綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的應(yīng)用研究

言美忠 汪燕茹

浙江中路交通設(shè)計(jì)有限公司 浙江 嘉興 314000

1 綠色低碳理念

綠色理念是要保證生態(tài)環(huán)境可以得到切實(shí)的保護(hù)，繼而降低各種能源消耗量。在舊路改造中，貫徹綠色這一理念，可以將低碳目標(biāo)和生態(tài)理念二者合理地結(jié)合起來(lái)，這樣才能讓城市環(huán)境更符合人們的居住，給人民群眾提供了良好的交通環(huán)境[1]，為人們的出行提供了便利。具體而言，通過(guò)將節(jié)能技術(shù)，新能源以及材料等進(jìn)行科學(xué)合理運(yùn)用，來(lái)達(dá)到降低能源消耗和溫室氣體排放目的?？傊墙档湍茉聪牧浚档吞寂欧帕?，降低生態(tài)環(huán)境的污染，改善生態(tài)環(huán)境等。在舊城區(qū)道路改造中，推行“綠色”的概念，既能使低碳與生態(tài)相統(tǒng)一，又能使城市的環(huán)境更適合人類居住。其為廣大市民的出行創(chuàng)造一個(gè)良好的交通條件。具體來(lái)說(shuō)，是要通過(guò)科學(xué)、合理地利用節(jié)能技術(shù)、新能源、新材料等來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因此，在公路施工中要積極地把低碳思想貫徹到具體的工作中去。在舊路改造過(guò)程中，合理應(yīng)用綠色道路的設(shè)計(jì)，必須注重綠色環(huán)境。通過(guò)回收各類資源，減少能耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)舊路改造。

2 綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的意義

2.1 公路路線實(shí)際縱向坡度控制

在綠色公路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意道路的線型和構(gòu)造結(jié)構(gòu)的斷面設(shè)計(jì)，要有效控制橋梁與隧道的比例，并對(duì)其施工的難度和成本進(jìn)行有效的控制。同時(shí)，為了減少路面起伏，提高路面的高度，減少高速公路的行駛危險(xiǎn)，減少能源消耗。在道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡可能地避免連續(xù)長(zhǎng)大縱坡，以降低行駛時(shí)的能耗，并避免因縱坡度大而造成的頻繁出現(xiàn)。為保證我國(guó)的運(yùn)輸行業(yè)健康發(fā)展，必須加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的控制，從源頭上提升工程質(zhì)量。同時(shí)，在縱向坡度較大的區(qū)域，必須采用避險(xiǎn)車道、降溫車道和消能措施，并對(duì)道路運(yùn)行中出現(xiàn)的安全隱患和事故給予相應(yīng)的調(diào)節(jié)手段。

2.2 控制公路選線以及建設(shè)的基本要素

首先，在公路設(shè)計(jì)中，對(duì)道路的實(shí)際行駛里程進(jìn)行控制，盡量縮短道路行駛里程，既可以有效地控制道路行駛時(shí)間，又可以降低行駛時(shí)的油耗。在道路運(yùn)行和個(gè)人駕車的整個(gè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳排放的系統(tǒng)性控制。同時(shí)，公路設(shè)計(jì)要注重建設(shè)和施工的實(shí)際情況，以降低施工難度為目標(biāo)，減少設(shè)計(jì)時(shí)隧橋比偏大、邊坡過(guò)長(zhǎng)、地質(zhì)條件不良等問(wèn)題的發(fā)生，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮施工進(jìn)度、費(fèi)用、效益等綜合因素，以達(dá)到綠色工程、綠色公路的目的。

2.3 靈活設(shè)計(jì)公路選線

公路選擇要遵循綠色發(fā)展的思想，要根據(jù)地形、地貌等實(shí)際情況和地質(zhì)條件開展公路選線，做到節(jié)約能源、綠色行車是公路建設(shè)的基本方針。目前，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況下，選擇道路的原則是以節(jié)約能源為主，兼顧環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)際道路選擇中，首先要明確道路的方向，道路應(yīng)該盡量與山脈、江川、地形方向、起伏等吻合，做到道路選擇時(shí)不會(huì)強(qiáng)行拉直，也不會(huì)出現(xiàn)道路選擇時(shí)強(qiáng)行切掉地形等問(wèn)題，在數(shù)量上大幅度減少高填以及深挖等，整體控制邊坡高度，從更大范圍，更大體制上控制自然與生態(tài)系統(tǒng)改造與破壞。從功能工程、主體工程、防護(hù)工程等方面全面減少道路施工和運(yùn)營(yíng)中的能源消耗和二氧化碳排放量。

3 舊路工程概況

某舊路工程由于運(yùn)輸規(guī)模比較大，隨著重載車輛的不斷增多，原有的舊路已經(jīng)無(wú)法滿足交通和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在此背景下，對(duì)交通和城市的發(fā)展提出了更高的要求，必須對(duì)舊路進(jìn)行改造。改建后的舊路工程全長(zhǎng)達(dá)21.835km，具體設(shè)計(jì)為雙向車道的一級(jí)公路，通過(guò)集鎮(zhèn)路段設(shè)計(jì)速度每小時(shí)達(dá)60km，設(shè)計(jì)速度每小時(shí)達(dá)80km，全線寬達(dá)37.2m，橋涵設(shè)計(jì)的汽車荷載等級(jí)達(dá)公路-I級(jí)。

4 綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的具體應(yīng)用

本項(xiàng)目為舊路改造項(xiàng)目，針對(duì)公路建設(shè)中的關(guān)鍵地段，按新建設(shè)項(xiàng)目的核心要求進(jìn)行詳細(xì)建設(shè)。包括橋梁、路基路面、涵道等，以及對(duì)原有的瀝青路面進(jìn)行強(qiáng)化，既要保證路面的承載能力，又要保證道路的行駛和舒適性。對(duì)于舊路的鋪設(shè)，必須嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的成果，采用瀝青路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序，結(jié)合實(shí)際的施工條件。根據(jù)分析數(shù)據(jù)可以看出，舊路的承載能力很高。另外，對(duì)舊路的破損狀況進(jìn)行細(xì)致調(diào)研和分析，采取有效防治對(duì)策，以保證道路工程的安全運(yùn)行。

4.1 應(yīng)用通道資源以降低資源的應(yīng)用量

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有公路工程現(xiàn)狀的綜合分析，可以看出該工程的地基具有較高的強(qiáng)度和較高的干燥性。所以，在公路施工中[4-5]，必須做好新舊道路的治理。路面具有很大承載能力，對(duì)舊路面進(jìn)行碾壓，然后重新覆蓋，可以達(dá)到特殊的設(shè)計(jì)需求。所以，在公路建設(shè)中，做好舊路的施工工作，既可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，又可以節(jié)約工程造價(jià)。同時(shí)，也能提高公路的壽命，給居民帶來(lái)更為安全、舒適的交通環(huán)境。為提高舊路使用中的改善率，對(duì)舊路的平縱設(shè)計(jì)要根據(jù)舊路的實(shí)際情況，并與線路設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合；選擇了平縱指數(shù)，對(duì)已有的渠道資源進(jìn)行了綜合利用，其表現(xiàn)為：

（1）在方案的規(guī)劃上，為了提高改建道路的合理性，減少對(duì)舊路的資源的耗用，舊路的規(guī)劃要盡量符合舊路的規(guī)劃。對(duì)原有道路兩側(cè)進(jìn)行適當(dāng)拓寬，這種方案可以在一定程度上降低改建時(shí)占用空間，提高改建的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，從而為廣大市民營(yíng)造一個(gè)優(yōu)良的運(yùn)輸條件。

（2）按照舊路改建方案，縱斷面設(shè)計(jì)要充分考慮舊路縱坡度，在滿足規(guī)范的前提下，適當(dāng)減少斜坡長(zhǎng)度。

（3）利用舊路工程實(shí)際長(zhǎng)度達(dá)21.838km。

4.2 充分利用通道資源對(duì)路基路線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

在公路路基路面改造中采用綠色公路設(shè)計(jì)，應(yīng)著重于路基的強(qiáng)度和狀況，而在實(shí)際設(shè)計(jì)階段，還要考慮路面承載能力。通過(guò)對(duì)線路平面規(guī)劃和立面設(shè)計(jì)的合理指標(biāo)和參數(shù)的選取，確保改造設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際需求相一致，以提高舊路的利用率，并充分利用信道資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

首先，在進(jìn)行改建方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須從原有的線路形式和設(shè)計(jì)內(nèi)容出發(fā)，以最大程度地優(yōu)化新的設(shè)計(jì)線路與原有的線路形式?？梢圆捎脙蓚?cè)的拓寬來(lái)減少新的占用。此外，為了保證道路的安全和暢通，在原有的路線上，應(yīng)當(dāng)將原有的道路向兩側(cè)擴(kuò)展。其次，根據(jù)舊路改建方案需要充分發(fā)揮原有道路建設(shè)結(jié)構(gòu)的特性，在滿足規(guī)范要求的情況下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，減少坡長(zhǎng)，有效地利用渠道的資源；再次，合理布置走廊，盡可能選擇在拆遷較少的區(qū)域，以保證后續(xù)工程的順利、有序進(jìn)行。因此，要根據(jù)工程實(shí)際，降低工程建設(shè)的難度，提高選線的靈活性，防止高填深開挖，減少能源消耗，保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境；同時(shí)，要強(qiáng)化交通組織設(shè)計(jì)，保證道路的通暢；保證了交通的安全，達(dá)到了能源和環(huán)境保護(hù)的目的。最后提出了對(duì)高速公路縱坡進(jìn)行科學(xué)的控制，以減少橋梁與隧道的比例，減少縱坡，減少車輛在行駛時(shí)的能量消耗過(guò)大而造成的安全事故。通過(guò)設(shè)置消能設(shè)備，保證車輛運(yùn)行的安全。

要確保設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)與原來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、線路等高度協(xié)調(diào)，推動(dòng)新技術(shù)、新工藝的開發(fā)、新材料的應(yīng)用，始終堅(jiān)持以“安全耐用、利用資源、節(jié)能環(huán)保、智能分享”四個(gè)理念來(lái)開展。因此，今后還需要深入地對(duì)各類技術(shù)方法進(jìn)行深入探討，要真正做好新老道路的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)特性的配比和配比技術(shù)，在道路工程中起到示范和帶頭的作用。在改善交通條件的前提下，加強(qiáng)城市綠化建設(shè)，合理設(shè)置道路兩旁綠地，改善環(huán)境品質(zhì)[6]。

4.3 通過(guò)舊路廢舊材料再進(jìn)行混合攤鋪加工

舊路改建的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物料，如污水管道、舊路擋墻以及瀝青路面開挖料等，這些都具有強(qiáng)度高、耐水性好等特點(diǎn)，屬于可再生資源。在這一背景下，舊路廢棄物料的回收利用還需要得到充分的開發(fā)，既能節(jié)約原材料，又能有效地達(dá)到環(huán)保等目的。路面基層可以采用瀝青混合料，處理已拆除的水穩(wěn)碎石，混凝土面板等作為路基的填充物和基底的更換，瀝青混合料的鋪面處理，需要采取措施將瀝青混合料轉(zhuǎn)變成液體；攤鋪機(jī)在均勻、連續(xù)的情況下，還應(yīng)減少混合料的離析，有效地改善道路的整體性，提高舊道路的廢棄物料的利用率，有效地實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約，有利于減少工程項(xiàng)目的總投資，防止重復(fù)出現(xiàn)資源浪費(fèi)。

舊路工程廢料統(tǒng)計(jì)，工程主要廢舊材料如下：舊路工程擋墻總計(jì)2676.86m3，挖掘舊瀝青路面總計(jì)41481.9m3，雨污水管道開挖量總計(jì)24385.9m3，緣石水泥砼路面總計(jì)13482.8 m3，舊橋涵拆除總計(jì)4931.59m3。

從對(duì)舊路上被破壞的各類物資的檢查來(lái)看，這些廢棄的物料整體的硬度要高得多。因此，廢水的穩(wěn)定度很高，在新道路建設(shè)中，可以回收使用。針對(duì)公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢舊石材，可以通過(guò)粉碎再混合獲得可回收的骨料，再與水泥、砂等原料按照一定的比例混合，制成一種新的建材，以達(dá)到公路修復(fù)工程中廢舊材料的回收。已建好的瀝青混凝土鋪裝工程中，可以利用可回收的骨料取代一部分自然石材作為鋪面材料，從而在不影響其外觀美感的前提下，保持原路面的正常使用。此外，還對(duì)舊路工程中的銑刨瀝青混合料、水穩(wěn)碎石以及橋涵工程結(jié)構(gòu)、防護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了拆卸，這種材料能夠滿足新、改擴(kuò)建工程建設(shè)的需求，為人們的出行創(chuàng)造了一個(gè)有利的條件，可減少各種新型物料使用，具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 積極做好建筑垃圾回收和現(xiàn)有設(shè)施重復(fù)利用工作

對(duì)于公路的建設(shè)，在前期施工中常常要通過(guò)集鎮(zhèn)路段，并且在一定程度上存在著城市化嚴(yán)重問(wèn)題，產(chǎn)生填土、建筑垃圾等一系列問(wèn)題。就建筑廢棄物而言，整體結(jié)構(gòu)松散，缺乏系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以住宅為中心。因此，要達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，必須充分考慮高速公路建設(shè)項(xiàng)目周邊的環(huán)境，在不具備良好的土壤條件下，能夠?qū)⒔ㄖ糜诼坊奶钪7]，既符合節(jié)約資源的要求，又能兼顧環(huán)保、和諧的目標(biāo)。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行有效的利用，盡量減少重復(fù)投資。

對(duì)待改建的高速公路項(xiàng)目進(jìn)行分析，舊路項(xiàng)目通過(guò)集鎮(zhèn)段，路旁的城市化現(xiàn)象十分突出，這一段存在著大量的人造土壤。填埋方式主要是填土，垃圾為輔，建筑垃圾三大類，每一層的實(shí)際土層均應(yīng)為0.7～3.9m。而填料是最主要的成分。這三個(gè)階段中，建筑廢棄物的構(gòu)造比較松散，整體的穩(wěn)定性較低，這一塊位置多在原來(lái)的房屋施工項(xiàng)目中。由于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)戶對(duì)建筑廢棄物的處置技術(shù)和管理水平不高，導(dǎo)致工程建設(shè)不僅沒有效果，而且對(duì)周圍的環(huán)境也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。通過(guò)對(duì)該工程的基本情況進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)該工程周邊地勢(shì)平坦，缺少合適的土壤開采條件；在老公路改造過(guò)程中，為了減少資源化和保護(hù)生態(tài)，必須采用建筑廢棄物；利用建筑廢料作為老公路改建的原料。通過(guò)對(duì)工程實(shí)踐的分析，指出了建筑廢棄物是一種優(yōu)良的自然集料，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囂幚?，可以作為道路的基礎(chǔ)或地基的填充物。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，舊路改建項(xiàng)目由于長(zhǎng)時(shí)期的車流量很大，會(huì)有大量的重型車輛經(jīng)過(guò)，因此，重型汽車會(huì)提高道路的品質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)舊路改造期間的施工質(zhì)量進(jìn)行全面的控制，在對(duì)施工廢物進(jìn)行再生處理之后，只在新建道路上使用。

（1）有管網(wǎng)再利用

本項(xiàng)目包括雨水管道和污水管道，總長(zhǎng)度為6.201公里。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況合理設(shè)計(jì)出道路縱斷面，并對(duì)原有的雨水管道和污水管道特性和大小進(jìn)行分析。經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了初步的計(jì)算，認(rèn)為原有的雨水管道和污水管道全部能達(dá)到項(xiàng)目的要求，故對(duì)原有道路進(jìn)行改建，能在原有道路上直接使用雨水管道和污水管道，無(wú)需新建管道。

（2）綠植再利用

根據(jù)舊路原有綠化植物狀況分析，可發(fā)現(xiàn)在原有路段上種植著數(shù)量眾多、種類繁多、規(guī)格一致、且生長(zhǎng)良好、可達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境目的的綠化植物。舊路改造中，可對(duì)原有公路工程附近栽植綠色植物加以利用，原路栽植值大量女貞，側(cè)柏，紫葉李多種植物。根據(jù)舊路改造的現(xiàn)狀，為使現(xiàn)有綠植得到合理運(yùn)用，發(fā)揮其應(yīng)有的功能，實(shí)現(xiàn)綠植再利用，可采用以下措施：首先，對(duì)改建舊路路基雙側(cè)綠化所施加喬木可利用女貞原苗木，利用原有苗木實(shí)現(xiàn)新建公路改造的基礎(chǔ)上，降低綠化植物運(yùn)輸成本。其次，針對(duì)側(cè)分帶綠化帶可利用觀賞性強(qiáng)的紫葉李。

通過(guò)對(duì)舊路原有綠化植被現(xiàn)狀的剖析可以看出，在原來(lái)的道路上種植著數(shù)量眾多、種類繁多、規(guī)格一致的樹種生長(zhǎng)良好，可達(dá)到改善生態(tài)和環(huán)境作用的綠化樹種。在舊路的改建中，可以在原來(lái)的道路上種植綠化，并在原來(lái)的道路上種植許多的側(cè)柏、女貞以及紫葉等。針對(duì)舊路改建的實(shí)際情況，為了充分利用已存在的綠化植物，充分發(fā)揮其作用，達(dá)到綠化再生的目的?？刹扇∪缦碌姆椒ǎ旱谝?，在老道路兩側(cè)的綠化中應(yīng)用喬木，可使用原樹種，并在現(xiàn)有的苗木基礎(chǔ)上，完成新道路的改造，從而減少綠化植株的運(yùn)輸費(fèi)用；第二，在側(cè)分帶綠地中可以充分發(fā)揮觀賞價(jià)值的紫葉李。

5 總結(jié)

總而言之，舊路改造是一個(gè)較為復(fù)雜的工作，在進(jìn)行的實(shí)際操作中，對(duì)施工的計(jì)算有很高的要求。因此，要充分考慮到舊路的檢查力度，以平縱指標(biāo)為基礎(chǔ)，最大限度地利用舊有的道路資源，進(jìn)而降低新建道路建設(shè)的土地，并在改造時(shí)投入資金，降低項(xiàng)目成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。在舊道路改造中，會(huì)產(chǎn)生大量的可再生資源和廢舊物料，在確保道路工程質(zhì)量達(dá)到要求的情況下，對(duì)各類廢物進(jìn)行合理的處理，減少各種廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。