淺析綠色公路設(shè)計(jì)理念及應(yīng)用

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（福州路信公路設(shè)計(jì)有限公司，福州 350002）

0 引言

“十三五”及未來較長一段時(shí)期，我國公路仍將處于大力發(fā)展的戰(zhàn)略時(shí)期。面對(duì)日益嚴(yán)峻的土地、用海、能源等資源約束和不斷加大的生態(tài)環(huán)境壓力，公路發(fā)展不能再依靠大規(guī)模建設(shè)、粗放擴(kuò)能方式解決，必須堅(jiān)持低消耗、低排放、低污染、高效能的發(fā)展理念，探索并加快推進(jìn)綠色公路建設(shè)。近日，交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》，省級(jí)公路部門也相應(yīng)制定《普通干線綠色公路建設(shè)實(shí)施細(xì)則》，明確提出了綠色公路建設(shè)中資源節(jié)約、提高能效、控制排放和環(huán)境保護(hù)等內(nèi)容（如圖1所示），要求將綠色循環(huán)低碳發(fā)展理念在交通建設(shè)領(lǐng)域中體現(xiàn)，尤其在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段加以貫徹落實(shí)。

圖1 綠色公路建設(shè)涵蓋的內(nèi)容

1 設(shè)計(jì)工作在綠色公路建設(shè)過程中的重要性

在工程建設(shè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)工作是核心，針對(duì)性的設(shè)計(jì)理念將決定工程建設(shè)成型的方向，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)將直接用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工，繪制建設(shè)藍(lán)圖。工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不僅影響建設(shè)項(xiàng)目的造價(jià)、質(zhì)量、建成后產(chǎn)生的社會(huì)效益等方面，更是整個(gè)工程建設(shè)理念的體現(xiàn)。將生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)的思路始終貫穿于綠色公路建設(shè)工程中，無論從前期路線方案，到中期精細(xì)化設(shè)計(jì)，再到后期附屬設(shè)施建設(shè)及運(yùn)營維護(hù)方案的確定，是否遵循綠色交通、科學(xué)設(shè)計(jì)的理念，是決定綠色公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵。

2 綠色公路設(shè)計(jì)案例分析

2.1 項(xiàng)目概況

某新建國道項(xiàng)目位于福州市永泰縣境內(nèi)。起點(diǎn)位于永泰縣葛嶺鎮(zhèn)瀨下村，連接現(xiàn)有的203省道，路線向西跨越大樟溪后沿大樟溪河岸布設(shè)，終點(diǎn)位于葛嶺鎮(zhèn)臺(tái)口村，與規(guī)劃的永泰三環(huán)路相接，路線全長約10.3km。項(xiàng)目采用雙向四車道一級(jí)公路兼市政功能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目建成后將方便沿線村鎮(zhèn)的車輛便捷地連接高速公路及其他現(xiàn)有路網(wǎng)，有利于緩解203省道的交通壓力，促進(jìn)縣區(qū)與市區(qū)緊密聯(lián)系，為永泰縣發(fā)展休閑旅游業(yè)提供便捷交通條件。

2.2 建設(shè)區(qū)域環(huán)境

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域年平均氣溫18.9℃，年平均降水量1500mm，受高差影響，立體氣候明顯，區(qū)內(nèi)光能充足，熱量豐富，雨水充沛。區(qū)域內(nèi)山清水秀、空氣清新、生態(tài)環(huán)境保護(hù)良好，可供開發(fā)的旅游資源非常豐富，特別適合近郊游、休閑度假游。

3 綠色公路設(shè)計(jì)思路及應(yīng)用

本項(xiàng)目旨在深入開展“綠色品質(zhì)工程”創(chuàng)建并結(jié)合交通部《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》，立足綠色公路基本特征，從路線、路基路面、橋梁、隧道、綠色景觀、房建設(shè)計(jì)等方面落實(shí)綠色公路建設(shè)具體要求，將本項(xiàng)目打造成綠色公路品質(zhì)工程示范項(xiàng)目作為最終目標(biāo)。

3.1 總體設(shè)計(jì)

項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)全面貫徹“綠色、科學(xué)、創(chuàng)新、節(jié)能、環(huán)?！钡脑O(shè)計(jì)理念，做到盡可能少占或不占用基本農(nóng)田、盡量減少建筑物拆遷，最大限度地保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)縣區(qū)旅游業(yè)發(fā)展及沿線土地開發(fā)利用，做到公路建設(shè)與自然景觀完美結(jié)合。

3.2 路線設(shè)計(jì)

路線設(shè)計(jì)依托航拍影像、設(shè)計(jì)軟件工具及外業(yè)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)地勘資料成果，貫徹科學(xué)選線、合理選線、生態(tài)選線理念，路線設(shè)計(jì)著眼區(qū)域大范圍的路網(wǎng)關(guān)系，注重路網(wǎng)銜接的順暢通達(dá)。初步設(shè)計(jì)推薦K線（葛嶺瀨下至溪南路段）如圖2所示，避開原有省道203，避免施工期間對(duì)現(xiàn)有省道203行車安全的不利影響，同時(shí)避免了九級(jí)路塹邊坡的開挖，并避免侵占省道沿線的農(nóng)田，降低了對(duì)環(huán)境的破壞；此外，推薦K線方案跨大樟溪大橋與大樟溪基本垂直，最大限度地降低了橋梁建設(shè)對(duì)大樟溪防洪排澇的影響。

圖2 葛嶺瀨下至溪南路段選線示意圖

臨溪路段（下道至風(fēng)埕尾段）如圖3所示，通過平、縱指標(biāo)的合理選用，避開水利岸線，做到既貼近大樟溪又不占用其水利岸線，有效利用大樟溪的自然景觀，同時(shí)保護(hù)沿線的生態(tài)環(huán)境。

圖3 下道至風(fēng)埕尾路段選線示意圖

3.3 路基、路面設(shè)計(jì)

路基設(shè)計(jì)主要從邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、土石方平衡等方面實(shí)現(xiàn)綠色、生態(tài)、環(huán)保設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)統(tǒng)籌資源利用，實(shí)現(xiàn)集約節(jié)約，大力推行廢料再生循環(huán)利用。

3.3.1 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

在確保邊坡安全穩(wěn)定前提下，盡量采用輕型綠色防護(hù)，如錨桿鍍鋅網(wǎng)植草灌、CF網(wǎng)植草防護(hù)等方式，并選用適宜的物種種植，注重草、灌、喬的搭配，盡量做到與周邊生態(tài)環(huán)境相融合、相協(xié)調(diào)。

3.3.2 路基路面排水設(shè)計(jì)

采用防、排、疏結(jié)合，并與路基防護(hù)、地基處理等其他處治措施相互協(xié)調(diào)，結(jié)合地形和天然水系，合理布設(shè)排水設(shè)施方案，形成完善的排水系。根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)、降雨強(qiáng)度等對(duì)路面及邊坡坡面進(jìn)行設(shè)計(jì)徑流計(jì)算，分區(qū)段確定水溝的尺寸，本項(xiàng)目將大力推廣綠色碟型溝設(shè)置。

3.3.3 土石方調(diào)配設(shè)計(jì)

將“零棄方”理念貫徹到設(shè)計(jì)和施工階段，實(shí)現(xiàn)土石方的內(nèi)部消化，減少對(duì)周圍環(huán)境的破壞。本項(xiàng)目存在一定棄方，但沿線規(guī)劃項(xiàng)目眾多，土地資源珍貴，作為生態(tài)綠色公路，不應(yīng)為了棄土造成生態(tài)破壞，因此對(duì)于棄土場的位置應(yīng)慎重選擇。通過對(duì)沿線地形、地貌及相關(guān)規(guī)劃資料的調(diào)查研究，于K13+800～K14+300路段右側(cè)設(shè)置一處棄土場，如圖4所示，該棄土場將結(jié)合大樟溪防洪堤的建設(shè)，施工期間可作為棄土場及預(yù)制場，后期將本棄土場改造為集公路服務(wù)區(qū)、停車場、濱江公園為一體的休閑觀光帶。通過該措施，不但可消化大量的棄方，還可結(jié)合沿線規(guī)劃建設(shè)成大樟溪觀景區(qū)。

圖4 棄土場（后期改造為服務(wù)區(qū)、觀景區(qū)）示意圖

3.3.4 路面設(shè)計(jì)

為減少路面污染，本項(xiàng)目將推進(jìn)溫拌瀝青混合料技術(shù)的使用。溫拌瀝青混合料是一種“高節(jié)能低排放型”新型瀝青混合料，通過使用改性劑材料配制溫拌瀝青，使用常規(guī)的拌和技術(shù)在較低溫度下拌和，生產(chǎn)溫拌瀝青混合料，通過降低瀝青結(jié)合料的高溫粘度使熱拌瀝青混合料施工溫度降低30℃左右，此舉不僅能保持和熱拌瀝青混合料基本相同的使用品質(zhì)，還能有效降低有毒有害氣體和粉塵的排放。

3.4 橋梁設(shè)計(jì)

橋梁設(shè)計(jì)主要通過合理選擇橋梁形式、強(qiáng)化橋梁景觀設(shè)計(jì)加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)，達(dá)到自然和諧。由于整體路線平、縱線型設(shè)計(jì)需要，造成局部路段縱斷設(shè)計(jì)標(biāo)高較高，如用路基填筑方案，將造成填方量大、占地面積增多，生態(tài)破壞嚴(yán)重等問題，設(shè)計(jì)方案將考慮采用以建橋代替路基填筑方案，以減少對(duì)環(huán)境的破壞。全線橋梁采用橫向排水，并由排水管收集引入地面排水系統(tǒng)，避免橋面雨水直接落入橋下水系，保護(hù)自然環(huán)境。貫徹全壽命周期成本的思想，全線橋梁設(shè)計(jì)優(yōu)先采用技術(shù)成熟、便于施工的預(yù)制梁板式橋；同一路段橋梁的橋型、跨徑、墩柱等設(shè)計(jì)做到盡量標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化，最大程度實(shí)現(xiàn)橋梁構(gòu)件的工廠集中預(yù)制化，同一座橋梁的跨徑布置原則上不得超過兩種，盡量避免高臺(tái)高填。同時(shí)，全面推行護(hù)欄、橋檢通道等構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)周期、簡化施工工藝、降低工程造價(jià)。

3.5 隧道設(shè)計(jì)

隧道工程設(shè)計(jì)力求實(shí)現(xiàn)“綠色、環(huán)保、節(jié)能”、“安全、耐久、經(jīng)濟(jì)”及“施工安全、快速、可控”三大目標(biāo)，成洞面設(shè)計(jì)按照“早進(jìn)洞，晚出洞”的原則，遵循“零開挖”進(jìn)洞理念，嚴(yán)格控制隧道洞口邊仰坡高度（1～3m），盡量保護(hù)原有植被。根據(jù)地形地質(zhì)選擇洞門形式，赤壁隧道出口采用了削竹式洞門形式（如圖5所示），實(shí)現(xiàn)周圍生態(tài)環(huán)境有機(jī)結(jié)合，對(duì)周邊環(huán)境起到景觀修飾作用。

隧道洞渣的利用：為避免隧道洞渣造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞和資源浪費(fèi)，本項(xiàng)目隧道棄渣采用“逐級(jí)篩選”循環(huán)利用，優(yōu)質(zhì)碎石用于隧道襯砌混凝土骨料，次級(jí)碎石用于軟基換填等用途，其余殘?jiān)M可能采取縱向調(diào)配，用于路基填筑。優(yōu)質(zhì)石渣可用于砌體防護(hù)工程或混凝土粗集料。

圖5 削竹式洞門示意圖

采用新型LED節(jié)能燈具作為隧道照明工具，達(dá)到運(yùn)營期間節(jié)省能源的目的。隧道通風(fēng)充分考慮運(yùn)營工況以及交通量大小，對(duì)近遠(yuǎn)期風(fēng)機(jī)實(shí)行分組啟動(dòng)，以達(dá)到節(jié)能目的。

3.6 景觀綠化設(shè)計(jì)

3.6.1 公路景觀綠化

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，本項(xiàng)目沿線植被顏色較為單一，多為杉木、青梅等樹種，針對(duì)這一現(xiàn)狀，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段注重在沿線補(bǔ)植彩色葉植物，如紅葉石楠、羊蹄甲等，以增加彩色葉樹點(diǎn)綴，做到“四季常綠、四季有花”，同時(shí)對(duì)因工程建設(shè)而遭受到生態(tài)破壞的邊坡、植被，通過人工復(fù)綠設(shè)計(jì)，恢復(fù)和重建一個(gè)可持續(xù)演替發(fā)展的健康生態(tài)系統(tǒng)，將公路沿線修復(fù)成自然、美觀、生態(tài)的景觀通道。

3.6.2 服務(wù)區(qū)景觀綠化

如圖6所示，將結(jié)合區(qū)域特色，通過山間小徑、疊泉溪水、綠竹青草、亭廊閣樓等園林式環(huán)境設(shè)計(jì)，將自然生態(tài)環(huán)境最大限度地融入服務(wù)區(qū)的各個(gè)區(qū)域中。

圖6 服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)意向圖

3.7 節(jié)能技術(shù)和清潔能源設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目所處自然地理?xiàng)l件、路網(wǎng)環(huán)境和建筑使用特點(diǎn)，擬在設(shè)計(jì)中采用多項(xiàng)新技術(shù)、新材料、新工藝以提高科技含量，降低能源消耗。

服務(wù)區(qū)、公路養(yǎng)護(hù)站污水處理中，采用“生態(tài)綠地污水處理系統(tǒng)”（如圖7所示），該系統(tǒng)利用植物、微生物的生化作用達(dá)到污水處理，促進(jìn)植物共生的效果，是一種適宜本地區(qū)的環(huán)保型污水處理新技術(shù)。

圖7 生態(tài)綠地污水處理工藝流程圖

房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，外墻采用新技術(shù)——水泥蒸壓保溫磚砌筑和外

墻保溫幕墻體系；在場地和建筑照明中，推廣采用LED節(jié)能燈具，有效降低照明能耗；針對(duì)項(xiàng)目所在地區(qū)夏熱冬冷的特點(diǎn)，在建筑空調(diào)設(shè)計(jì)中，對(duì)監(jiān)控大廳、服務(wù)區(qū)餐廳等公共大空間，采用區(qū)域變頻空調(diào)系統(tǒng)，更具調(diào)控性、低能耗性；在服務(wù)區(qū)停車場、建筑設(shè)計(jì)區(qū)域采用雨水收集回用系統(tǒng)，雨水通過過濾、凈化處理、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)，用以日常綠化澆灌、車輛沖洗等。

4 項(xiàng)目總體評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目在前期設(shè)計(jì)階段緊緊圍繞創(chuàng)建綠色循環(huán)低碳典范工程的目標(biāo)，確立了“創(chuàng)新設(shè)計(jì)、綠色施工、低碳運(yùn)營、循環(huán)發(fā)展”的定位，制定了廢料利用技術(shù)、節(jié)能供配電、生態(tài)復(fù)綠等具體實(shí)施方案。通過科學(xué)選線，有效節(jié)約用地2367畝，路基土石方減少1/3。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全線共移植紅葉石楠、羊蹄甲、紅花繼木等12余種植物，共計(jì)13萬余株，真正做到貫穿綠色循環(huán)低碳理念從細(xì)節(jié)做起，從源頭抓起，有效保障了建設(shè)綠色循環(huán)低碳公路起步和推進(jìn)實(shí)施。經(jīng)測算，本項(xiàng)目共利用棄方及再生混合料約46萬噸，折算節(jié)約標(biāo)煤約5600噸，減排碳粉塵排放約83.4噸，減少二氧化碳排放約1.3萬m3。服務(wù)區(qū)采用的污水處理系統(tǒng)、變頻空調(diào)系統(tǒng)等技術(shù)，每年可節(jié)約用電35%。此外，項(xiàng)目推廣的溫拌瀝青、LED光源照明、邊坡防護(hù)等綠色科技，取得了較好的效果。最終，本項(xiàng)目于2017年被省級(jí)公路部門推薦為創(chuàng)建“綠色品質(zhì)工程”示范公路。

5 結(jié)束語

交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性行業(yè)，理應(yīng)視為節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保的重要領(lǐng)域，為生態(tài)文明建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。發(fā)展綠色交通是交通運(yùn)輸行業(yè)貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念的重要體現(xiàn)，也是交通運(yùn)輸行業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的主攻方向之一。公路設(shè)計(jì)應(yīng)秉承“堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，貫徹公路勘察設(shè)計(jì)新理念；加強(qiáng)總體設(shè)計(jì)，在保證行車安全前提下最大限度保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，依靠科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，積極提倡個(gè)性化設(shè)計(jì)”的原則，使生態(tài)建設(shè)設(shè)計(jì)理念具象化，達(dá)到理念與實(shí)際協(xié)調(diào)統(tǒng)一、工程與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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