國省干線綠色公路實施方案研究
——以S503(聯(lián)十五線)東山生態(tài)環(huán)島公路為例

■夏晨野

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州 350004)

國省干線綠色公路實施方案研究
——以S503(聯(lián)十五線)東山生態(tài)環(huán)島公路為例

■夏晨野

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州 350004)

S503(聯(lián)十五線)東山生態(tài)環(huán)島公路是福建省內較為典型的生態(tài)景觀公路，設計過程中十分注重生態(tài)、低碳、環(huán)保等理念；適逢2016年交通部下發(fā)了《關于實施綠色公路建設的指導意見》，本項目也被福建省交通廳列為省內綠色公路的典型示范工程，對項目的設計提出了更高的要求。本文從綠色公路五大建設任務、五個專項行動的角度出發(fā)，研究如何將綠色公路的設計理念融入到項目具體的設計工作中，為國省干線綠色公路建設提供參考。

國省干線 綠色公路 實施方案

1 綠色公路概述

綠色公路的建設是公路行業(yè)充分落實“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，全力推進“四個交通”發(fā)展的有力抓手和生動實踐，是公路建設新理念的全面升級，可實現(xiàn)公路建設可持續(xù)的科學發(fā)展。2016年7月，交通部印發(fā)《關于實施綠色公路建設的指導意見》，對綠色公路的發(fā)展思路和建設目標予以明確，并提出了五大建設任務，決定開展五個專項行動。

公路行業(yè)的理念不斷提升發(fā)展，綠色公路建設是促進理念發(fā)展的具體行動，是公路建設理念在“十三五”新時期的拓展，是綠色、環(huán)保、生態(tài)、低碳公路的繼承，是新能源技術在新時期的延續(xù)，也是完成“2020年基本建成綠色循環(huán)低碳交通運輸體系”戰(zhàn)略目標的重要舉措。

綠色公路理念的提出是按照周期成本思想和系統(tǒng)論，堅持“兩個統(tǒng)籌”，以公路工程的質量、安全、耐久、服務為根本，以提升理念、引領創(chuàng)新、帶動示范、完善制度為途徑，充分把握“四大要素”，有效推動公路建設發(fā)展的轉型升級。

2 東山環(huán)島路概況

S503(聯(lián)十五線)東山生態(tài)環(huán)島公路(以下簡稱“本項目”)位于福建漳州市東山縣境內，是一條臨海布設、首尾相接的環(huán)形公路?；跂|山縣在海峽西岸經濟區(qū)中明顯的區(qū)位優(yōu)勢，東山國際生態(tài)旅游海島建設已經被省政府納入福建省國民經濟發(fā)展規(guī)劃，并把建設生態(tài)環(huán)島公路做為推進東山國際生態(tài)旅游海島建設的首要重點項目，同時，本項目也被納入福建國省干線路網規(guī)劃中，屬S503。本項目為一級公路，由1條主線和6條支線組成，全長約73km。本項目的建設對于促進東山縣城區(qū)發(fā)展、提高旅游集散條件、完善區(qū)域路網布局、加強區(qū)域經濟合作、帶動項目沿線土地開發(fā)和增強國防交通應急保障能力等具有積極意義。本項目自設計開始就十分注重生態(tài)、低碳、環(huán)保等理念，目前已完成部分路段的施工圖設計。

3 綠色公路實施方案

3.1 總體設計原則

因本項目的定位與綠色公路十分契合，2016年底，本項目被福建省交通廳列為省內綠色公路的典型示范工程之一，對項目的設計提出了更高的要求。本項目的綠色公路設計理念是，深入貫徹黨的十八大精神，牢固樹立“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，落實“四個交通”的發(fā)展要求，促進公路發(fā)展的轉型升級，建設以優(yōu)秀質量為前提，以節(jié)約資源、生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能、提升服務為主要特征的綠色公路品質工程。將落實綠色公路“五大建設任務”作為執(zhí)行方向，將開展綠色公路建設“五個專項行動”作為具體內容，將本項目打造成為綠色公路品質工程的示范項目作為最終目標。

3.2 落實五大建設任務

3.2.1 統(tǒng)籌資源利用，實現(xiàn)集約節(jié)約

(1)集約通道資源、統(tǒng)籌資源利用

東山島內近期將新建兩座跨海大橋項目，分別是西埔灣特大橋(屬于本項目)和詔安灣特大橋，兩座跨海大橋總長約12km，投資總額(含接線)約47億元，項目建成后，將為東山島新增兩條重要的交通主干道。由于兩座跨海大橋規(guī)模大，造價高，為集約利用通道資源，減少不必要的工程浪費，經多方溝通，經省交通廳批復，將原規(guī)劃位于東山島外的G228(縱一線)引入島內(圖1)，與本項目共用部分走廊帶，充分利用兩座跨海大橋的通道資源，實現(xiàn)集約節(jié)約。

圖1 縱一線走廊調整示意圖

(2)島外取土，保護島內土地資源

東山島土石資源較為缺乏，土地資源十分寶貴，在項目建設中，應盡量減少取土。但由于本項目地形平坦，基本位于低洼水田地段，受設計水位、涵洞通道等凈空限制，路基需保證一定高度，不可避免產生較多的填方，需要取土。本著保護土地資源的原則，本項目已先期實施的段落放棄在東山島內取土的方案，改為在島外較近的云霄縣陳岱鎮(zhèn)布設取土場(圖2)。雖然島外取土增加了運距成本，但保護了東山島內寶貴的土地資源，保證原生態(tài)的自然景觀不被破壞，充分體現(xiàn)了本項目綠色生態(tài)的設計理念。

圖2 先導段取土場示意圖

(3)積極應用節(jié)能技術和清潔能源

東山島日照和風力資源豐富，也為使用風能和太陽能發(fā)電的道路照明設施提供了得天獨厚的條件，本項目在西埔灣特大橋段試點采用新能源路燈，利用日光照明和風能進行現(xiàn)場發(fā)電，為道路兩側的路燈照明及部分景觀照明提供清潔能源。

(4)積極推行廢棄物的再生循環(huán)利用

本項目積極推行廢舊瀝青路面、鋼材、水泥等材料再生和循環(huán)利用。本項目與橫十一線的共線改造段，原路面需要銑刨重鋪，后期將對接橫十一線公路管養(yǎng)部門，考慮本項目舊路銑刨重建路段銑刨量最大限度的利用，通過科技手段、先進再生設備應用，利用于舊路路面的大修、養(yǎng)護等。

3.2.2 加強生態(tài)保護，注重自然和諧

(1)推行生態(tài)環(huán)保選線

加強生態(tài)選線，避繞沿線生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，臨海路段通過平、縱指標的合理選用，避開養(yǎng)殖區(qū)(圖3)，做到“親海而不侵海”，有效利用海濱的自然景觀，同時保護海洋生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)建自然和諧的生態(tài)走廊。

圖3 臨海路段平面示意圖

(2)積極推行生態(tài)修復

本項目途徑烏礁灣，烏礁灣是東山島最長的海灣，海岸線長達10多公里，于1992年7月被國家林業(yè)部批準為國家級海濱森林公園。但是由于近年來無序的開發(fā)，烏礁灣已經被大量的鮑魚養(yǎng)殖場所占據(jù)，導致此處的生態(tài)環(huán)境瀕臨崩潰。因此，以本項目的建設為契機，充分落實烏礁灣沿線生態(tài)修復，是貫徹綠色公路設計理念的重要一環(huán)。

經研究，烏礁灣段生態(tài)修復的具體措施是將現(xiàn)有鮑魚養(yǎng)殖場進行整體搬遷，利用原有鮑魚養(yǎng)殖場的諸多混凝土水池營造人工濕地，涵養(yǎng)凈化沙灘周圍的雨水資源，有效去除雨水內的氮氧化物，改善濱海地區(qū)水體富營養(yǎng)化的局面，并逐漸開發(fā)成沿海人工濕地展示公園(圖4)。

3.2.3 著眼周期成本，強化建養(yǎng)并重

(1)突出全壽命周期成本理念

①路基設計：填方路基優(yōu)先選用級配較好的砂類土、礫類土等粗粒土作為填料，路床填料的最大粒徑小于10cm，設計考慮路堤上路床30cm填筑級配碎石層，以達到路床穩(wěn)定、基礎牢固的目的。

圖4 烏礁灣生態(tài)修復效果圖

②路面設計：總結以往的路面科研成果和試驗成果，綜合當?shù)氐臍庀?、水文等條件，采用基于使用性能和技術經濟分析的全壽命路面結構厚度優(yōu)化設計新方法，以使用性能指標為控制性指標，將壽命周期費用分析引入瀝青路面結構的設計。

③橋梁設計：貫徹全壽命周期成本的理念，主抓橋梁結構的耐久性設計，以西埔灣特大橋為例，全橋均采用海工混凝土，根據(jù)結構和環(huán)境的具體情況采取外加涂層、阻銹劑、環(huán)氧鋼筋等補充措施，主梁采用重防蝕涂裝防護方法，采用性能優(yōu)越的氟碳面漆表面涂層方案，通過對中間漆、面漆等的維護，確保設計年限的要求。

(2)全面實施標準化施工

本項目全面推行集約化管理、工廠化生產，借鑒國內外項目先進的理念，在西埔灣特大橋的南岸、北岸各設置一處預制場(圖5)，集中預制混凝土預制構件，能夠有效地控制預制構件的質量，提高管理效率，同時也減小了臨時用地，保護了環(huán)境。

圖5 預制場平面布置圖

(3)提高養(yǎng)護便利化水平，強化建養(yǎng)并重

本項目在橋梁和擋土墻的兩端均設置有檢修踏步(兼流水槽)，通道、涵洞位置在其一側設置檢修踏步，以便于施工和道路通行后對高路堤邊坡、深挖邊坡、橋梁橋臺等路段進行檢修和養(yǎng)護。同時，設計對較高的路塹邊坡進行“一坡一設計”，為后期建立“一坡一檔案”管理提供數(shù)據(jù)庫?！耙黄乱粰n案”內容包括邊坡基礎數(shù)據(jù)、日常檢查情況、維修歷史記錄、邊坡病害、相關工程照片等，所有邊坡均進行統(tǒng)一編號。

3.2.4 實施創(chuàng)新驅動，實現(xiàn)科學高效

本項目采用先進的高清無人機航測技術，沿線收集項目區(qū)域內地形數(shù)據(jù)與三維影像，通過配套軟件對數(shù)據(jù)的解析，直觀地展現(xiàn)路線走廊帶的地形地貌，為路線的分階段設計提供重要的地理數(shù)據(jù)，充分展現(xiàn)出高新技術在公路設計方面的創(chuàng)新運用；同時無人機航測技術兼具易用高效的特點，可以大幅降低人力和時間成本，體現(xiàn)集約節(jié)約的設計理念。

3.2.5 完善標準規(guī)范，推動示范引領

希望通過本項目綠色公路方案的實施，充分發(fā)揮示范作用，以點帶面，積極探索并形成總結經驗，推動綠色公路的快速發(fā)展，為福建地區(qū)綠色公路的建設提供參考，為完善綠色公路相應的評價標準提供依據(jù)。

3.3 開展五個專項行動

3.3.1 實現(xiàn)“零棄方、少借方”

綠色公路要求減少資源浪費，實行“零棄方”的要求，其核心思想是將傳統(tǒng)做法中的棄土加以保存和利用。本項目路線走廊基本位于低洼水田地段，挖方本就不多，大部分挖方土均能直接利用，因此本項目棄方數(shù)量較少。全線土方結合觀景臺、服務區(qū)等場站建設及地方利用需求基本實現(xiàn)“零棄方”，變廢為寶，既整合了土地資源，保護了沿線植被與自然環(huán)境，也解決了項目及地方的實際需求。

3.3.2 實施綠色升級

作為通往東山島核心景區(qū)的主要綠色公路，綠化種植具有非常重要的地位。景觀設計采用多種形式，規(guī)則與自然組團相結合，形成簡潔、新穎、暢通的景觀風格。綠地中綠化地形與喬木組團相結合，高大開花、落葉色葉喬木形成多彩景觀效果。交叉口與點景雕塑相結合成為視覺焦點，形成開闊清爽、簡潔大氣的迎賓景觀道綠化效果。在統(tǒng)一基調樹種的基礎上，結合不同路段，對每段種植效果加以豐富，形成綠化色彩區(qū)域，突出景觀設計主題，進而提高公路沿線的生態(tài)環(huán)境質量，最終通過植物群落的自然演繹，建設綠色公路。

經考察沿線植被品種單一，主要為柏木、青岡和榿木，缺少彩色葉樹點綴。這一現(xiàn)狀決定了本項目綠化工程補植苗木應在重要路段增加彩色葉樹種如火焰木、紅葉烏桕、美麗異木棉等。彩色葉樹種在春季、秋季可提供更強烈美感沖擊，規(guī)模化連續(xù)性種植，將公路兩側修復成自然景觀美觀、生態(tài)植被良好的連續(xù)性景觀通道(圖6)。

3.3.3 積極應用建筑信息模型(BIM)新技術

圖6 道路綠化效果圖

BIM作為新一代的設計技術，近年來已經廣泛地應用于建筑設計、鐵路設計、結構設計等領域。BIM技術是應用于工程設計、建造、管理的三維數(shù)據(jù)化技術，本項目擬將BIM信息技術等先進的設計工具應用到西埔灣特大橋主橋的設計中，為實現(xiàn)項目在設計、建設、運營、維護全壽命周期過程中的信息共享和傳遞打下良好的基礎。

3.3.4 推進綠色服務區(qū)建設

服務區(qū)是公路的重要組成部分，是落實公路建設生態(tài)、低碳、環(huán)保理念的重要場所，加強綠色服務區(qū)建設對于樹立公路行業(yè)社會形象有著至關重要的作用。綠色服務區(qū)的建設，要求在普通公路服務區(qū)的基礎上，積極探索設置多元化服務設施，結合社會發(fā)展和消費升級，科學設置服務區(qū)、停車場，因地制宜增設觀景臺、服務站等特色建筑和新能源設施，并做好設備安裝的配合工作，為節(jié)能減排創(chuàng)造條件，為個性化出行提供便利。

圖7 蘇峰山服務區(qū)總平面圖

本項目的蘇峰山支線段是全線最重要的景觀道路之一，因此將本段作為生態(tài)服務區(qū)的試點，利用支線與主線交叉口的三角地帶布設服務區(qū)(圖7)，總用地面積30畝，配有加油、充電等服務設施，入口和出口采用和主干道分流，互不干擾。服務區(qū)建筑風格以閩南建筑風格為主，建筑形態(tài)追求簡潔大方，色彩構成質樸鮮明；生態(tài)停車場采用植草格的形式，雨水滲透相對比較好，適合植物的生長。

3.3.5 著力拓展公路旅游功能

東山島旅游資源十分豐富，濱海風光令人向往，島上不但自然風光秀麗，還具有深厚的歷史文化底蘊，是一座適合旅游渡假休閑的海島，有發(fā)展成為國際化旅游海島的潛力。本項目與東山島的旅游發(fā)展規(guī)劃十分契合，東山島能夠通過本項目的建設拓展旅游功能。

考慮到東山島旅游資源密集的主要路段，主線等級較高無法進入，因此本項目通過主線和支線相結合的方式來拓展旅游功能，主線從旅游區(qū)外圍通過，實現(xiàn)過境交通的便捷性，同時新建低等級的旅游支線深入旅游區(qū)，滿足旅游功能。通過主次結合，配合橫斷面布置(圖8)，再通過便捷的銜接，形成和諧的人文旅游線路，促進地區(qū)旅游產業(yè)發(fā)展。

圖8 旅游區(qū)典型斷面圖

4 結語

東山生態(tài)環(huán)島公路是福建省綠色公路典型示范工程之一，是福建省綠色公路設計理念的先行者。由于綠色公路的概念提出時間較短，所以關于綠色公路的實施標準和細則仍在探討和實驗階段，希望通過本項目設計過程中總結的部分經驗，能夠為福建省國省干線綠色公路的建設提供參考。

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