一、引言

路桥工程作为交通基础设施核心组成，施工阶段因材料生产、设备能耗、工艺损耗等环节产生大量碳排放，占工程全生命周期碳排放的45%-60%，其中混凝土制备、钢材加工及大型机械作业是主要排放源[1]。双碳目标提出后，交通运输行业明确“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的转型路径，路桥施工作为碳排放关键环节，亟需突破传统高碳模式，推动绿色低碳技术创新与集成应用。

当前国内外研究多聚焦单一低碳技术研发，如再生骨料混凝土应用、新能源设备替代等，但缺乏多技术协同集成的系统方案，且碳排放量化方法存在边界模糊、指标单一等问题，难以精准支撑低碳施工决策[2]。本文立足路桥施工全流程，构建多维度技术集成体系，结合LCA方法优化碳排放量化模型，通过实证验证可行性，为行业低碳转型提供理论与实践参考。

二、相关理论基础

双碳目标下路桥施工低碳转型内涵

路桥施工低碳转型以“控源减排、节能降耗、资源循环”为核心，通过技术创新、工艺优化、管理升级，降低施工阶段能源消耗与碳排放，同时兼顾工程质量、安全及成本控制，实现生态效益与经济效益协同[3]。其核心逻辑是从“末端减排”转向“全流程控排”，覆盖材料选型、施工组织、设备运维等全环节。

绿色低碳技术体系核心构成

材料低碳化技术：再生骨料、低碳水泥等绿色建材替代传统高碳材料，减少建材生产阶段碳排放；

工艺绿色化技术：低碳拌合、绿色支护、模块化施工等工艺优化，降低施工过程能耗与污染；

设备节能化技术：电动挖掘机、太阳能供电设备等新能源装备替代燃油机械，减少尾气排放；

管理精细化技术：BIM仿真优化施工方案、智能调度系统提升资源利用率，实现高效控排[4]。

碳排放量化评估核心方法

生命周期评价（LCA）是路桥施工碳排放量化的主流方法，通过界定评估边界（通常覆盖“材料生产-运输-施工-现场废弃物处理”阶段），清单分析碳排放源，量化各环节碳排放量[5]。结合碳排放因子法计算核心指标，公式为：(E=\sum(Q_i\times F_i))，其中(E)为总碳排放量，(Q_i)为第(i)类排放源消耗量，(F_i)为第(i)类排放源碳排放因子。

三、绿色低碳技术集成应用体系构建

施工准备阶段：低碳规划与材料预处理

采用BIM+GIS技术模拟施工流程，优化场地布局与运输路线，减少物料二次搬运能耗；推行绿色建材准入制度，优先选用再生骨料（替代率30%-50%）、低碳Portland水泥等材料，提前完成建材碳排放预核算。某项目通过该阶段优化，材料运输能耗降低18%，绿色建材使用率达82%。

主体施工阶段：多技术协同控排

结构施工：混凝土采用低碳拌合工艺（掺加30%矿渣粉替代水泥），钢筋加工采用模块化预制生产，减少现场切割损耗；桥梁施工采用节段拼装技术，缩短现场作业时间与机械能耗；

路基工程：推行绿色支护技术（锚杆框架梁+植被防护）替代传统浆砌片石，利用建筑垃圾再生骨料填筑路基，再生利用率达40%；

设备运维：投入电动挖掘机、混合动力起重机等新能源设备，占比超50%，配套太阳能光伏板为现场临时设施供电，日均发电量满足30%用电需求。

收尾阶段：固废回收与生态修复

构建施工固废分类回收体系，混凝土废渣粉碎后用于路基垫层，钢材边角料回收率达95%；开展场地生态修复，种植乡土植被恢复地表植被覆盖率，抵消部分施工碳排放。

四、碳排放量化评估体系设计

评估边界界定

以路桥施工全流程为评估对象，边界范围包括：绿色建材生产及运输、施工设备能耗、工艺作业排放、现场废弃物处理，排除运营期及拆除阶段碳排放，确保评估聚焦施工核心环节。

量化指标体系

量化模型优化

结合LCA方法与层次分析法，确定各指标权重：材料碳排放占比55%、设备碳排放占比30%、工艺碳排放占比10%、固废处理碳排放占比5%，提升量化精准度。通过现场实测数据修正排放因子，减少理论值与实际值偏差。

五、实证分析

5.1案例概况

选取某双向四车道高速公路路桥项目，全长56km，含桥梁18座、路基42km，2022年3月-2023年10月施工，采用本文构建的绿色低碳技术集成体系，同步开展碳排放量化评估。

5.2技术应用效果

项目累计应用再生骨料1.2万m³、低碳水泥8000t，投入电动施工设备32台，搭建太阳能供电系统15套。施工阶段总碳排放量为8.2万吨CO₂，较传统施工模式（11.9万吨CO₂）降低32%，其中再生骨料替代减排18%、电动设备应用减排10%、低碳工艺优化减排4%。

5.3量化模型验证

通过现场实测与模型计算对比，材料碳排放误差3.2%、设备碳排放误差4.5%，总误差4.1%，低于行业平均误差水平（8%-10%），验证了量化模型的可靠性。

六、现存挑战与优化对策

6.1主要挑战

绿色建材成本较传统材料高15%-20%，中小企业应用意愿不足；新能源施工设备续航能力有限，适配复杂工况难度大；碳排放量化标准不统一，评估方法缺乏行业规范；施工人员低碳意识薄弱，技术落地效率受影响。

6.2应对对策

建议出台财政补贴政策，降低绿色建材与设备采购成本；加大新能源设备研发投入，提升续航与工况适配性；制定路桥施工碳排放量化行业标准，统一评估边界与因子；开展低碳施工专项培训，建立考核激励机制，强化全员低碳意识。

七、结论与展望

本文构建的双碳目标下路桥施工绿色低碳技术集成体系，通过材料、工艺、设备、管理多维度协同，有效降低施工阶段碳排放，结合优化的LCA量化模型，实现碳排放精准核算。实证表明，该体系减排效果显著，量化方法科学可靠，为路桥施工低碳转型提供有效路径。

未来可进一步融合数字孪生技术模拟低碳技术组合效果，优化技术适配方案；探索碳捕捉技术在路桥施工中的应用，拓展减排路径；结合碳交易市场，构建施工阶段碳成本管控机制，推动行业实现碳中和目标。

参考文献

[1]胡小霞.山区高速公路路桥工程滑坡风险防控施工管理研究[C]//江西省工程师联合会.工程技术与新能源经济学术研讨会论文集（一）.花都区交通运输局;,2025:173-176.DOI:10.26914/c.cnkihy.2025.043240.

[2]杨阳.高速公路路桥过渡段路基病害的综合防治措施[J].城市建设理论研究(电子版),2022,(26):106-108.

[3]傅东流.公路路桥过渡段的设计改进与施工技术的提高[J].工程技术研究,2020,5(13):218-219.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2020.13.105.

[4]王鹏.高速公路路桥过渡段路基病害的综合防治措施[J].价值工程,2020,39(17):171-172.DOI:10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2020.17.071.

[5]尼博桢.高速公路路桥过渡段工程施工技术探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018,(08):138-139.