全壽命周期的綠色公路建設(shè)理念與實踐

杜曉偉

（甘肅省公路交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，蘭州 730000）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通運輸行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢，公路工程項目建設(shè)速度不斷加快，綠色低碳公路也開始迅速成為公路建設(shè)的主流方向。以全壽命周期理念為支撐，如何才能在公路工程建設(shè)和運行維護(hù)中推行綠色節(jié)能理念，降低能耗的同時減少生態(tài)環(huán)境污染問題，是公路部門和建設(shè)企業(yè)需要重點關(guān)注和解決的問題。

2 綠色公路概述

綠色公路是新時代背景下對低碳公路的一種延續(xù)，強調(diào)對公路工程服務(wù)功能和旅游功能拓展，在充分保證公路質(zhì)量的前提下，為公眾出行提供便利。對比常規(guī)公路工程，綠色公路建設(shè)的核心理念，是在保證公路質(zhì)量以及穩(wěn)定運行的前提下，強調(diào)資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，在新技術(shù)、新設(shè)備和新材料的推動下，確保公路工程能夠在全壽命周期內(nèi)，減少不必要的能源消耗以及污染物的排放，促進(jìn)公路工程環(huán)境效益的切實提高[1]。

3 全壽命周期的綠色公路建設(shè)實踐

以某高速公路改擴建工程為例，建成于2000 年，最初采用的是雙向四車道，設(shè)計最大行車速度為110km/h，路基寬度為28m，沿線有6 個服務(wù)區(qū)和13 個收費站。經(jīng)過近20 年運營后，公路全線日平均交通流量可以達(dá)到4×104輛，流量已經(jīng)基本飽和，因此，在部分路段容易出現(xiàn)堵車問題。對此，有關(guān)部門決定對該公路進(jìn)行改擴建，從原本雙向四車道拓寬到雙向八車道，改擴建工作基本以現(xiàn)有公路為基礎(chǔ)進(jìn)行，個別路段重新建設(shè)。

3.1 規(guī)劃設(shè)計階段

在項目的實施過程中，應(yīng)落實綠色、節(jié)能、環(huán)保、低碳理念，對綠色施工技術(shù)進(jìn)行合理利用，節(jié)約能源的同時，實現(xiàn)對自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。具體來講，在規(guī)劃設(shè)計階段，應(yīng)做到以下幾點：（1）應(yīng)做好現(xiàn)有運輸通道的優(yōu)化，借助功能定位，確保公路能夠為周邊其他高速公路分流，進(jìn)一步提升高速公路的使用率，將區(qū)域運輸成本控制在合理范圍內(nèi)；（2）應(yīng)做好方案比選工作，要求工程技術(shù)人員能夠?qū)Φ缆穬蓚?cè)的地形、地貌以及水文地質(zhì)條件等進(jìn)行考察分析，從多個方面對改擴建方案進(jìn)行對比分析，確定最佳方案，要求不僅能滿足改擴建需求，保障施工，降低施工成本，還能減少對沿線生態(tài)環(huán)境的破壞，預(yù)防環(huán)境污染和水土流失問題；（3）應(yīng)關(guān)注既有道路的合理利用，降低相應(yīng)資源消耗?？紤]該工程屬于改擴建項目，在對線路進(jìn)行布設(shè)的過程中，可以合理利用既有道路降低工程量，例如，在既有道路各項參數(shù)指標(biāo)都可以滿足當(dāng)前公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可以進(jìn)行拼寬操作，以減少對沿線空間的占用，降低工程造價[2]。

3.2 施工建設(shè)階段

3.2.1 優(yōu)化工藝技術(shù)

高速公路改擴建項目的排水工程以及路基防護(hù)均使用預(yù)制混凝土或現(xiàn)澆混凝土替代原本的漿砌片石，并通過在混凝土中添加高吸水性樹脂材料的方式實現(xiàn)混凝土自養(yǎng)護(hù)，能夠降低混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的資源消耗，而且高吸水性樹脂在吸水后，自身體積會迅速膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)中的漿體和凝膠增加，為施工提供便利。在路面施工過程中，可以使用溫拌瀝青技術(shù)，在相對較低的溫度下，進(jìn)行瀝青混合料的拌和、攤鋪和碾壓操作。從實際應(yīng)用角度，溫拌瀝青技術(shù)較常規(guī)施工技術(shù)施工溫度可以降低約30℃，相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，要將1t 瀝青混凝土溫度提高1℃，需要消耗0.061 2kg 燃油，從這個角度分析，應(yīng)用溫拌瀝青技術(shù)時，每1t 瀝青可以節(jié)約1.84kg 燃油，而且能夠有效減少瀝青混合料拌和與攤鋪過程中有害氣體的排放[3]。

3.2.2 優(yōu)化交通組織

項目施工環(huán)節(jié)，需要切實做好沿線交通組織工作，將工程施工帶來的交通擁堵和出行不便帶來的影響降到最低。對此，項目管理部門專門對照既有公路視覺情況，編制相應(yīng)交通組織方案，希望能夠盡可能減少施工帶來的干擾[4]。對照工程施工方案，道路寬度增加采用2 種方式，一種是兩側(cè)拼寬，另一種是分離加寬，在施工過程中，需要確保原本4 個車道能夠正常通行，一些存在特殊構(gòu)筑物地段，需要至少保證3 個車道正常通行。

3.2.3 使用低碳材料

可以使用高性能混凝土。高性能混凝土比普通混凝土有更優(yōu)質(zhì)的性能，而且在用途不同的情況下，高性能混凝土可以通過調(diào)整配合比的方式，對工作性、耐久性、強度等性能進(jìn)行針對性的強化。該工程中，為能夠提升主要結(jié)構(gòu)物的使用壽命，在全線橋梁樁基、墩柱等位置，采用了高性能混凝土材料，并且使用比例超過30%。

無砂大孔混凝土。這種材料是在混凝土配置過程中，不使用細(xì)沙，利用水泥漿對粗骨料進(jìn)行膠結(jié)，硬化后會得到多孔隙材料，這些孔隙存在賦予無砂大孔混凝土特殊生態(tài)性能，使其能夠?qū)分斜容^常見的地下水破壞情況進(jìn)行改善，有助于公路路面的正常使用，延長使用壽命。

3.2.4 綠色能源利用

太陽能的利用。項目所處區(qū)域有豐富的太陽能資源，可以在服務(wù)區(qū)和收費站配備相應(yīng)的太陽能熱水器提供熱水，也可以為監(jiān)控設(shè)備提供電力支持，通過設(shè)置太陽能電池板的應(yīng)用，可以避免沿線鋪設(shè)供電線路問題，降低供電成本，同時保證沿線路燈和監(jiān)控設(shè)備的正常運行。

地源熱泵的利用。在項目所處區(qū)域存在淺層地下水，可以鉆進(jìn)成孔，埋設(shè)地下?lián)Q熱器，為沿線房建工程提供采暖和制冷服務(wù)。

3.3 運營維護(hù)階段

3.3.1 ETC 系統(tǒng)

作為智能交通系統(tǒng)中非常重要的組成部分，ETC 可以實現(xiàn)無人自動化收費，對比人工收費通道，在效率方面要高出5～10倍，減少了車輛的排隊等待時間以及燃料消耗。本項目沿線收費站均設(shè)置了ETC 車道，共26 條。

3.3.2 服務(wù)信息系統(tǒng)

以先進(jìn)的信息技術(shù)為支撐，做好各類數(shù)據(jù)資源整合工作，面向公眾出行需求，提供相應(yīng)的信息化服務(wù)，能夠顯著提升高速公路的運輸效率，減少或避免交通擁堵情況。在該項目中，建立了相應(yīng)的信息服務(wù)系統(tǒng)，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)以及出行信息等進(jìn)行整合，并借助多樣化服務(wù)手段，為公眾出行提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[5]。

4 結(jié)語

在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下，綠色公路成為公路工程施工建設(shè)的主要形式。對于公路建設(shè)部門，如何才能更好地推進(jìn)綠色公路建設(shè)，實現(xiàn)交通運輸行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，是一個亟待解決的問題。從全壽命周期角度，可以對綠色公路建設(shè)的相關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，為綠色公路建設(shè)提供指導(dǎo)，為綠色低碳交通運輸體系建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。