綠色低碳可循環(huán)理念下的高速公路設(shè)計優(yōu)化策略

藍(lán)生斌

摘要：文章基于當(dāng)前國內(nèi)外高速公路綠色低碳可循環(huán)理念的研究成果，分析了綠色低碳公路的設(shè)計原則和理念，并提出了可循環(huán)的綠色低碳高速公路評價準(zhǔn)則。

關(guān)鍵詞：低碳;高速公路;設(shè)計;優(yōu)化

中圖分類號：U412.36+6A491714

0 引言

高速公路設(shè)計引入綠色低碳可循環(huán)理念是建設(shè)生態(tài)友好型社會發(fā)展的必然結(jié)果。我國目前關(guān)于綠色生態(tài)高速公路的設(shè)計還處于初步的探索階段，但是仍然還存在著相關(guān)理念不清、評估體系不全的問題。為了進(jìn)一步提高我國高速公路綠色低碳可循環(huán)設(shè)計理念，有必要建立起高速公路綠色設(shè)計的評價標(biāo)準(zhǔn)和體系，以供參考。

1 綠色低碳高速公路設(shè)計理念

為了更好地建設(shè)可持續(xù)生態(tài)社會，建設(shè)低碳、綠色可持續(xù)的高速公路已經(jīng)成為我國交通建設(shè)領(lǐng)域未來的重要發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)2016年8月交通運輸部頒布的《關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》，綠色可持續(xù)高速公路就是要堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的原則，來實現(xiàn)我國交通路網(wǎng)的轉(zhuǎn)型和升級，來更好地實現(xiàn)我國的“四個交通”的發(fā)展目標(biāo)。

對于綠色低碳可循環(huán)的高速公路設(shè)計理念而言，是在保證高速公路質(zhì)量的基礎(chǔ)之上新建高速公路能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效、服務(wù)提升的目標(biāo)。通過這樣的生態(tài)節(jié)約型設(shè)計理念來促進(jìn)低碳、綠色高速公路實現(xiàn)可持續(xù)的循環(huán)發(fā)展。

在傳統(tǒng)的高速公路設(shè)計工作當(dāng)中，往往只關(guān)注對路線區(qū)域交通功能和經(jīng)濟(jì)效益的審視。綠色低碳可循環(huán)高速公路的設(shè)計需要摒棄以往先開發(fā)再保護(hù)的理念，避免大開大挖。并且要在項目可行性規(guī)劃階段就介入，在綠色、低碳、可循環(huán)發(fā)展的理念下，綜合考慮高速公路路線范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會功能等各方面的要素，選擇最佳的高速公路設(shè)計方案來實現(xiàn)高速公路路線最大程度地和環(huán)境相融合。同時，綠色低碳可循環(huán)的高速公路設(shè)計理念還需要貫穿整個高速公路的全壽命周期，如下頁圖1所示。通過全壽命周期的設(shè)計管理，統(tǒng)籌管理高速公路的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營、管理、服務(wù)全過程，真正做到綠色低碳可循環(huán)發(fā)展。

2 高速公路設(shè)計原則和設(shè)計考慮因素

實際上，綠色低碳可循環(huán)高速公路的設(shè)計是在原有的高速公路設(shè)計方法和原則基礎(chǔ)之上演變發(fā)展而來的。具體的綠色低碳可循環(huán)高速公路的設(shè)計原則和主要考慮因素如下：

2.1 綠色低碳可循環(huán)高速公路設(shè)計的原則

對于高速公路的設(shè)計工作而言，選線設(shè)計工作無疑是前提和基礎(chǔ)。路線是高速公路的骨架也將直接影響整個公路的設(shè)計方案。綠色低碳可循環(huán)高速公路的路線設(shè)計需要從高速公路的路網(wǎng)功能出發(fā)，綜合考慮路線所經(jīng)區(qū)域的自然環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)等各方面的因素。具體的原則如下：

（1）加強在高速公路工可階段的設(shè)計方案，細(xì)致深入地討論項目對環(huán)境的影響。通過詳細(xì)對比諸多路線設(shè)計方案，為建設(shè)方提供最佳的綠色低碳路線方案。

（2）經(jīng)濟(jì)性也是綠色低碳可循環(huán)高速公路的一個重要考慮指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)性就是在保證高速公路的安全性和功能的基礎(chǔ)之上，以最小的工程量來實現(xiàn)高速公路最低的建設(shè)和運營費用。

（3）路線設(shè)計選擇過程中需要可持續(xù)地考慮路線的平縱線性，結(jié)合國家的農(nóng)田規(guī)劃紅線，盡量做到少占耕地。

（4）高速公路的社會經(jīng)濟(jì)價值也十分重要。不能為了保護(hù)環(huán)境而盲目擴(kuò)大路線，造成資源浪費。因此，在進(jìn)行路線方案選擇時需要考慮沿線的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)帶、風(fēng)景名勝、自然保護(hù)區(qū)等眾多的因素，提升路網(wǎng)的協(xié)調(diào)能力。

（5）加強對路線方案的審查工作，對比不同路線方案，選擇低碳環(huán)保的建筑材料來減少對環(huán)境的污染和破壞。

3 綠色低碳可循環(huán)高速公路設(shè)計的評價指標(biāo)體系 關(guān)于綠色低碳可循環(huán)的高速公路的評價，目前我國還沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)評價指標(biāo)體系和相應(yīng)的規(guī)范。在當(dāng)前的具體工程當(dāng)中，目前行業(yè)內(nèi)采用的評價指標(biāo)體系見表1。

3.1 評價指標(biāo)體系建設(shè)原則

3.1.1 科學(xué)性原則

科學(xué)性是評價體系的關(guān)鍵和前提，旨在通過評價體系的建設(shè)，實現(xiàn)對整個高速公路的全壽命周期進(jìn)行評價，對高速公路的設(shè)計方案進(jìn)行定量和定性的評價來評價項目的綠色度和可持續(xù)性。由于需要對整個項目進(jìn)行評價，因此需對評價體系提出較高要求。評價體系的科學(xué)性需要將整個高速公路沿線所在區(qū)域、沿線城市的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行綜合調(diào)查。

3.1.2 特殊性和普遍性原則

我國地域廣闊地勢地貌復(fù)雜，高速公路涉及的區(qū)域非常廣，不同區(qū)域的高速公路具有不同的特點。如果評價指標(biāo)采用的是比較普遍的通用性標(biāo)準(zhǔn)來評價高速公路，會造成評價不準(zhǔn)確不科學(xué)。根據(jù)高速公路綠色低碳可循環(huán)的設(shè)計理念，高速公路的綠色設(shè)計是一個綜合性高且復(fù)雜的系統(tǒng)。按照普遍性的原則只能對高速公路一個方面的因素進(jìn)行考慮，無法對高速公路的特殊性方面展開全面詳細(xì)的評價和考核?？己藰?biāo)準(zhǔn)必須要兼具特殊性和普遍性的原則，來適應(yīng)高速公路每一個區(qū)域的社會特點。

3.1.3 系統(tǒng)性原則

所謂的系統(tǒng)性就是要整個評價系統(tǒng)能夠貫穿到整個高速公路設(shè)計的各個階段，囊括綠色高速公路的每個專業(yè)和領(lǐng)域，建立起系統(tǒng)性的評價體系。對于綠色公路的評價體系而言，最基本的特性就是需要能夠?qū)Ω咚俟饭こ瘫旧砗凸こ趟幍墓δ堋⑸鷳B(tài)以及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一為一個整體，對高速公路進(jìn)行全方位、全過程的評價和審視。

3.1.4 可操作性原則

高速公路的設(shè)計建設(shè)周期一般需要幾十年。綠色高速公路工程的評價體系需要貫徹到整個項目的全壽命周期。如何在如此長的期間內(nèi)實現(xiàn)對高速公路的綠色低碳可循環(huán)指標(biāo)進(jìn)行評價？因此，綠色高速公路的評價體系需要具有切實可行的可操作性。

評價體系的可操作性就是要定量化地制定評價指標(biāo)，確保評價指標(biāo)具有科學(xué)性和可操作性。通過對每一個階段的高速公路的定量化評價指標(biāo)，避免全壽命評價停留于表面。

3.2 綠色低碳可循環(huán)高速公路評價系統(tǒng)

當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于綠色低碳高速公路的評價體系和模型主要有壓力響應(yīng)模式、基于經(jīng)濟(jì)的模式、人類生態(tài)系統(tǒng)福利模式這三種模式。其中壓力響應(yīng)模式（PSR）模式是被采用最多的一個評價模型，以此模型建立起的評級體系能夠?qū)Ω咚俟返目沙掷m(xù)和綠色、低碳指標(biāo)進(jìn)行評價。

這一評價體系主要對通過PSR綠色低碳高速公路的框架模型，參照《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)范》中的設(shè)計指標(biāo)對高速公路設(shè)計階段的綠色可持續(xù)性分階段地進(jìn)行評價和分析，并基于專家的審查意見對整個高速公路的壓力類指標(biāo)、狀態(tài)類指標(biāo)和響應(yīng)類指標(biāo)進(jìn)行分析和評價，來確定高速公路的可行性和可持續(xù)發(fā)展性。本考核模型的設(shè)計階段的評價指標(biāo)體系，其具體又包括個三個一級指標(biāo)和十個二級指標(biāo)，如表1所示。

由表1可見，在設(shè)計階段高速公路的生態(tài)、綠色可持續(xù)的影響因素有設(shè)計合理性、社會環(huán)境和生態(tài)環(huán)境三個方面。其中，設(shè)計的合理性主要是公路選線的合理性、路面的長壽性、設(shè)計指標(biāo)的合理性以及沿線配套設(shè)施的合理性。這部分的定性指標(biāo)評價是在《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計規(guī)范》的基礎(chǔ)上展開的，由于篇幅有限本文不再展開贅述。

社會環(huán)境影響主要是對高速公路設(shè)計方案的土地利用率、基礎(chǔ)設(shè)施影響程度、出行與安全保障程度以及拆遷與安置率。其中土地利用率分為五個等級，如表2所示。

拆遷與安置率=拆遷建筑總面積/建設(shè)項目總占地面積。同樣可以分為五個等級，如表3所示。

通過對高速公路的社會環(huán)境影響指標(biāo)進(jìn)行定量的計算，通過具體的指標(biāo)等級就可以定量地分析出高速公路對環(huán)境的影響。綜合分析三個一級指標(biāo)就可以定量評價高速公路的綠色低碳可持續(xù)性。

4 高速公路綠色低碳可循環(huán)設(shè)計的影響因素和主要步驟 高速公路是一個綜合復(fù)雜的項目，沿線同時也會涉及各種各樣的地質(zhì)、水文、社會等情況，這些因素對于高速公路的綠色低碳可循環(huán)發(fā)展具有非常多的影響。高速公路綠色低碳可循環(huán)的設(shè)計步驟及考慮因素大致如下：

（1）高速公路服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是前提和基礎(chǔ)，也決定了高速公路的起終點。因此在考慮高速公路的綠色低碳可循環(huán)發(fā)展時，首先需要基于高速公路的功能和政治定位。在滿足高速公路基本運輸功能的基礎(chǔ)之上，綜合設(shè)計高速公路方案。

（2）地形、地質(zhì)條件直接影響著高速公路路線走向和方案。在高速公路路線設(shè)計時，需要充分尊重地勢，結(jié)合地勢的具體走向來選擇最合適的方案，避免選擇地質(zhì)不良區(qū)域或違背自然規(guī)律的路線方案。在滿足功能和安全的基礎(chǔ)之上，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和綠色可持續(xù)性。

（3）生態(tài)環(huán)境是近年來隨著綠色低碳可循環(huán)的高速公路概念的提出而應(yīng)運而生的。生態(tài)環(huán)境影響因素在整個高速公路設(shè)計工作中占的比例也越來越多，綜合整個高速公路的每一個階段對周圍的環(huán)境的地質(zhì)、水文、植物、氣候等因素進(jìn)行考慮，舍棄會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)影響的路線方案，建設(shè)環(huán)境友好性可持續(xù)發(fā)展公路路網(wǎng)。

（4）不科學(xué)不合適的路線方案不僅會增加高速公路設(shè)計和建設(shè)過程中的資源消耗及對環(huán)境的破壞程度，如開挖量、征地量等，同時也會增加公路的使用運營期間的能源消耗量。例如，會增加行駛車輛的能源消耗量，增加運營管理的成本。能源消耗的影響因素對設(shè)計者提出了更高的要求，不僅需要將公路的設(shè)計準(zhǔn)則和規(guī)范考慮進(jìn)去，還要將節(jié)約能源的目標(biāo)貫徹到整個公路的設(shè)計全過程當(dāng)中。

5 結(jié)語

本文基于當(dāng)前綠色低碳可循環(huán)高速公路的設(shè)計原則，討論和分析了綠色低碳可循環(huán)高速公路的主要評價和考核體系，并以此為基礎(chǔ)提出了綠色生態(tài)高速公路設(shè)計的主要步驟和影響措施。旨在通過本文的研究，能夠為我國的高速公路事業(yè)發(fā)展提供理論參考。

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收稿日期：2020-04-17