生態(tài)理念下公路路線設(shè)計(jì)中的選線與布局方法

摘 要：本研究聚焦生態(tài)理念在公路路線設(shè)計(jì)中選線與布局的應(yīng)用。深入探討如何在滿足交通功能需求的同時(shí)，充分考量生態(tài)保護(hù)因素，分析選線時(shí)對(duì)地形、植被、水域等生態(tài)要素的避讓與利用策略，以及布局中平縱面設(shè)計(jì)與生態(tài)融合的方法，旨在減少公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)與生態(tài)平衡的協(xié)調(diào)發(fā)展，為可持續(xù)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)理念 公路路線設(shè)計(jì) 選線 布局

在社會(huì)日益增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)下，公路建設(shè)也迎來(lái)了全新的挑戰(zhàn)和需求。傳統(tǒng)的公路路線設(shè)計(jì)通常注重工程技術(shù)可行性和交通功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境影響則缺乏充分考慮。在生態(tài)理念逐漸深入人心的今天，怎樣將生態(tài)保護(hù)思想融入到公路路線設(shè)計(jì)階段特別是選線和布置過程之中，已經(jīng)成為公路工程領(lǐng)域急需解決的一個(gè)重要問題。它不僅涉及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和平衡，而且影響公路交通持續(xù)發(fā)展。

1 生態(tài)理念下公路路線設(shè)計(jì)中的選線方法

1.1 地形地貌適應(yīng)性選線

基于生態(tài)理念設(shè)計(jì)公路路線時(shí)，地形地貌適應(yīng)性選線是關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)中需要詳細(xì)調(diào)查和分析沿線的地形，并根據(jù)不同的地形參數(shù)制定選線策略等。在平原地帶，由于地形相對(duì)平緩，坡度通常在0-3°范圍內(nèi)，因此路線的設(shè)計(jì)可以更為順暢，平曲線的半徑也可以適當(dāng)擴(kuò)大，以便提升駕駛的舒適度和安全性，在減少土地分割的同時(shí)，通常最小平曲線的半徑應(yīng)不低于規(guī)定值，建議將縱坡的坡度維持在0.3%-3%的范圍內(nèi)，這有助于避免過度的填挖，從而降低對(duì)原始地形和地貌的損害[1]。在丘陵地區(qū)，坡度多在3°-25°之間，選線要順應(yīng)地勢(shì)起伏，采用較小的平曲線半徑，以適應(yīng)地形變化?？v坡可以適當(dāng)加大，但以不大于規(guī)范允許的最大縱坡為宜，并通過縱坡和平曲線的合理布置來(lái)均衡挖填方，以減少切割山體和填方埋沒植被。在山區(qū)，由于地形的復(fù)雜性，坡度往往超過25°，因此在選擇線路時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮沿著等高線進(jìn)行迂回展線，而平曲線的半徑通常位于規(guī)范要求的范圍內(nèi)，縱坡嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，采用橋梁、隧道及其他構(gòu)造物跨越深溝峽谷或者翻越山嶺，以減少高填深挖地段，從而保護(hù)山體穩(wěn)定和原有生態(tài)環(huán)境。

1.2 生態(tài)敏感區(qū)的避讓選線

在遵循生態(tài)理念進(jìn)行公路路線設(shè)計(jì)中，生態(tài)敏感區(qū)的避讓與選線至關(guān)重要，準(zhǔn)確界定生態(tài)敏感區(qū)范圍和類型，比如濕地邊界和珍稀動(dòng)植物棲息地核心區(qū)，對(duì)于濕地的生態(tài)敏感區(qū)域，其緩沖區(qū)通常被設(shè)置在周圍一定范圍內(nèi)，如果不能完全繞過，那么路線應(yīng)該盡可能地垂直穿越濕地的狹窄部分，以減少濕地的占用面積，并且穿越部分應(yīng)該采用高架橋的形式，橋的高度應(yīng)滿足生態(tài)保護(hù)要求，避免阻滯濕地水流、生物遷徙和其他生態(tài)過程[2]。對(duì)于稀有的動(dòng)植物棲息地，在核心區(qū)的規(guī)定半徑內(nèi)是嚴(yán)格禁止穿越的，因此在選擇路線時(shí)，必須利用地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)來(lái)精確地繪制路線，使其從棲息地邊緣緩沖帶外側(cè)通過。在接近生態(tài)敏感區(qū)的路段上，應(yīng)設(shè)置寬度至少為30米的防護(hù)綠帶，并種植當(dāng)?shù)氐脑参?，以?shí)現(xiàn)隔音、防塵和生態(tài)隔離的效果。為了減少公路運(yùn)營(yíng)對(duì)生態(tài)敏感區(qū)域的不良影響，路線設(shè)計(jì)中也考慮到了動(dòng)物通道的設(shè)置，例如涵洞的寬度，滿足正常通行的需求。

1.3 植被保護(hù)選線

生態(tài)公路的設(shè)計(jì)離不開植被保護(hù)選線，選線前需要利用遙感技術(shù)并結(jié)合實(shí)地調(diào)查，對(duì)沿線植被分布圖譜進(jìn)行細(xì)致繪制，厘清不同植被類型覆蓋區(qū)域及生長(zhǎng)情況[3]。在選擇森林植被豐富的區(qū)域時(shí)，應(yīng)避免選擇植被密集且生長(zhǎng)狀況良好的地方，如果確實(shí)需要穿越，應(yīng)努力縮小砍伐通道的寬度，通常應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，在開始施工之前，需要對(duì)需要砍伐的樹木進(jìn)行標(biāo)識(shí)和妥善處理，確保移植或利用后的生態(tài)影響最小化。在草原區(qū)域，選擇路線時(shí)應(yīng)考慮草原的地形特點(diǎn)，盡量減少對(duì)草地的破壞，對(duì)于不可避免的填方路段，填方的高度應(yīng)控制在1-2米范圍內(nèi)，在公路的兩側(cè)，設(shè)立了植被恢復(fù)區(qū)域，這些區(qū)域的寬度范圍是50-100米，并通過撒播當(dāng)?shù)氐牟莘N來(lái)進(jìn)行植被的恢復(fù)。對(duì)山區(qū)植被保護(hù)而言，在選線時(shí)應(yīng)該充分考慮植被垂直分布規(guī)律并避免在植被過渡帶開展大規(guī)模工程活動(dòng)。在設(shè)計(jì)公路邊坡的防護(hù)措施時(shí)，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)應(yīng)被優(yōu)先考慮，例如三維植被網(wǎng)護(hù)坡，其網(wǎng)孔的尺寸應(yīng)為3-5厘米，并且在第一個(gè)生長(zhǎng)季結(jié)束后，植被覆蓋率應(yīng)達(dá)到或超過60%，通過上述措施，最大程度地維護(hù)了沿線植被生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。

1.4 考慮動(dòng)物遷徙廊道選擇線路

以生態(tài)理念為指導(dǎo)，對(duì)動(dòng)物遷徙廊道的考慮選線就成了公路設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的方面，需要借助于長(zhǎng)期生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和動(dòng)物學(xué)家研究結(jié)果來(lái)準(zhǔn)確確定動(dòng)物遷徙路線和季節(jié)規(guī)律，對(duì)于大型哺乳類動(dòng)物，例如鹿和熊的遷徙通道，其寬度一般在1-3公里范圍內(nèi)，因此在選擇公路路線時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮繞過其邊界[4]。如果不能躲避，應(yīng)修建足夠多、規(guī)格合適的動(dòng)物通道。比如說，天橋式動(dòng)物通道的高度應(yīng)該控制在5-8米范圍內(nèi)，而寬度不應(yīng)少于10米，這樣可以確保大型動(dòng)物能夠自由通行而不會(huì)感到被壓迫；涵管式通道的內(nèi)徑應(yīng)該控制在1-3米的范圍內(nèi)，這樣更適合小型獸類和爬行動(dòng)物的通行。通道的周圍需要進(jìn)行生態(tài)友好的處理，種植與周圍環(huán)境類似的植物，確保植被覆蓋率超過60%，為動(dòng)物創(chuàng)造一個(gè)它們熟悉的生活環(huán)境。就鳥類遷徙路線而言，公路選線應(yīng)避免和鳥類集中飛行的高度相沖突，最大限度地減少高大構(gòu)筑物對(duì)于鳥類的飛行干擾。在靠近濕地鳥類棲息地的道路上，建議安裝聲屏障，其高度應(yīng)控制在3-5米范圍內(nèi)，以減少交通噪音對(duì)鳥類生活和繁衍的不良影響，保障動(dòng)物遷徙暢通和安全，保持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。

2 生態(tài)理念下公路路線設(shè)計(jì)中的布局方法

2.1 將平面線形融入生態(tài)景觀中

以生態(tài)理念進(jìn)行公路路線平面線形設(shè)計(jì)時(shí)，融入生態(tài)景觀是重點(diǎn)考慮因素，對(duì)直線段在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮到它的長(zhǎng)度和周圍景觀是否協(xié)調(diào)，直線段的長(zhǎng)度一般不應(yīng)該太長(zhǎng)，平原地區(qū)直線段和曲線段的長(zhǎng)度之比應(yīng)該以3∶2為宜，以免過長(zhǎng)的直線導(dǎo)致司機(jī)視覺疲勞和單調(diào)感，同時(shí)，減少了對(duì)大面積連續(xù)農(nóng)田或者自然植被區(qū)域的生硬劃分[5]。曲線設(shè)計(jì)中，平曲線半徑的選取應(yīng)考慮地形和景觀特色。以山區(qū)為例，平曲線的半徑通常在200-600米范圍內(nèi)，當(dāng)選擇較小的半徑曲線時(shí)，應(yīng)確保曲線與附近的山脈和森林景觀完美結(jié)合，通過對(duì)超高的合理配置，其超高值通常落在2%-6%的范圍內(nèi)，這不僅確保了車輛的平穩(wěn)行駛，還為駕駛員提供了一個(gè)更好地欣賞自然風(fēng)光的機(jī)會(huì)。當(dāng)接近湖泊、河流等水域景觀時(shí)，公路的平面線形應(yīng)該與水岸線的走向保持一致，保持一定的安全距離，通常是30-50米，為了最大限度地減少對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的影響，在道路的一側(cè)建立觀景平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)的面積都不少于100平方米，并且每2-3公里設(shè)置一個(gè)觀景平臺(tái)，這樣可以方便游客停車欣賞水景。

2.2 縱斷面設(shè)計(jì)及生態(tài)排水

以生態(tài)理念設(shè)計(jì)公路縱斷面，與生態(tài)排水息息相關(guān)，縱坡坡度設(shè)置應(yīng)兼顧排水需求和生態(tài)保護(hù)。在大多數(shù)地方，建議將縱坡的坡度維持在0.5%-3%的范圍內(nèi)，這種坡度不僅可以確保道路上的雨水能夠順暢地被排放，還可以避免由于坡度過大導(dǎo)致的水流過快，從而對(duì)路基和周圍的生態(tài)環(huán)境造成沖刷。在降雨量較為豐富的區(qū)域，例如年降雨量超出1000毫米的地方，建議將縱坡適度擴(kuò)大至4%-6%，并加強(qiáng)排水系統(tǒng)的建設(shè)。比如說，排水邊溝的深度應(yīng)該控制在0.4-0.6米的范圍內(nèi)，而寬度則應(yīng)控制在0.3-0.5米之間，同時(shí)溝底的縱坡應(yīng)與道路縱坡保持一致或稍微大一些，通常是道路縱坡的1.1-1.3倍，以保證雨水能夠迅速排放到自然水系或者專用雨水收集池內(nèi)。通過濕地或者低洼地帶的縱斷面設(shè)計(jì)宜為緩坡，縱坡不宜過高，并布置生態(tài)滯留池，滯留池的面積取決于匯水面積，通常情況下，每1000平方米的匯水區(qū)域都會(huì)配置10-20平方米的滯留池，這些滯留池的主要功能是收集和凈化道路上的徑流，從而降低污染物進(jìn)入濕地生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于山區(qū)公路，在縱坡變化處，如設(shè)置豎曲線，豎曲線半徑在凸形曲線時(shí)一般不小于1000米，凹形曲線時(shí)不小于800米，為了確保駕駛的視距和舒適度，還結(jié)合山坡上的自然排水路線，設(shè)計(jì)一個(gè)截水溝，其截面尺寸范圍是0.3米×0.3米-0.5米×0.5米，截留山坡雨水使之不能沖刷道路和山坡植被，達(dá)到道路排水和生態(tài)保護(hù)協(xié)同作用。

2.3 橫斷面設(shè)計(jì)及生態(tài)防護(hù)

在公路橫斷面設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行生態(tài)防護(hù)，是生態(tài)理念在公路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要表現(xiàn)，就路幅寬度而言，應(yīng)依據(jù)公路等級(jí)和交通流量來(lái)確定適宜寬度。以二級(jí)公路為例，其標(biāo)準(zhǔn)的道路寬度通常介于10-12米，目的是在確保交通流暢的前提下，最大限度地減少土地的使用。行車道寬度一般為3.5-3.75米，硬路肩寬度在1.5-2.5米之間，土路肩寬度不小于0.75米。在路基邊坡設(shè)計(jì)上，對(duì)于土質(zhì)邊坡，坡度一般在1∶1.5-1∶2之間，采用植被護(hù)坡方式。例如，在液壓噴播用于植草護(hù)坡的過程中，每平方米的草籽播種量應(yīng)控制在20-30克范圍內(nèi)，并且需要混合至少3種不同的草籽，以形成一個(gè)穩(wěn)定的植被群落。在第一個(gè)生長(zhǎng)季結(jié)束之后，植被的覆蓋率應(yīng)該超過70%。對(duì)于石制的邊坡，其坡度可能相對(duì)較陡。在1∶0.5-1∶1的坡度范圍內(nèi)，可以使用掛網(wǎng)噴播作為防護(hù)措施，而掛網(wǎng)則是由鍍鋅的鐵絲網(wǎng)制成，網(wǎng)孔的尺寸范圍是5厘米×5厘米至10厘米×10厘米，噴播的厚度應(yīng)控制在8-12厘米范圍內(nèi)，以確保坡面生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和穩(wěn)定。在道路旁的綠化帶設(shè)計(jì)中，通常寬度為3-5米，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥罈l件選擇適合的植物品種。例如在北方地區(qū)，可以選擇楊樹、柳樹等，每株之間的距離是2-3米；在南部地區(qū)，榕樹和樟樹等樹種是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，它們之間的距離為3-4米，這樣可以構(gòu)建一個(gè)連貫的生態(tài)保護(hù)屏障，有效地吸納尾氣、減少噪音和塵埃，同時(shí)也為野生生物提供了一個(gè)良好的棲息地和遷移路徑，促使公路生態(tài)系統(tǒng)和周圍自然生態(tài)協(xié)調(diào)共生。

2.4 互通立交的布置及生態(tài)優(yōu)化

互通立交是公路交通中的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，需要從生態(tài)理念出發(fā)進(jìn)行精心策劃。在選擇地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量避免選擇生態(tài)敏感的區(qū)域，例如自然保護(hù)區(qū)的核心地帶或重要的濕地區(qū)域，并確保與這些區(qū)域的距離至少為2公里。設(shè)計(jì)和布置時(shí)應(yīng)根據(jù)地形地貌及交通流量等因素決定互通立交形式和規(guī)模。對(duì)于苜蓿葉形互通立交，其環(huán)形匝道半徑通常在50-80米之間，以滿足車輛行駛的順暢性與安全性要求。關(guān)于土地使用，一個(gè)中等大小的苜蓿葉形互通立交橋的占地面積應(yīng)在15-20公頃范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)力求布局緊湊，以減少對(duì)附近土地資源的過度使用和生態(tài)破壞。

對(duì)互通立交區(qū)域進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)對(duì)于生態(tài)優(yōu)化具有十分重要的意義。中央隔離帶的綠化寬度通常在1-2米范圍內(nèi)，適合種植矮小的灌木和草本植物，例如黃楊球和四季海棠等。這些植物的種植密度分別是每平方米3-5株和每平方米20-30株，形成了色彩豐富且層次分明的景觀。匝道邊坡綠化中，應(yīng)根據(jù)邊坡坡度的大小選擇適宜的植物配置。在坡度范圍為1∶1.5-1∶2的情況下，可以選擇草與灌木相結(jié)合的種植方法，例如選擇狗牙根這樣的草種，每平方米的播種量為15-20克，而灌木如紫穗槐，每株之間的距離為1-1.5米，這樣可以增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性和生態(tài)價(jià)值。與此同時(shí)，為了降低互通立交對(duì)于周圍水體環(huán)境造成的影響，還需要建設(shè)完善的排水系統(tǒng)，建立一個(gè)雨水收集池，容量是基于匯水面積和當(dāng)?shù)氐慕涤陱?qiáng)度來(lái)確定的，通常每10公頃的匯水面積對(duì)應(yīng)的收集池容量介于500-800立方米。將收集到的雨水經(jīng)過沉淀和過濾處理，可以進(jìn)行綠化灌溉等工作，使水資源得到循環(huán)利用，以盡量減少互通立交在施工和運(yùn)行過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的擾動(dòng)，達(dá)到交通功能和生態(tài)效益均衡發(fā)展的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

基于生態(tài)理念的公路路線設(shè)計(jì)，其選線和布局方法，是公路建設(shè)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)共生發(fā)展的關(guān)鍵。通過遵循地形地貌適應(yīng)性、生態(tài)敏感區(qū)的避讓和植被保護(hù)的選線原則和方法，及重視平面線形和生態(tài)景觀的整合、縱斷面設(shè)計(jì)和生態(tài)排水的布置重點(diǎn)，可有效降低公路建設(shè)過程中生態(tài)環(huán)境破壞程度，提高公路生態(tài)品質(zhì)。在今后公路工程建設(shè)中要不斷加強(qiáng)生態(tài)理念落實(shí)，對(duì)生態(tài)選線布局技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步探究創(chuàng)新，從而為打造綠色交通體系、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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