基于生態(tài)環(huán)保理念的綠色公路建設(shè)探索與實踐

摘要 交通運(yùn)輸行業(yè)是節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要領(lǐng)域，全面推進(jìn)綠色公路建設(shè)是我國公路發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是實現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。該文基于生態(tài)環(huán)保理念，系統(tǒng)總結(jié)綠色公路的內(nèi)涵及特征，分析國內(nèi)外綠色公路建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀，指出綠色公路建設(shè)發(fā)展存在的問題，提出綠色公路壽命周期內(nèi)規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、養(yǎng)護(hù)運(yùn)營階段的綠色建設(shè)措施，為綠色公路建設(shè)提供理念指引、技術(shù)參考和管理借鑒，為生態(tài)文明和交通強(qiáng)國建設(shè)提供有力的支撐保障。

關(guān)鍵詞 生態(tài)環(huán)保；綠色公路；全壽命周期；智能照明；智慧供電

中圖分類號 U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0169-03

0 引言

目前，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和已經(jīng)成為交通可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)，也對交通運(yùn)輸綠色低碳行動提出了更高的要求。建設(shè)交通強(qiáng)國要求堅持新發(fā)展理念，構(gòu)建“安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)”的現(xiàn)代化綜合交通體系。公路建設(shè)與土地、環(huán)境等資源要素息息相關(guān)，推進(jìn)綠色公路建設(shè)，不僅要求注重公路本身經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性，還應(yīng)更加注重安全、耐久、節(jié)約、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的多目標(biāo)最優(yōu)和多系統(tǒng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，是踐行生態(tài)文明理念和實現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措，具有十分重要的意義。

1 綠色公路的內(nèi)涵特征

1.1 綠色公路的內(nèi)涵

綠色公路作為綠色交通的子概念，是指與交通系統(tǒng)中其他因素（車、人等）以及交通系統(tǒng)外諸因素具有和諧關(guān)系的公路。

綠色公路發(fā)展理念是貫徹新發(fā)展理念在新時期的拓展提升和集成應(yīng)用。綠色公路是按照高質(zhì)量發(fā)展要求，采用系統(tǒng)論方法，在公路全壽命周期內(nèi)，統(tǒng)籌公路質(zhì)量、運(yùn)行效率和生態(tài)影響之間的關(guān)系，貫穿公路規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)全過程，通過理念提升、技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)管理，因地制宜優(yōu)選工程方案，精心設(shè)計實施，提升工程品質(zhì)，完善服務(wù)功能，提高運(yùn)行效率，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益和諧可持續(xù)發(fā)展的公路建設(shè)工程[1]。綠色公路主要內(nèi)涵可歸納為“全壽命、全要素、全方位”“低消耗、低排放、低污染”“高效能、高效率、高效益”。

1.2 綠色公路的特征

（1）全壽命周期

綠色公路發(fā)展要涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)，注重公路全壽命周期統(tǒng)籌考慮。在路線總體方案比選過程中，綜合考慮建、管、養(yǎng)一體化，將項目的營運(yùn)成本、養(yǎng)護(hù)便利性、社會通行成本、對耕地的占用等作為決策的重要依據(jù)。

（2）全領(lǐng)域

綠色公路發(fā)展要涵蓋資源能源集約節(jié)約、降低污染物排放、保障生態(tài)友好、運(yùn)行順暢高效等各方面。在技術(shù)方案決策過程中，充分考慮全領(lǐng)域的綠色公路建設(shè)需求，對方案的資源占用、廢棄材料的重復(fù)利用、施工過程的節(jié)能及污染控制、施工完成后的邊坡及便道復(fù)綠等均要明確相關(guān)要求。

（3）全要素

綠色公路發(fā)展要包5RScBkZor/BS9VJK8dF8/RcQmQsagPbBrkCKazTnxf8=含道路本身及周圍自然環(huán)境在內(nèi)的各要素，包括土地、能源、材料、大氣、水環(huán)境、聲環(huán)境等。要在建設(shè)過程中綜合考慮各方面要素，將“安全、耐久、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展”的綠色要求貫徹到公路建設(shè)設(shè)計施工全過程。

（4）全視域

綠色公路的發(fā)展不僅要保證內(nèi)在的綠色，還要保證呈現(xiàn)的建設(shè)效果、視域范圍內(nèi)的全綠色，提高公眾的直觀認(rèn)可度。為此，要以“科學(xué)規(guī)劃、精心設(shè)計、同步實施、全面營造”的實施原則，推動項目的微地形景觀打造，重點對路塹上邊坡、路堤下邊坡、路側(cè)、主線中分帶、隧道、橋梁、互通立交區(qū)、服務(wù)區(qū)及停車區(qū)等工點微地形景觀進(jìn)行差異化打造。

2 國內(nèi)外綠色公路建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外綠色公路建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

美國在公路建設(shè)時緊緊圍繞綠色理念，提出了“公路設(shè)計靈活性”的新理念。德國、法國、瑞士等國家公路在建設(shè)過程中注重公路景觀設(shè)計，對公路全壽命周期各環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，有效保障了公路的長期社會經(jīng)濟(jì)效益。日本先后制定了《公路綠化技術(shù)基準(zhǔn)》《高速公路綠化技術(shù)五年規(guī)劃》和《立體綠化技術(shù)》，被世界各國廣泛參考和借鑒。在邊坡防護(hù)方面，加拿大和美國普遍采用各種柔性支護(hù)等綠化措施來取代漿砌片石等破壞自然環(huán)境的技術(shù)。澳大利亞也將生態(tài)學(xué)原則貫徹在道路設(shè)計過程中，保護(hù)生物多樣性。新加坡在水泥混凝土路面建造時留出小洞穴讓雜草生長，一方面減少塵土污染，另一方面可降低路面熱輻射。

隨著時代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，國外綠色公路發(fā)展已經(jīng)由早期的普通道路綠化發(fā)展到風(fēng)景道或景觀的生態(tài)綠化，更注重交通附屬設(shè)施、道路景觀與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)結(jié)合。

國外在評價體系方面開展綠色建筑研究較早，公路建設(shè)的評價雖起步較晚，但是發(fā)展比較迅速，近年來圍繞綠色建筑和綠色公路已形成多個成熟評估體系，對我國綠色公路后續(xù)評價體系指標(biāo)，具有很好的借鑒和參考作用。美國的Green roads評價體系，用于對不同道路項目進(jìn)行排名、評分和比較，使其整體績效比一般道路項目更具可持續(xù)性；Envision評級體系，通過應(yīng)用更加可持續(xù)的技術(shù)和方法來提高基礎(chǔ)設(shè)施的性能和可行性；INVEST評價體系，綜合從社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境三方面界定了道路的綠色發(fā)展特性。

2.2 國內(nèi)綠色公路發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國綠色公路建設(shè)處于深化時期，從理念轉(zhuǎn)變到規(guī)模提升，從技術(shù)升級到管理模式目前都取得了顯著成效。《關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》（交辦公路〔2016〕93號）提出：要嚴(yán)格保護(hù)土地資源，科學(xué)選線、布線，高效利用沿線土地，研究推廣綠色核算體系與綠色發(fā)展評價等一系列措施，有效提升了公路綠色發(fā)展水平，并在全國分三批啟動了33個綠色公路典型示范工程建設(shè)，開展工程實踐探索。綠色公路建設(shè)類型上實現(xiàn)了由單一化到集群化、小而精到大而全的規(guī)?；嫱黄?。

隨著綠色公路建設(shè)的不斷深入，我國在公路全壽命周期內(nèi)堅持生態(tài)環(huán)保、綠色發(fā)展理念，在確保安全耐久、質(zhì)量優(yōu)良的前提下，綜合考慮規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工和養(yǎng)護(hù)管理全過程的資源能源消耗、污染排放控制、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、公路功能拓展及服務(wù)水平提升等要求，實施綠色規(guī)劃與設(shè)計、綠色施工與養(yǎng)護(hù)，建管養(yǎng)并重，有效提升了公路全壽命周期內(nèi)的綠色發(fā)展水平。

綠色公路技術(shù)創(chuàng)新向低碳化、綠色化、智能化、清潔化轉(zhuǎn)變。一批新能源、新材料、新裝備和新工藝投入使用，公路碳匯建設(shè)、水氣污染防治、路域環(huán)境生態(tài)修復(fù)、野生動物通道設(shè)置、綠色服務(wù)區(qū)旅游服務(wù)功能提升、公路信息化智能化等研發(fā)高效提速，BIM技術(shù)應(yīng)用、太陽能光伏發(fā)電、綠色智能照明等節(jié)能技術(shù)廣泛推廣，自動裝配化施工、敏感水體路段的徑流收集處置、清潔和可再生能源利用等技術(shù)投入應(yīng)用，為深化綠色公路建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)[2]。

3 綠色公路建設(shè)存在的問題

盡管近年來綠色公路發(fā)展取得了顯著成果，但與綠色發(fā)展的更高要求相比，與人民日益增長的美好出行需要相比，還存在差距和不足。

3.1 綠色公路治理體系不夠完善

綠色公路治理體系和治理能力建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展存在差距，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系還不完備，統(tǒng)一的評價體系尚未建立健全，跨部門跨區(qū)域協(xié)同推進(jìn)機(jī)制還不完善，導(dǎo)致在工程建設(shè)實施過程中，綠色公路建設(shè)方案實際落實與預(yù)期計劃存在差距。綠色公路科技創(chuàng)新研發(fā)能力和推廣應(yīng)用水平還有待進(jìn)一步提升，市場化、產(chǎn)業(yè)化水平還不高，綠色公路發(fā)展能源資源利用效率低，生態(tài)環(huán)境保護(hù)總體水平有待提高。

3.2 綠色公路監(jiān)管機(jī)制不夠健全

綠色公路建設(shè)涉及規(guī)劃、設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)等多個環(huán)節(jié)，監(jiān)管工作與這些環(huán)節(jié)銜接不夠緊密，全壽命周期內(nèi)監(jiān)管機(jī)制不健全，這導(dǎo)致監(jiān)管工作難以貫穿綠色公路建設(shè)的全過程，難以形成有效的閉環(huán)管理。同時，監(jiān)管與規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)的溝通協(xié)作不夠，影響了監(jiān)管工作的針對性和有效性。在公路規(guī)劃設(shè)計階段，缺乏對施工現(xiàn)場的能源利用、資源節(jié)約和環(huán)境污染情況的監(jiān)管；在綠色公路建設(shè)階段，對環(huán)保的量化監(jiān)管依靠環(huán)境監(jiān)測單位報告的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，對于出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境破壞問題無法提供科學(xué)有效的解決方案。

4 全壽命周期內(nèi)綠色公路建設(shè)措施

綠色公路建設(shè)應(yīng)圍繞全壽命周期理念，在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)全過程大力開展創(chuàng)新研發(fā)，推廣新技術(shù)、新材料、新工藝、新能源的研究應(yīng)用，在不同階段采取相應(yīng)的建設(shè)措施。

4.1 規(guī)劃設(shè)計階段

4.1.1 合理規(guī)劃，科學(xué)選線

實現(xiàn)工程量控制與降低施工能耗相統(tǒng)一，貫徹環(huán)保選線、節(jié)能選線、節(jié)材選線理念。盡量保持路線布設(shè)與地形相協(xié)調(diào)，減少高填深挖，充分利用自然光、自然通風(fēng)條件，降低運(yùn)營期照明、通風(fēng)的能耗，實現(xiàn)行車舒適與運(yùn)營節(jié)能有效結(jié)合，充分利用地形，減少材料消耗。

4.1.2 加強(qiáng)環(huán)保，自然協(xié)調(diào)

將生態(tài)環(huán)保理念貫穿工程規(guī)劃設(shè)計全過程，充分考慮環(huán)境景觀要求，減少植被破壞和水土流失，注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、恢復(fù)和利用。路線設(shè)計著重考慮與地形的有效結(jié)合，使路線平縱面線形連續(xù)流暢，強(qiáng)調(diào)路基填高和挖深的合理控制以及邊坡的防護(hù)綠化形式，加強(qiáng)橋隧、立交等構(gòu)造物結(jié)構(gòu)形式與周圍自然環(huán)境適用協(xié)調(diào)[3]。

4.1.3 優(yōu)化路線，節(jié)約土地

路線方案在滿足路線設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時，要進(jìn)行優(yōu)選比選，選取最大化節(jié)約土地的方案?？山Y(jié)合地質(zhì)和其他環(huán)境條件，在不同路段選取不同方案。為進(jìn)一步減少工程占地，在充分考慮水土保持、環(huán)境保護(hù)、工程成本等因素基礎(chǔ)上，采取路基改橋梁優(yōu)化方案，達(dá)到節(jié)約土地的目的。

4.2 建設(shè)施工階段

4.2.1 加強(qiáng)植被保護(hù)和表土利用

利用遙感解譯技術(shù)，對公路路線經(jīng)過區(qū)域的植被和土壤情況做整體勘測，針對不同類型植被提出針對性保護(hù)對策，通過多次控制性和精細(xì)化清表施工，減少清表施工擾動面積，使土層植被和土壤資源得到最大限度的保護(hù)，同時被清除的表土和植被在后期生態(tài)過程中進(jìn)行充分再利用。

此技術(shù)特點可減少對原生植被破壞，實現(xiàn)工程綠化與原生植被和諧過渡。通過利用清除的表土對邊坡和臨時用地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，降低了對土壤資源的大幅浪費(fèi)，有效快速實現(xiàn)自然環(huán)境恢復(fù)。在第一次清表施工時，在路中線兩側(cè)設(shè)計路面寬度范圍內(nèi)進(jìn)行，然后擴(kuò)展至路面寬度范圍外直至坡腳線處，最后，坡腳線與坡口線外至征地界處嚴(yán)禁破壞和擾動，根據(jù)需要人工開挖截水溝；清表過程中對土質(zhì)較好的表土資源就近選擇臨時存放地點，進(jìn)行集中存放再利用。

4.2.2 采用溫拌瀝青混合料路面技術(shù)

溫拌瀝青混合料在公路工程中得到越來越多地采用，尤其適合在寒區(qū)瀝青路面施工中應(yīng)用。這種混合料在道路面層瀝青混合料中加入溫拌改性劑，使瀝青混合料的拌和溫度及攤鋪溫度大幅降低。加入溫拌劑的瀝青混合料，既能保證建設(shè)規(guī)范要求的路用性能又可以滿足生態(tài)環(huán)保要求的降耗減排。

該技術(shù)通過降低瀝青混合料的施工溫度，降低能量消耗，有效減少有毒物質(zhì)的排放，減輕施工過程中有害氣體對施工人員的傷害；減小瀝青膠結(jié)料在生產(chǎn)過程中的老化程度，可較快開放交通，延長施工季節(jié)，在寒區(qū)及較冷的氣候條件下也可施工，滿足節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保的趨勢及要求。

4.3 養(yǎng)護(hù)運(yùn)營階段

4.3.1 應(yīng)用隧道光伏智能照明技術(shù)

隧道光伏智能照明技術(shù)是一種結(jié)合光伏技術(shù)與智能照明控制系統(tǒng)的先進(jìn)應(yīng)用。通過光伏板將光能轉(zhuǎn)化為電能，為隧道照明提供清潔、可再生的能源。這種技術(shù)的特點及核心是通過光照傳感器、交通流量檢測器等設(shè)備，讓系統(tǒng)可以實時感知隧道內(nèi)的光照強(qiáng)度、交通流量等信息，并根據(jù)這些信息自動調(diào)整照明設(shè)備的亮度、色溫等參數(shù)。這種智能控制方式不僅可以滿足隧道內(nèi)不同時段、不同交通狀況下的照明需求，還可以有效避免過度照明和能源浪費(fèi)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

這種能源利用方式不僅減少了對傳統(tǒng)電力的依賴，降低了碳排放，而且通過智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對照明設(shè)備的精準(zhǔn)控制，從而提高了能源利用效率，降低了運(yùn)營成本，同時也為隧道內(nèi)的行車安全提供了有力保障。與傳統(tǒng)公路隧道照明系統(tǒng)相比，具有安全、節(jié)能和低成本的優(yōu)勢。

4.3.2 建立公路養(yǎng)護(hù)管理智能決策系統(tǒng)

通過開發(fā)基于遙感影像圖以及矢量化影像圖的地理信息平臺，建立養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)與地理位置數(shù)據(jù)的空間拓?fù)潢P(guān)系，使養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)查詢更加便捷、開展路面狀況評價、預(yù)測、決策的模型研究，提升管理者的路面養(yǎng)護(hù)維修方案與資金利用水平，使養(yǎng)護(hù)決策客觀、科學(xué)。開發(fā)從移動手持端至電腦端的跨平臺系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加符合養(yǎng)護(hù)管理工作實際。

該技術(shù)可利用地理信息平臺的空間拓?fù)潢P(guān)系，為數(shù)據(jù)查詢提供便利，節(jié)約了人力資源與資金，提高了管理與決策效率，為公路養(yǎng)護(hù)信息化提供了充足的技術(shù)支持。促進(jìn)養(yǎng)護(hù)管理工作更加高效開展，養(yǎng)護(hù)部門科學(xué)安排養(yǎng)護(hù)維修施工流程，使施工機(jī)械、施工材料的安排和采購更加合理，節(jié)約大中修養(yǎng)護(hù)成本，生態(tài)環(huán)境效益顯著。

4.3.3 利用分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)

分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)是在公路監(jiān)控外場設(shè)施、道路（隧道）照明等供配電系統(tǒng)中，實施降低線損、無功補(bǔ)償、照明調(diào)壓和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能。分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)供電質(zhì)量穩(wěn)定、線路壓降小、電壓穩(wěn)定，可延長LED燈等設(shè)備的使用壽命。分布式智慧節(jié)能供電技術(shù)保障優(yōu)質(zhì)供電的同時，對系統(tǒng)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，大大降低系統(tǒng)的無功損耗，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。

分布式智慧供電節(jié)能系統(tǒng)功能主要有上下端電源智能通信和控制、上端電源柜多路輸入功能、不間斷電源、緊急電力供給電源功能、隔離變壓器功能和系統(tǒng)功率因數(shù)補(bǔ)償功能。主要設(shè)備包括上端電源柜、下端電源箱和供電電纜。該系統(tǒng)在降低工程造價的同時，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

5 結(jié)論

綠色公路建設(shè)在實踐過程中，探索了一系列新的技術(shù)和經(jīng)驗，建設(shè)理念不斷提升，技術(shù)水平不斷提高，管理模式不斷進(jìn)步，在全壽命周期內(nèi)貫徹綠色發(fā)展理念已成為公路建設(shè)的重點。深化綠色公路建設(shè)，在規(guī)劃設(shè)計階段要堅持科學(xué)優(yōu)化選線，在建設(shè)施工階段要注重資源集約節(jié)約再利用，在養(yǎng)護(hù)運(yùn)營階段要加強(qiáng)綠色智能技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步實現(xiàn)公路建設(shè)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。

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