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外文翻译（译文）
碎屑橡胶改性沥青的经济和环境分析
Arturs Riekstins a,b,*, Viktors Haritonovs a, Verners Straupea, c
a 拉脱维亚里加技术大学土木工程学院道路和桥梁系
b 拉脱维亚里加SLLC国家公路公司道路能力中心研究管理和开发部
c 拉脱维亚里加SC 'Celuprojekts '公司
摘要 碎屑橡胶改性沥青的经济和环境方面已经得到了深入研究。但是它是否以及在什么条件下比传统做法更具有可持续性，目前还不清楚。这篇文章评估了湿法高粘度的碎屑橡胶改性沥青的可持续发展参数和常用的耐磨路面，以确定其最低限度的可持续性沥青的可持续发展参数，以确定这种沥青在使用年限上的最低要求。沥青具有较低的年能源使用量、全球变暖潜力和成本。全深度的路面施工，一个使用了'从摇篮到摇篮'的方法。生命周期评估被用来计算生命周期的能源消耗和二氧化碳当量，并通过生命周期成本分析来计算生命周期成本。结果显示，一个碎屑橡胶改性沥青的路面在每个周期的使用寿命必须比沥青混凝土路面长2到4年。沥青混凝土、极薄层的沥青混凝土或石膏沥青磨耗层的路面，必须在每个周期内比沥青混凝土、极薄层的沥青混凝土或石膏沥青磨耗层的路面多出2到4年的使用寿命，才能在某些或所有的可持续性方面更具有可持续性。在某些或所有可持续发展参数中更具有可持续性。
关键词：生命周期成本分析 生命周期评估 碎屑橡胶 报废的轮胎 可持续性分析 湿法高黏度
1．引言
尽管在欧洲，平均有76%的沥青被重新用于制造新的沥青混合料，20%作为颗粒材料被回收，但道路建设和维护行业仍然面临着越来越大的压力，需要找到固体废物或其他部门的副产品用于道路铺装。其中一种材料是报废轮胎，从这些轮胎中可以制成碎屑橡胶并用于沥青混合料。橡胶改性沥青在1960年代就已经被发现了。然而，到目前为止，使用的相对较少。在沥青路面中应用碎屑橡胶可以有助于解决处理问题，同时也能改善沥青混合料的性能。问题是，这是否是是使用ELTs的最可持续方式。合理利用各种废物是创造可持续发展环境和保护自然的基本规则。然而，在沥青混合料中使用废料的情况需要进行评估，以确定它对可持续性的影响。与传统做法相比，可持续性的两个主要支柱是成本和环境影响，但社会方面不应被低估。
在文献中，较高的成本被认为是橡胶改性沥青的一个沥青湿法改性的缺点之一。这方面的评估是通过寿命周期成本分析进行评估。早期的研究表明，橡胶改性沥青的成本可能是传统沥青的两倍。但自2000年以来，出现了下降趋势。其主要原因是成本增加的主要原因被认为是沥青厂的效率、沥青改性和更高的制造温度。皮卡多撒托等人发现橡胶改性沥青的直接成本比常规沥青的成本高20-30%。因为这种沥青类型会严重影响沥青厂的效率。卡鲁什等人发现，橡胶改性的沥青的成本比常规沥青高10-20%。另一方面，一些研究声称，使用改性沥青的路面由于改善了路面的耐久性和性能，其维护成本较低。另一个可以增加ARwethv沥青类型的间接成本的位置是购买沥青改性设备。设备的购买本研究没有考虑，因为所需的设备与用聚合物改性沥青的设备没有区别。例如，在拉脱维亚有两个承包商已经可以做沥青改性。然而，问题是他们这样做是否合理，因为他们要对沥青的质量负责，而且最终的产品可能有甚至更高的成本。改性沥青的粘度较高（177℃时大于1500cP）需要更高的制造温度或添加剂或技术来降低粘度。无论是哪种方式。成本都会增加，研究发现，用WMA技术降低ARwethv的温度可以减少燃料成本，即20-25%。更高的能源使用和环境影响被提到作为ARwethv沥青类型的其他缺点。
本研究通过生命周期评估（LCA）来评估这些因素。能源消耗和环境影响受到了沥青改性、和特定ARwethv中的沥青含量，以及更高的沥青生产温度或WMA化学添加剂的使用。沥青改性还需要电力和燃料来进行混合和加热。然而，在某些情况下，通过沥青改性过程，有可能减少纯沥青的含量。粘合剂中使用CR，从而减少生命周期中的能源和环境影响。和环境影响。在以前的作者的出版物中，一个沥青混合物中的沥青含量减少了6.25%。观察到由于较高的能源使用和环境影响由于较高的粘度，能源的使用和环境的影响可以通过温拌沥青（WMA）技术来减少。在许多研究中，WMA和橡胶改性沥青的组合被认为是可持续的，甚至是强制性的，因此它也被纳入本研究中。在这项研究中，计算了带有ARwethv磨耗层的路面的可持续性。磨损层与传统磨损层的比较沥青混凝土（AC）、石膏沥青（SMA）和极薄的沥青混凝土（在欧洲主要被称为BBTM）进行了比较。在前述作者的研究中，从实验室结果中发现ARwethv磨耗层可以达到明显更好的性能铺设等级的参考混合料相比，ARwethv磨耗层的性能要好得多。沥青和聚合物改性沥青（PMB）。不同的研究证实了这些发现，ARwethv具有更好的疲劳性能，抗车辙性，低温性能。可以说，设计良好的ARwethv磨耗层比传统的磨耗层有更长的使用寿命。因此，本研究旨在计算采用铺设不同ARwethv磨耗层的路面的生命周期成本和环境影响，以找出采用ARwethv磨耗层的路面在这些参数上更具有可持续性所需的最低服务寿命延长值。
2. 方法
分析所需步骤的流程图显示在图1。首先，确定分析的目的和范围。根据根据研究的目的和范围，设计了四种方案：A、B、C和D，其中部分方案的路面结构不同。不同的路面结构被设计出来。情景A是一个路面有1号结构和AC11耐磨层。方案B是一个路面1号结构和SMA11磨耗层。方案C是一个带有2号结构和BBTM磨耗层的路面。方案D是一个1号结构的路面和三种不同的ARwethv磨耗层。方案D是一个具有1号结构的路面和三种不同的ARwethv磨耗层，它们的区别在于粘结剂的总含量和橡胶含量在总粘结剂中的质量。对于每一种情况，都有一个对于每个方案，都设计了一个维护和修复（Mamp;R）计划，但方案D除外。方案D除外，为其设计了各种维护和修复计划（D0、D1、D2、D3）。之后，使用自行开发的PAVE_LCA_LCCA工具对成本、能源需求和GWP进行了盘点。使用一个确定性的的方法来表达结果。净现值被用于作为LCCA的一个经济指标。最后，对结果进行了解释。
2.2.3 修复计划
路面的破坏和计划中的行动在图3中得到了体现。假设所有情况下的破坏发生在相同的动态。在第一次修复时，计划铣刨和更换磨损路面的计划。在第二次修复中，安排铣削和更换两个沥青层。在第三次修复中，计划对CBGM层进行回收，以减少来自下层基础和上层基础的反射裂缝的影响。反射性裂缝的影响。为此计划用水泥进行冷就地再生，不添加新的集料。在回收过程中，计划在稳定的基础上铺设两层沥青。铺设在稳定层之上。在第三次修复后，路面将在预定的时间内使用。铺面在预定时间内使用，计算期也随之结束根据当地的经验，路面的维护和修复 (Mamp;R)计划的设计（见图4）。每个方案包含四个周期。在本研究中，维护被定义为日常，在每个周期内，确保路面的行驶质量和功能相同。绿色方块代表初始施工，计划在第0年进行。 蓝色方块代表保修期。其长度取决于修复工程的水平。例如，如果修复的沥青层多，保修期为五年。但如果铣削和更换沥青层，保修期为3年。黄色方块代表日常维护。维护期的长度在不同的情况下会有所不同。黑色方块是计算期的最后一年，代表路面的使用寿命（EOL）。所选择的AC磨耗层的平均使用寿命为11年。对于SMA来说，由于矿物胎体更耐用，沥青含量更高，所以它的使用寿命略长；因此，在每个周期中都多加了一年。方案C的使用寿命被选为与方案A相等。由于没有使用ARwethv的路面的历史数据，预测是基于实验室的结果。以前的研究可以说ARwethv具有明显优于AC型磨耗层的性能特性。为方案D制定了几个Mamp;R计划，并标记为 D0, D1, D2, D3。D方案的附加数字意味着每个周期延长0、1、2或3年，例如，对于D0方案，与方案A相比，服务没有增加。但对于D1，每个周期的服务寿命增加了一年。总而言之，为D方案设计的Mamp;R计划将帮助我们了解到 方案D的设计将帮助我们了解在每个周期内延长服务的最低要求是什么？延长每个周期的服务时间，以降低成本、能源使用和二氧化碳当量，与传统的耐磨路面相比，具有更低的成本、能源消耗和二氧化碳当量。
2.2.4 系统描述、边界和假设
不同的研究对路面生命周期提供了不同的细分阶段。例如，联邦公路管理局使用的路面生命周期有六个阶段。在这项研究中，作者采用了四个路面生命周期阶段的方法：[1]原材料提取、收购和生产阶段（沥青、水泥、沥青乳液）；[2]施工阶段（初始施工）；[3]使用阶段，包括第一阶段和第二阶段的过程；[4]根据从摇篮到摇篮方法的EOL阶段。所有铺设阶段的描述见表2。所有考虑到的过程都与开发的工具PAVE_LCA的能力相一致。开发的工具PAVE_LCA_LCCA和它的框架，这可以在图5中看到。本研究的影响评估指标是： 成本（欧元）；二氧化碳当量，吨；能源，MJ；数量（吨）。
本研究中没有考虑的因素和过程：设备的制造、生产车间、办公室等；水平和垂直路标、障碍物、交通灯等；劳动力和设备往返于施工现场的运输场地；生产车间、办公室等的电力消耗；废物，在提取原材料时产生的副产品；材料生产、施工阶段产生的废物、副产品；用户成本。
假设：在整个使用期间，不同的方案之间没有质量差异；制造、铺设和压实过程在不同方案之间没有差异；修复需要一整年的时间；无论路面结构和磨耗层的类型如何；无论路面结构和耐磨层类型如何，所有类型的年平均日维护成本（裂缝填补、坑洞修补）都是相同的；较长的使用寿命会增加总的日常维护费用；在保修期内，道路的所有者不投资于道路维护；在保修期内和日常维护期间，通过裂缝填充和坑洞修补所产生的全球升温潜能值和能源使用；裂缝填充和坑洞修补所产生的全球升温潜能值和能源消耗没有被考虑在内；设备的生产率不受不同操作者的影响；带CR的沥青改性厂就在沥青厂旁边。
4 结果汇总
表5中可以看到获得的结果摘要。所有四个方案，A、B、C和D，都根据它们的位置进行了排序。不同的类别。方案D还被划分为子方案，取决于并购策略和耐磨材料中的CR量。磨损课程的装订量。设想D被分成12个子设想。如果使用最便宜的初始成本策略来选择路面，那么方案C与BBTM磨损是最好的选择。然而，对于这个的情况下，每年的成本是第7低，每年的全球升温潜能值是第8低，每年的能源使用量是最低的。另一方面。在参考方案中，采用SMA穿戴式课程的方案B的初始建设成本最高；然而，它的每年成本是第8低的，每年的GWP是第4低的，每年的能耗是最低的，年能源需求是第5低的。在参考方案中，方案C在三个位置中的两个位置显示出更高的可持续性。在不评估各立场影响的权重的情况下的影响，方案C似乎是参考文献中最可持续的。方案D在任何Mamp;R策略和任何ARwethv类型的情况下，在所有方案中具有最高的初始建设成本。更重要的是。方案D采用Mamp;R计划D0（不增加服务寿命）和任何类型的ARwethv都有最高的能源需求、GWP和每年的成本。采用Mamp;R计划D1的方案D和任何类型的ARwethv已经显示出改进，并获得较低的成本和每年的能源使用量。采用Mamp;R计划D2的方案D和任何类型的ARwethv都获得了在这些方案中，只有方案B和C在每年的能源需求类别中，以及方案B在每年的能源需求类别中获得了更好的结果，并获得了更低的能源需求。最后，方案D与Mamp;R计划D3和任何磨损课程在几乎每一个可持续性参数方面都获得了更好的结果，但每年的能源需求除外，因为它略微落后于方案C。另一个可以强调的是，较长的使用寿命对道路使用者和寿命对道路使用者和道路所有者的积极影响。延长道路修复工程的间隔时间对道路使用者和管理部门都有积极的影响。维护和修复工作直接由于驾驶速度降低、道路封闭和交通堵塞，直接影响了道路使用者。道路使用者不仅在经济上受到影响，而且可能在精神上也受到影响。精神上的影响，这很难用可理解的单位来衡量。因此，具有持久耐磨性的路面可以使社会受益。
5. 结论
本研究通过湿法高粘度技术和传统做法，研究了采用碎屑橡胶改性沥青磨耗层的可持续性参数。总的来说，三种不同的橡胶改性沥青成分与几种，比较了三种不同的橡胶改性沥青成分与几种Mamp;R计划以及三种常用的磨耗层。从获得的结果中，得出了以下结论。
基于初始施工成本的决策政策会导致低的长期可持续性。在橡胶改性沥青的情况下高粘度的橡胶改性沥青，应该考虑到这种类型的沥青具有较高的初始成本、总能源使用量和GWP。与铺路级沥青相比，这种沥青的初始成本、总能源使用量和GWP都较高。然而，应该考虑到，橡胶改性沥青的成本较高。沥青有可能持续更长的时间，因此比传统使用的沥青混合料更具有可持续性。
采用碎屑橡胶改性沥青耐磨层的路面湿法高黏度（ARwethv）的路面，每年的能源使用量较高。在没有延长使用寿命的情况下，与使用传统磨耗层的路面相比，GWP和成本更高。要想使ARwethv路面的年成本低于传统做法，它必须比使用AC或BBTM沥青磨耗层的路面多持续两年，比使用SMA磨耗层的路面长一年。同时，为了使使用ARwethv的路面获得较低的能源使用量和GWP，它必须必须比使用AC的路面多用两年，比使用SMA的路面多用三年以上。
在传统使用的磨耗层中，使用BBTM的路面磨损层中，每年的成本和能源需求最低。另一方面，采用SMA的路面每年的GWP最低。在常用的磨耗层所有类别中，使用AC的路面在每个类别中都获得了最差的结果。
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