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引言
实现碳达峰和碳中和是我国向世界作出的庄严承诺，也是一场广泛而深刻的经济社会变革，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。交通领域是我国双碳目标实现的重点领域，推进高速公路绿色低碳发展是交通领域双碳建设的重要举措之一，本文将低碳交通的理念融入高速公路全生命周期，对高速公路规划设计、建设、运营维护各阶段等重点节点的低碳建设措施展开研究，为实现高速公路绿色低碳发展提供可行的途径。
规划设计阶段
规划设计阶段直接影响了高速公路建设过程中对资源及能源的消耗，将绿色低碳理念充分融入规划设计全过程，对高速公路低碳发展就有了基础的保证。
（一）绿色低碳高速公路规划原则
绿色低碳高速公路规划工作的开展需遵循保护性、自然性和安全性的具体原则。保护性原则要求在开展高速公路规划时，系统考虑高速公路沿线比较有价值的自然和人文资源，减少公路建设对周围资源的损坏。自然式原则要求公路项目规划需考虑所在区域的植物群落，结合地形地势因素，在合理使用生态原理、设计技术的情况下，对路域植物群落的结构组成和岩体规律进行系统划分，减少景观与道路本身之间的干扰。安全性原则要求在路侧设置相应的可变情报板、限速标志、标线，以辅助车辆通行，同时合理选择路线走廊带，实现生态选线以及安全经济选线的结合。
（二） 绿色低碳高速公路设计理念
以“多规合一”为引领，资源集约节约利用，坚持造价服从生态，人与自然和谐共生的可持续发展，以生态景观保护、利用、再造与可持续发展为前提，本着“资源节约、低碳节能、生态友好”的设计和建设理念，体现“大程度的保护、低程度的破坏、大限度的恢复”原则，积极改变传统建设生产方式，采用橡胶沥青路面技术、温拌沥青技术、建筑垃圾再生材料技术、装配式桥梁结构等绿色建筑技术等，构建资源消耗、经济效益与生态环境的协调路径。
建设阶段
规划设计阶段直接影响了高速公路建设过程中对资源及能源的消耗，将绿色低碳理念充分融入规划设计全过程，对高速公路低碳发展就有了基础的保证。
（一）绿色低碳建设技术
01 温拌沥青技术
在路面施工和养护的各工序中，沥青混合料拌和时的温室气体。烟雾的排放多，热拌沥青混合料产生大量沥青烟和有毒有害气体，温拌沥青则通过外加高分子材料等技术手段，降低沥青高温黏度来降低沥青混合料拌和温度，减轻了热拌混合料的高温对沥青的老化，从而减少能耗排放和对人员的伤害，可以减少20%以上的燃料消耗，同时提高沥青混合料的施工和易性及稳定性，增强路面在使用温度范围内的抗车辙性能。
适用于所有石油沥青，掺入量低，效果好。
热稳定性和紫外稳定性优异，不易老化
提高混合料的抗油蚀性能
02 橡胶沥青路面技术
橡胶粉改性沥青是一种利用固体废弃物的橡胶沥青技术，将大货车以及小客车等不同来源的废旧轮胎循环利用，加工成符合《路用废胎胶粉橡胶沥青》技术要求的废胎胶粉。橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性和抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，可提升路面上中面层沥青及沥青混合料的疲劳耐久性等综合路用性能。橡胶沥青的应用，能够在解决废旧轮胎堆积占地和焚烧导致“黑色”环境污染问题的同时，有效地降低温室气体的排放及沥青烟等有害气体的排放，降低量高达90%。
03 工业固废胶凝材料技术
工业固废绿色生态胶凝材料路用技术，是针对赤泥、煤矸石、工业副产石膏、钢渣、铝尾矿等工业固废材料，采用各类固化剂绿色生态土壤稳定材料进行生产转化，以替代水泥石灰用于路床处治、不良路基填土加固以及低等级道路基层和底基层等应用场景为目标，解决当前公路建设工程面临的优质填土匮乏、砂石材料短缺、水泥石灰等传统建筑材料价格上涨等问题。在高速公路规划、设计、建设中应持续开展工业固废资源分布调研、工业固废复合土壤固化剂技术研发以及生产转化应用。
04 建筑垃圾再生材料技术
针对城市拆迁产生的大量砖混建筑废弃物，分拣处理后替代碎石用于路基填筑、水泥稳定底基层等应用场景，既有助于解决建设项目砂石材料短缺问题，又能够降低垃圾处置费用，减少资源消耗，对于节能减排具有重要意义。建议持续开展建筑垃圾路基填筑、砖混再生集料水泥稳定基层应用技术研究，提高建筑垃圾再生材料的质量和稳定性，适时制定相关规范和标准。针对建筑垃圾再生利用，新建或植入现有建筑材料交易平台，使得典型建筑垃圾处理企业和高速公路建设等相关单位建立密切合作关系，促进建筑垃圾再生产品在高速公路建设场景的应用。
绿色养护阶段
01深层老化无损修复技术
沥青老化是沥青路面老化退化、出现各种病害的主要原因。
沥青路面拌和料是由砂石和沥青拌和而成，其中沥青约占6%。而沥青主要由惰性成分和活性成分组成。其中惰性成分为沥青质，而活性成分包含初级酸、次级酸、极性化合物（胶质）和饱和烃四种主要成分。
沥青的活性成分在环境温度、太阳辐射、空气氧化、水侵蚀、交通磨损等作用下，在沥青路面的建设和养护阶段，都会发生不同程度氧化或老化。具体表现为路面发白、变脆、面层骨料脱落等，进而引发裂缝、坑槽和透水等路面病害。沥青的自然老化过程将会持续减弱沥青路面的使用性能。
下渗再生封层技术
下渗再生封层技术采用美国石油巨头Ergon公司生产的环烷基油份为基底，加入高分子材料调制而成的下渗再生剂，可以在短时间内渗入沥青的上面层，通过沥青的向下传导原理，渗入深度可达3-4cm。对贫油，泛白，老化或松散的沥青路面进行一次快速而全面的再生，重建沥青各组分的化学平衡，延缓甚至逆转沥青的老化过程。
工艺特性和优势
下渗：全球独有的再生组分下渗技术，快速下渗，长期融合。平均再生深度达30-40mm
封水：有效闭合毛细裂缝，使沥青混合料从上到下恢复密实
再生：通过使沥青再生，有效遏制路面松散、网裂剥落等病害的发生和发展
环保：全程冷施工，原材料通过美国和欧盟的环保认证，是目前碳排量低的预防性养护技术
综效：施工效率高，一套班组每天可以施用10000平米以上。气候良好的情况下，1-2小时可以开放交通
性能：不影响路面摩擦系数，不污染标线，不改变标高，耐久性好，不磨耗退化
可循环：全寿命周期内可以多次施用，多次延长路面寿命
下渗再生封层技术是一种成熟、安全、高效的沥青路面预氧化技术，已经在全国施工面积超过200万m2。它专门针对沥青路面的早期病害，如毛细裂缝，松散，麻面和缺油等，同步实现沥青再生和封水，可以将路面的大中修时间延后5-7年。
02低碳高耐久磨耗层技术
近年来,国家层面致力于倡导“资源节约型、环境友好型”社会发展战略,要求建设环保、低碳、节能、减排、降噪的道路,因此,寻求绿色经济的路面养护技术,改善现有路面状况,延长道路使用寿命成为了一种迫切需求。在此背景下,Nova Chip、微表处、薄层SMA和UTAC等磨耗层养护技术得以广泛推广应用。在一定程度上改善了路面使用状况,也取得一定的经济社会效益。但此类技术由于厚度的降低,其力学性能要求大幅提高,且受限于沥青材料的性能,较容易出现反射裂缝、脱皮、坑槽和推移等病害,抑制了薄层罩面技术的进一步应用。
渗固磨耗层
渗固磨耗层是基于下渗再生封层技术，结合特种改性乳化沥青拌合料摊铺的一种全功能预防性养护技术，具有优越的性能和广泛的适用性，并具有很高的性价比。
渗固磨耗层一方面通过预撒布的渗固组分恢复原路面老化沥青的性能，大幅提升基础层的抗疲劳特性、抗裂能力，并有效修复原路面缺油、松散等病害，封闭毛细裂缝，使路面整体更加密实、坚固，并起到增强原路面与磨耗层之间层间的粘结作用。同时通过特种改性乳化沥青拌合料提供1cm厚度的高耐久性磨耗层，以修复路面的早期结构性病害，如网裂、横向裂缝、轻微车辙等。
渗固磨耗层技术作为一种功能性预防性养护技术，同时实现了还原原路面老化沥青、病害修复、增强层间粘结和提供磨耗层四项功能。
工艺特性和优势
●渗固磨耗层为全机械化施工，施工速度快，混合料成型快，气候良好的情况下，2小时左右可以开放交通。
●渗固磨耗层施工效率高，一套班组每天可以施工15000平米以上。
●渗固磨耗层对路面标高，桥梁恒载，隧道限高等问题基本无影响。
●渗固磨耗层全程冷施工，原材料通过美国和欧盟的环保认证，过程无VOC排放，按照处治深度4cm换算，是目前碳排量低的全路面养护技术，与热沥青铣刨加铺相比，在施工阶段同比可以降低77%以上的综合碳排放；并且可大大节约沥青和石料的消耗。
●相比碎石封层、微表处和稀浆封层等传统预防性养护技术仅对原路面上表面进行处治，渗固磨耗层可以实现对整个上表面层的“标本兼治”，在适当的应用条件下可以达到相当于中修的效果和使用寿命。
●渗固磨耗层作为新一代预防性养护技术的代表，在全国干线公路以及农村公路的养护中被广泛应用并获得了普遍的认可，在国内已经成功应用于超过600万平方米的施工面积，按单车道计算超过1500公里。
结语
碳达峰目标和碳中和愿景的提出，将为高速公路全生命周期的建设方式带来深刻而长远的变化，绿色环保低碳新技术、新材料、新工艺等的研发、应用、推广将成为必然选择。未来应积极推进绿色高速建造技术的科研创新、试点验证和成果转化，拓展应用场景，引领交通基础设施建设绿色低碳发展。
