浅析绿色公路设计理念及应用

■刘必炜

（福州路信公路设计有限公司，福州 350002）

0 引言

“十三五”及未来较长一段时期，我国公路仍将处于大力发展的战略时期。面对日益严峻的土地、用海、能源等资源约束和不断加大的生态环境压力，公路发展不能再依靠大规模建设、粗放扩能方式解决，必须坚持低消耗、低排放、低污染、高效能的发展理念，探索并加快推进绿色公路建设。近日，交通运输部印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》，省级公路部门也相应制定《普通干线绿色公路建设实施细则》，明确提出了绿色公路建设中资源节约、提高能效、控制排放和环境保护等内容（如图1所示），要求将绿色循环低碳发展理念在交通建设领域中体现，尤其在项目设计阶段加以贯彻落实。

图1 绿色公路建设涵盖的内容

1 设计工作在绿色公路建设过程中的重要性

在工程建设项目中，设计工作是核心，针对性的设计理念将决定工程建设成型的方向，优秀的设计将直接用于指导现场施工，绘制建设蓝图。工程设计环节不仅影响建设项目的造价、质量、建成后产生的社会效益等方面，更是整个工程建设理念的体现。将生态、节能、环保、创新、经济的思路始终贯穿于绿色公路建设工程中，无论从前期路线方案，到中期精细化设计，再到后期附属设施建设及运营维护方案的确定，是否遵循绿色交通、科学设计的理念，是决定绿色公路建设成败的关键。

2 绿色公路设计案例分析

2.1 项目概况

某新建国道项目位于福州市永泰县境内。起点位于永泰县葛岭镇濑下村，连接现有的203省道，路线向西跨越大樟溪后沿大樟溪河岸布设，终点位于葛岭镇台口村，与规划的永泰三环路相接，路线全长约10.3km。项目采用双向四车道一级公路兼市政功能设计标准。项目建成后将方便沿线村镇的车辆便捷地连接高速公路及其他现有路网，有利于缓解203省道的交通压力，促进县区与市区紧密联系，为永泰县发展休闲旅游业提供便捷交通条件。

2.2 建设区域环境

项目建设区域年平均气温18.9℃，年平均降水量1500mm，受高差影响，立体气候明显，区内光能充足，热量丰富，雨水充沛。区域内山清水秀、空气清新、生态环境保护良好，可供开发的旅游资源非常丰富，特别适合近郊游、休闲度假游。

3 绿色公路设计思路及应用

本项目旨在深入开展“绿色品质工程”创建并结合交通部《关于实施绿色公路建设的指导意见》，立足绿色公路基本特征，从路线、路基路面、桥梁、隧道、绿色景观、房建设计等方面落实绿色公路建设具体要求，将本项目打造成绿色公路品质工程示范项目作为最终目标。

3.1 总体设计

项目总体设计全面贯彻“绿色、科学、创新、节能、环保”的设计理念，做到尽可能少占或不占用基本农田、尽量减少建筑物拆迁，最大限度地保护周边生态环境，促进县区旅游业发展及沿线土地开发利用，做到公路建设与自然景观完美结合。

3.2 路线设计

路线设计依托航拍影像、设计软件工具及外业调查基础数据，根据地勘资料成果，贯彻科学选线、合理选线、生态选线理念，路线设计着眼区域大范围的路网关系，注重路网衔接的顺畅通达。初步设计推荐K线（葛岭濑下至溪南路段）如图2所示，避开原有省道203，避免施工期间对现有省道203行车安全的不利影响，同时避免了九级路堑边坡的开挖，并避免侵占省道沿线的农田，降低了对环境的破坏；此外，推荐K线方案跨大樟溪大桥与大樟溪基本垂直，最大限度地降低了桥梁建设对大樟溪防洪排涝的影响。

图2 葛岭濑下至溪南路段选线示意图

临溪路段（下道至风埕尾段）如图3所示，通过平、纵指标的合理选用，避开水利岸线，做到既贴近大樟溪又不占用其水利岸线，有效利用大樟溪的自然景观，同时保护沿线的生态环境。

图3 下道至风埕尾路段选线示意图

3.3 路基、路面设计

路基设计主要从边坡防护设计、排水设计、土石方平衡等方面实现绿色、生态、环保设计目标，同时统筹资源利用，实现集约节约，大力推行废料再生循环利用。

3.3.1 边坡防护设计

在确保边坡安全稳定前提下，尽量采用轻型绿色防护，如锚杆镀锌网植草灌、CF网植草防护等方式，并选用适宜的物种种植，注重草、灌、乔的搭配，尽量做到与周边生态环境相融合、相协调。

3.3.2 路基路面排水设计

采用防、排、疏结合，并与路基防护、地基处理等其他处治措施相互协调，结合地形和天然水系，合理布设排水设施方案，形成完善的排水系。根据区域特点、降雨强度等对路面及边坡坡面进行设计径流计算，分区段确定水沟的尺寸，本项目将大力推广绿色碟型沟设置。

3.3.3 土石方调配设计

将“零弃方”理念贯彻到设计和施工阶段，实现土石方的内部消化，减少对周围环境的破坏。本项目存在一定弃方，但沿线规划项目众多，土地资源珍贵，作为生态绿色公路，不应为了弃土造成生态破坏，因此对于弃土场的位置应慎重选择。通过对沿线地形、地貌及相关规划资料的调查研究，于K13+800～K14+300路段右侧设置一处弃土场，如图4所示，该弃土场将结合大樟溪防洪堤的建设，施工期间可作为弃土场及预制场，后期将本弃土场改造为集公路服务区、停车场、滨江公园为一体的休闲观光带。通过该措施，不但可消化大量的弃方，还可结合沿线规划建设成大樟溪观景区。

图4 弃土场（后期改造为服务区、观景区）示意图

3.3.4 路面设计

为减少路面污染，本项目将推进温拌沥青混合料技术的使用。温拌沥青混合料是一种“高节能低排放型”新型沥青混合料，通过使用改性剂材料配制温拌沥青，使用常规的拌和技术在较低温度下拌和，生产温拌沥青混合料，通过降低沥青结合料的高温粘度使热拌沥青混合料施工温度降低30℃左右，此举不仅能保持和热拌沥青混合料基本相同的使用品质，还能有效降低有毒有害气体和粉尘的排放。

3.4 桥梁设计

桥梁设计主要通过合理选择桥梁形式、强化桥梁景观设计加强生态保护，达到自然和谐。由于整体路线平、纵线型设计需要，造成局部路段纵断设计标高较高，如用路基填筑方案，将造成填方量大、占地面积增多，生态破坏严重等问题，设计方案将考虑采用以建桥代替路基填筑方案，以减少对环境的破坏。全线桥梁采用横向排水，并由排水管收集引入地面排水系统，避免桥面雨水直接落入桥下水系，保护自然环境。贯彻全寿命周期成本的思想，全线桥梁设计优先采用技术成熟、便于施工的预制梁板式桥；同一路段桥梁的桥型、跨径、墩柱等设计做到尽量标准化、统一化，最大程度实现桥梁构件的工厂集中预制化，同一座桥梁的跨径布置原则上不得超过两种，尽量避免高台高填。同时，全面推行护栏、桥检通道等构件标准化设计，以提高设计质量、缩短设计周期、简化施工工艺、降低工程造价。

3.5 隧道设计

隧道工程设计力求实现“绿色、环保、节能”、“安全、耐久、经济”及“施工安全、快速、可控”三大目标，成洞面设计按照“早进洞，晚出洞”的原则，遵循“零开挖”进洞理念，严格控制隧道洞口边仰坡高度（1～3m），尽量保护原有植被。根据地形地质选择洞门形式，赤壁隧道出口采用了削竹式洞门形式（如图5所示），实现周围生态环境有机结合，对周边环境起到景观修饰作用。

隧道洞渣的利用：为避免隧道洞渣造成严重的环境破坏和资源浪费，本项目隧道弃渣采用“逐级筛选”循环利用，优质碎石用于隧道衬砌混凝土骨料，次级碎石用于软基换填等用途，其余残渣尽可能采取纵向调配，用于路基填筑。优质石渣可用于砌体防护工程或混凝土粗集料。

图5 削竹式洞门示意图

采用新型LED节能灯具作为隧道照明工具，达到运营期间节省能源的目的。隧道通风充分考虑运营工况以及交通量大小，对近远期风机实行分组启动，以达到节能目的。

3.6 景观绿化设计

3.6.1 公路景观绿化

经现场调查，本项目沿线植被颜色较为单一，多为杉木、青梅等树种，针对这一现状，本项目设计阶段注重在沿线补植彩色叶植物，如红叶石楠、羊蹄甲等，以增加彩色叶树点缀，做到“四季常绿、四季有花”，同时对因工程建设而遭受到生态破坏的边坡、植被，通过人工复绿设计，恢复和重建一个可持续演替发展的健康生态系统，将公路沿线修复成自然、美观、生态的景观通道。

3.6.2 服务区景观绿化

如图6所示，将结合区域特色，通过山间小径、叠泉溪水、绿竹青草、亭廊阁楼等园林式环境设计，将自然生态环境最大限度地融入服务区的各个区域中。

图6 服务区设计意向图

3.7 节能技术和清洁能源设计

根据项目所处自然地理条件、路网环境和建筑使用特点，拟在设计中采用多项新技术、新材料、新工艺以提高科技含量，降低能源消耗。

服务区、公路养护站污水处理中，采用“生态绿地污水处理系统”（如图7所示），该系统利用植物、微生物的生化作用达到污水处理，促进植物共生的效果，是一种适宜本地区的环保型污水处理新技术。

图7 生态绿地污水处理工艺流程图

房建结构设计中，外墙采用新技术——水泥蒸压保温砖砌筑和外

墙保温幕墙体系；在场地和建筑照明中，推广采用LED节能灯具，有效降低照明能耗；针对项目所在地区夏热冬冷的特点，在建筑空调设计中，对监控大厅、服务区餐厅等公共大空间，采用区域变频空调系统，更具调控性、低能耗性；在服务区停车场、建筑设计区域采用雨水收集回用系统，雨水通过过滤、净化处理、储存等环节，用以日常绿化浇灌、车辆冲洗等。

4 项目总体评价

本项目在前期设计阶段紧紧围绕创建绿色循环低碳典范工程的目标，确立了“创新设计、绿色施工、低碳运营、循环发展”的定位，制定了废料利用技术、节能供配电、生态复绿等具体实施方案。通过科学选线，有效节约用地2367亩，路基土石方减少1/3。据统计，全线共移植红叶石楠、羊蹄甲、红花继木等12余种植物，共计13万余株，真正做到贯穿绿色循环低碳理念从细节做起，从源头抓起，有效保障了建设绿色循环低碳公路起步和推进实施。经测算，本项目共利用弃方及再生混合料约46万吨，折算节约标煤约5600吨，减排碳粉尘排放约83.4吨，减少二氧化碳排放约1.3万m3。服务区采用的污水处理系统、变频空调系统等技术，每年可节约用电35%。此外，项目推广的温拌沥青、LED光源照明、边坡防护等绿色科技，取得了较好的效果。最终，本项目于2017年被省级公路部门推荐为创建“绿色品质工程”示范公路。

5 结束语

交通运输是国民经济与社会发展的基础性、先导性行业，理应视为节能减排、生态环保的重要领域，为生态文明建设做出更大贡献。发展绿色交通是交通运输行业贯彻落实可持续发展理念的重要体现，也是交通运输行业转变发展方式的主攻方向之一。公路设计应秉承“坚持可持续发展，贯彻公路勘察设计新理念；加强总体设计，在保证行车安全前提下最大限度保护自然生态环境，依靠科学技术创新，积极提倡个性化设计”的原则，使生态建设设计理念具象化，达到理念与实际协调统一、工程与环境的协调统一。

[1]创新高速公路建设理念打造全国典型示范工程[J].财经界，2006（9）：52-55.

[2]李志.浅析京台高速长乐松下至平潭段工程总体设计方案[J].福建交通科技，2017（1）：33-36.

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[4]林春水.低碳视角下的高速公路规划策略研究.低碳世界，2016（1）：146-147.

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