[[alternative]]Carbon-reduce strategy analysis for hot mix asphalt production

碩士[[abstract]]由於二氧化碳等溫室氣體的大量排放，逐漸造成全球環境變遷，近年來減少二氧化碳等溫室氣體的排放量已成為國際間探討永續發展的主要議題之一。熱拌瀝青混凝土（Hot Mix Asphalt, HMA）產業又為高耗能之產業，消耗大量資源與能源之工業。若是能夠有效減少熱拌瀝青混凝土生產過程中的二氧化碳排放量，將會對於永續發展帶來相當的幫助。 而目前熱拌瀝青混凝土產業減碳之相關研究，主要大多著材料實驗方面，例如降低拌合溫度等等。對碳排放量計算著重在廠拌階段；運輸及施工舖築階段相關研究不多，因此無法推估在整個生產流程中各階段的碳排放比例，進而擬定有效之減碳策略。則運輸及施工舖築階段既有的推估方法大多沒有考慮施工現場的不確定性的問題。 因此本研究將針對熱拌瀝青混凝土生產的流程分析，建立其生產模擬模型，並考慮不確定性因素，提出可行的減碳策略，進行策略模擬，希望利用模擬的方式達到目的。[[abstract]]The climate change has almost been the issue mostly interested by scientists in this decade. More and more evidences indicate the global warming effect results in the climate change on the earth. Accordingly, the carbon dioxide deterioration and sustainable development are the important trends for energy-consuming industries. For construction industry, lots of construction materials are naturally energy consuming products, such as concrete, steel, asphalt etc. To reduce the carbon emission, many researches have focused on the new materials and producing processes development. However, since the energy is highly consumed during construction phase. Moreover, due to the increasing demand of pavement maintenance, this study is aimed to address a simulation-based carbon emission analysis method to calculate the possible carbon emission quantity for hot mix asphalt (HMA). To this end, not only the carbon emission of HMA product phase, but also the construction phase would be estimated using simulation method. Using the proposed simulation-based HMA carbon emission estimation method, the simulation model, including (1) HMA producing process, (2) transportation process and (3) pavement process are created firstly. Subsequently, the carbon deterioration strategies are addressed based on the decision variables in the simulation model. Finally, the carbon emission percentage distribution of each HMA construction phase is estimated, and the proper carbon deterioration strategy is also determined.[[tableofcontents]]目錄III 表目錄VI 圖目錄VII 第一章緒論1 1.1研究動機1 1.2研究目的2 1.3研究方法及步驟3 1.4研究範圍與限制5 第二章文獻回顧6 2.1二氧化碳排放相關研究6 2.1.1IPCC 準則6 2.1.2二氧化碳排放量推估7 2.1.3生產線直接耗能統計法8 2.1.4生命週期評估9 2.1.5方法比較10 2.2營建工程施工作業碳排放相關研究11 2.3電腦模擬方法相關研究13 2.3.1電腦模擬概述13 2.3.2Flexsim簡介16 第三章熱拌瀝青混凝土生產模擬模型建立18 3.1熱拌瀝青混凝土生產流程18 3.2模擬模型建立19 3.2.1定義問題20 3.2.2模式描述及假設條件20 3.2.3碳排放公式建立22 3.2.4資料蒐集26 3.2.5建構電腦模擬模型40 3.3模型測試46 第四章熱拌瀝青混凝土碳排放策略模擬分析49 4.1策略擬定49 4.2策略比較52 4.3策略討論54 第五章結論與建議59 5.1結論59 5.2建議61 參考文獻62 表目錄 表2.1營建相關減碳效益評估文獻12 表3.1瀝青混凝土廠生產機具功率(Me)耗油(Mo)調查表27 表3.2生產機具生產數量及時間參數設定表28 表3.3台灣主要各類能源之碳排放量28 表3.4運輸車輛怠轉(Moj)及運轉(Moi)耗油率29 表3.5施工鋪築機具及耗油率調查表30 表3.6刨除機開始與結束時間記錄表32 表3.7刨除機使用時間表33 表3.8清掃機使用時間表34 表3.9瀝青灑佈車噴灑時間表35 表3.10鋪築機開始與結束時間記錄表36 表3.11鋪築機使用時間表37 表3.12九輪鐵輪壓路機滾壓時間表(初壓)38 表3.13三輪鐵輪壓路機滾壓時間表(續壓)39 表3.14二軸二輪鐵輪壓路機滾壓時間表(終壓)40 表3.15機具/事件與Flexsim物件之對照表41 表3.16施工鋪築機具時間參數表47 表3.17熱拌瀝青混凝土生產模擬30次結果 48 表4.1刨除機參數設定51 表4.2策略方案51 表4.3策略九各階段模擬碳排放量55 圖目錄 圖1.1研究流程3 圖3.1熱拌瀝青混凝土生產流程圖19 圖3.2模型建立步驟圖19 圖3.3模擬投入與產出關係圖20 圖3.4高速公路六車刨除方式圖31 圖3.5高速公路兩車刨除方式圖31 圖3.6熱拌瀝青混凝土生產模擬模型圖42 圖3.7廠拌階段模擬模型圖43 圖3.8運輸階段模擬模型圖44 圖3.9運輸階段模擬模型圖45 圖4.1刨除方式圖圖50 圖4.2各策略模擬總生產耗時(sec)52 圖4.3各策略模擬車輛等候時間(sec)53 圖4.4各策略模擬碳排放量(kg-co2)53 圖4.5熱拌瀝青混凝土生產各階段碳排放比例55 圖4.6總生產耗時-碳排放量散佈圖57 圖4.7車輛等候時間-碳排放量散佈圖58[[note]]學號: 698380564, 學年度: 10