore, it is necessary to use management tools and methods to manage the use of natural resources, energy consumption and the effects on the environment in an optimal manner. In this respect, this study uses the life cycle assessment as a tool for quantifying and measuring energy consumptions and global warming potentials at some stages of the life cycle of asphalt pavements. This assessment was applied on four stages of pavement life-cycle, including mining and production of raw materials, hot mix asphalt production, transportation of materials and pavement execution, considering separately the electricity and fuel consumption, and Iran’s electricity situation. Energy consumption and production of greenhouse gases at each stage were calculated based on the collected data and previous studies. Results of this study showed that the hot mix asphalt production stage in the asphalt factory has major effect on the environment with a share of 48% in global warming potential. Also, results of the sensitivity analysis on transport distances showed that variations of materials-transport distance can have an important role in the life cycle assessment results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transsportation infrastructures
  • Energy sources
  • Hot Mix Asphalt
  • Global warming
سالنامه آماری سازمان راهداری و حمل و نقل جاده‌ای. ۱۳۹۴. معاونت برنامه­ریزی دفتر فناوری اطلاعات و ارتباطات.
چراغی، ع. و برهانی، ف. ۱۳۹۵. "ارزیابی اثرات آلودگی هوا در چهار روش روسازی به کمک چهار روش مرسوم تصمیم­گیری چندمعیاره در ایران. فصلنامه مطالعات علوم محیط‏زیست، 1(1): 59-71.
Brander, M., Sood, A., Wylie, C., Haughton, A. and Lovell, J. 2011. “Electricity-specific emission factors for grid electricity”. Technical Paper, Ecometrica, https://emissionfactors.com.
Butt, A. A., Mirzadeh, I., Toller, S. and Birgisson, B. 2012. “Life cycle assessment framework for asphalt pavements: Methods to calculate and allocate energy of binder and additives”. Int. J. Pavement Eng., 15(4): 290-302.
Chan, S., Lane, B., Kazmierowski, T. and Lee, W. 2011. “Pavement preservation: A solution for sustainability”. J. Transport. Res. Board, 2235: 36-42.
Chehvoits, J. and Galehouse, L. 2010. “Energy usage and greenhouse gas emissions of pavement preservation process for asphalt concrete pavements”. First International Conference on Pavement Preservation, Transportation Research Board, pp. 27-42.
Chiu, C. T., Hsu, T. H. and Yang, W. F. 2008. “Life cycle assessment on using recycled materials for rehabilitating asphalt pavements”. Conserv. Recyc. 52: 545-556. 
Ha¨kkinen, T. and Ma¨kela¨, K. 1996. “Environmental impact of concrete and asphalt pavements, environmental adaption of concrete”. Research Notes 1752, Technical Research Center of Finland.
IEA. 2005. “Energy Statistics Manual”. OECD/IEA.
IEA. 2015. “Statistics”. http://www.iea.org/stats/index.asp.
IPCC. 2006. “Revised IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual”. Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge.
ISO 14040. 1997. “Environmental Management– Life Cycle Assessment– Principles and Framework”. International Organization for Standardization, Geneva.
ISO 14044, 2006. “Environmental Management- Life Cycle Assessment- Requirements and Guidance”. International Organization for Standardization, Geneva.
Lee, N., Chou, C. P. and Chen, K. Y. 2012. “Benefits in energy savings and CO2 reduction by using reclaimed asphalt pavement”. Transportation Research Board, Annual Meeting, pp. 2-18.
Life Cycle Inventory; Bitumen. 2012. European Bitumen Association.
Matthews, H. S., Hendrickson, C. T. and Matthews, D. H. 2015. “Life Cycle Assessment: Quantitative Approaches for Decisions That Matter”. LCAtextbook.com.
Solomon, S., et al. 2007. “Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing”. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Fourth Assessment Report, Working Group 1, Chapter 2.
Stripple, H. 2001. “Life cycle assessment of road: A pilot study for inventory analysis”. Second Revised Edition, IVL Swedish Environmental Research Institute, Go¨teborg, Sweden.