崇明岛生态道路建设研究

钱 晨

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市200092）

0 引言

《崇明世界级生态岛发展“十三五”规划》提出“践行创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，牢固坚持和落实生态立岛原则”以及一系列量化发展指标，对崇明的生态发展提出了更高的要求。世界级生态岛建设需要相应的道路基础设施配套工程，但传统意义上的道路建设要耗用大量的土地资源和建筑材料。道路本身占用大量农田、苗圃，对周边生态环境造成影响，道路建设和运营还会产生大量的碳排放。这些都与“世界级生态岛”理念存在冲突。本文从规划、线形设计、筑路材料、雨水收集、生态景观等角度分析适合崇明地区推广的生态道路建设理念与方法，以期降低道路建设对周边环境的影响，节约资源与能源，减少环境污染，增强绿化景观生态性。

1 崇明生态道路规划

科学规划与布局道路网络是进行生态道路建设的基础。在地区规划阶段，应当根据区域交通发展趋势及地方特征，制订合理的交通发展战略，合理布局城市道路系统、公交系统、停车系统等各交通系统，统筹安排与协调各类交通设施的用地规模和布局，达到土地的集约化、多用途、高效率使用[1]。

1.1 既有道路问题分析

目前，崇明岛内城镇化水平较低，重要乡镇集中在南部沿江地区，其他大部分区域为农业用地和林地。崇明岛对外道路仅有沪陕高速公路（G40）一条，岛内道路网络中，乡镇之间联系以公路为主，乡镇内部以城市道路为主。崇明岛既有道路系统存在如下问题：

（1）对外单通道，远离市区，使得崇明岛发展趋向边缘化；

（2）公路网络骨架尚未形成，级配不合理，部分道路功能混杂；

（3）慢行空间不足，缺乏慢行系统的引导和串联。

1.2 崇明岛道路规划建议

（1）整合现有道路系统，统筹规划城镇内部与城镇间的道路网络。

崇明岛城镇地理位置分布和用地布局决定了岛内主要以公路体系为主，近年来的城镇发展则以城市道路体系进行建设，两种体系在路网分级、功能划分、建设标准、投资模式和管理模式上均存在较大差异，难以形成统一规划、建设和管理的发展模式。因此，建议整合城市道路网和公路网，建立一体化的道路功能分级体系，根据道路在路网中承担的交通功能，将道路系统分为高速公路、主要干路、次要干路和其他道路。

（2）推进西线通道方案研究，加快形成对外双通道格局。

崇明岛居民改善中西部对外交通的呼声一直非常强烈。上海市和崇明岛的相关规划中也预留有西线通道的线位。同时，仅依靠G40对外沟通不足以支撑世界级生态岛的建设与发展，因此虽然西线通道面临着工程建设、生态保护、投资等各方面困难，但加快推进西线通道的研究可谓众望所归。

（3）优化骨干路网体系建设，不宜大量新建和扩展既有路网。

目前，崇明公路网路段平均拥挤度全市最低，交通运行状况良好，总体能够满足居民出行需求。交通拥堵易发生的路段主要集中在南部城镇带的内部及各大旅游景区附近。崇明生态岛中远期规划人口基本维持现状水平，产业结构也没有重大变化，因此不主张大量新建和扩展既有路网，而是有针对性地从以下方面完善路网建设：

a.完善岛内快速集散通道建设，满足全岛快速通达的要求；

b.适度增强崇明岛南部城镇带之间的路网密度，满足城镇内部和城镇之间的出行需求，分散陈海公路的部分功能；

c.针对岛内生态片区和旅游景点的集散道路进行提标改造，缓解节假日旅游交通疏散压力；

d.对原规划中红线过宽的道路和中北部规划新增的道路，可采取降低等级、缩窄红线甚至取消规划线位等方式进行优化调整。

（4）大体延续现状道路宽度，完善干道断面，完善慢行系统。

保留现有道路的断面特点，充分彰显生态岛特色，大体保持现状公路宽度，不过分拓宽。对于干线道路，在现状道路的基础上根据交通需求结合实际情况进行适当拓宽；对于其他道路，维持现状7~8 m道路宽度即可。同时，可结合全岛绿廊建设和景区建设，完善岛内慢通道的布设。

2 崇明生态道路线形设计

崇明是典型的乡村型生态岛，岛上地势坦荡低平，约90%的土地标高介于3.21～4.20 m（吴淞高程）之间；全岛土地结构以农业用地为主；岛上水系发达，近2万条河道总体呈井字形网状结构；森林覆盖率超过22%。“一林一水八分田”是崇明自然本地特征，道路设计时应以保持崇明自然本地特色为首要目标。

2.1 道路选线

（1）对于新建道路，应在充分研究水网分布、农田肌理、林地以及生态保护区位置的基础上进行道路线位敷设，尽量避免过多地调整现状水系，避免斜切或小块分割农田，避免大面积砍伐或移栽树木，避免穿越生态保护区。

（2）对于改建道路，应尽量利用既有道路部分，减少废弃工程量。可采用增加分隔带宽度、上下行分幅布设等方式，保留现状行道树和路侧绿带。若提标改造时部分路段老路线位不满足规范要求，可通过局部降速解决，避免因改线造成大量树木移栽。

（3）对于生态敏感区和保护区，避免直接穿越，宜以绕行为主，无法避让或绕行代价太高时，应进行多线位和多工程方案比选，合理选用上跨下穿等工程措施。

（4）对于沿线建筑，在满足交通需求前提下合理选择是否拆迁。崇明郊野自然形成的村落，居民建筑集中，富有地方特色，宜整片保留发展旅游业；一些非重点特色村落，房屋破损严重，生活基础设施配套不完善，这种情况下拆迁会给居民带来福利，可不必调整线位。

2.2 纵断面设计

2.2.1 低路堤设计

低路堤设计具有节约土地、降低土方工程量、减少工后沉降、缩短工期，以及对原有地貌景观破坏小、易于道路景观融入周边环境等诸多优点[2]。崇明岛地形地貌及环境情况客观上有利于低路堤的实现。在具体设计时可从以下几个方面入手：

（1）合理设置纵坡

纵断面应注意纵坡的均衡性，注重适应平面线形的地势变化，短距离内尽量避免频繁起伏等。在河道等控制性因素路段，可适当增大纵坡来减少桥头填土量。

（2）低等级公路上跨高等级公路

这种处理方式能够有效降低路基高度，但在具体设计时应对跨线桥和通道方案进行经济性分析。

（3）合理布设通道

新建道路时，沿线各村镇往往希望两侧地块能够得到有效沟通，预留足够多的横向通道，但若按照现有农村道路逐一设置通道，则会增加道路整体填土高度，不利于低路堤的实现。在外业勘测中，应与地方政府和乡镇主管部门协商，采用局部设置辅道合并通道，重新划分土地使用权，调整行政分界等措施，减少两侧居民穿越道路的需求，从而减少通道数量。另外，在桥涵等构筑物附近，可利用桥涵空间设置通道。

2.2.2 平坡取用

崇明地势平坦，部分外围区域水系和横向通道的布设需求较少，存在连续的、长距离的纵断面设计，仅受最小填土高度和排水控制。

按照规范建议的最小纵坡0.3%和最小坡长进行起伏设计（以最小坡长150 m，路基宽度20 m为例计算），每公里土方量将增加4 500 m3以上。设置纵坡主要是为了道路排水，合成纵坡对道路排水是有利的，但设置0.3%的纵坡并满足最小竖曲线长度后，真正达到0.3%纵坡的路段长度不足坡长的30%，大部分路段合成坡度的排水效果与只依靠横坡排水几乎相同。若单纯为了合成坡度而增加道路纵坡，则会使土方量大大增加。

综上，本文建议上述路段可直接采用平坡进行设计。此时，路面排水主要依靠横坡漫流的方式，路侧排水边沟需做好纵坡设计。

2.3 横断面设计

2.3.1 窄车道、宽绿带设计

崇明现状公路多数为双向2车道，路侧行道树长势良好，已成为崇明一大特色。崇明世界级生态岛规划的交通方式决定了未来岛内机动车出行量不会明显增加，因此建议多数道路维持2车道的规模，道路改建确需增加车道的，建议单向车道数不超过2车道。

相对于窄车道，红线内尽可能布置较宽的绿化带，如改建道路设计时，中央分隔带宽度达到5m以上，可提供2排行道树的种植空间。一方面，能够将现状行道树完整地保留在分隔带内，具有生态景观功能；另一方面，行道树可代替防眩板，满足行车安全需要，降低投资成本。

2.3.2 灵活布置道路横断面

在道路设计时不拘泥于标准横断面，而应根据不同路段的具体情况选择不同的横断面布置。老路拓宽改建时：若老路临河，可根据实际情况将河道保留在路侧或路中（见图1、图2）；若老路现状较高，可降低新建半幅路标高，形成高低差（见图 3）。

图1 横断面设计示意图一

图2 横断面设计示意图二

图3 横断面设计示意图三

3 崇明生态道路筑路材料

生态道路建设应选用环保型绿色建筑材料，减少建设过程中的能耗。选取材料时，应尽量采用当地材料，减少对环境的影响，降低运输成本，提高循环利用和再生材料的利用比例，减少不可再生资源的使用，减少环境污染。本章节从低影响开发、低碳、适应性等角度讨论适合崇明地区的道路建筑材料。

3.1 填砂路基

崇明全岛取土困难，目前，开挖规划河道的土方可以作为路基填料，但远远无法满足工程需求。若从岛上其他地方取土，不仅会占用大量耕地，还会严重破坏自然景观和生态环境，与崇明打造“世界级生态岛”的发展目标背道而驰；若从岛外调运路基填土，则会因运距过长而大幅增加工程建设成本。对长江口淤积的潮砂进行疏浚利用作为路基填料已在崇启通道等项目中得到应用。经实践证明，长江口细砂的水稳定性和温度稳定性均较好，强度高，可作为路基填料。填砂路基设计施工时需考虑以下内容：

（1）长江砂在含水量较低时呈松散状态，在含水量较高时呈流塑态，虽然击实试验绘制的曲线具有多峰特性，但过于干燥和过于潮湿的状态都不易维持，因而最佳压实含水量宜选择中间峰值附近。

（2）在竖向应力作用下，细砂不易形成整体，易发生较大的侧向位移，因此填砂路基应注重包边土的设计与施工，需分层填筑、分层压实，路基成形后再进行刷坡处理。同时，长江砂使用土工布包裹，每填筑一定厚度内叠一层土工布，以防细砂流失。

（3）填砂路基与既有道路搭接时，应将既有路堤坡面开挖台阶，并应做好新老路基之间的排水设计，必要时，可设置排水渗沟，排除路基内部积水；新老路基分离设置时，可采用设置隔离措施或对新建路基地基予以处理，减小新建路基对既有路基的沉降影响。

3.2 建筑废弃物

崇明生态岛建设过程中不可避免会有房屋拆迁和既有结构物拆除，产生建筑垃圾。如何避免建筑垃圾侵占土地，污染水体、大气和土壤，影响市容和环境卫生，使其变废为宝，是低碳、生态建设需要面对的课题。崇明地区产生的建筑垃圾主要以砖块、瓦砾和废旧混凝土块为主，可以考虑从以下几个方面进行利用：

（1）制作HEC固结混合料。建筑垃圾中的废混凝土块、废砖块、砂浆、渣土经过破碎筛分和粉磨等一定工序后，添加HEC固结剂，可制成HEC固结混合料，可用于施工便道、低等级道路的底基层和基层[4]。

（2）制作防滑透水砖。用废旧混凝土作为主要原料制作防滑性透水砖的技术已相对成熟，用于乡镇人行道和绿廊内慢行道路的铺设，不仅能防止积水，保证行人安全，保持交通畅通，还具有一定的吸尘、吸声作用，起到美化环境的功效。

（3）浜塘回填处理。崇明地区浜塘分布较广，利用建筑物拆迁产生的碎砖烂瓦、废钢渣、矿渣、碎石、石子等废弃物材料加工而成具有一定粒径的填料，可作为浜塘回填的防排水功能层。

4 其他生态设计

4.1 缓边坡设计

缓边坡设计理念不但有利于提升路基稳定性，而且有利于植被恢复，易于自然协调。公路边坡坡面尽量粗糙化，种植多种地方自然植被，堆积路域表土、森林乱木、小树枝、树桩、枯树叶等营造自然环境，提高生物多样性，便于生态恢复。一般缓边坡与低路堤设计配合使用。

工程中缓边坡设计较难实现的一个主要原因是用地受限，而崇明多数道路两侧规划有宽绿带，这就给缓边坡设计提供了必要条件。借绿带用地进行缓边坡设计不会对植物生长产生大的影响，且可结合慢行通道一并设计，打造成为崇明特色的生态廊道，理论上是可行的。但是，由于红线与绿线的建设主体和后期管养单位不同，实际操作时往往无法对红线和绿线统一考虑，因此建议崇明可借世界级生态岛发展机遇进行建设管理体制改革，促进缓边坡理念的实现。

4.2 生态排水设计

机动车辆运行过程中，化石燃料的燃烧排放大量的废气和碳氢化合物，车辆的轮胎磨损以及频繁的刹车制动形成大量的橡胶微颗粒物和重金属颗粒物，这是路面污染的主要来源。目前，公路排水以边沟直排入河为主，降水发生时，路面大部分污染物将随着降水迁移至自然水体中，对受纳水体的水质和生态环境造成破坏。由雨水形成的道路路面径流污染正是一种非常普遍的非点源污染，其污染负荷高且难以控制，因此应对道路雨水收集处理后再排入自然水体。

从生态、景观、降低运营维护成本的角度出发，结合崇明水系发达、小水体分布广泛的特点，推荐崇明道路采用生态植草沟+雨水湿地的组合排水方式。道路边坡与生态浅草边沟构成初期净排系统。一方面使雨水下渗路面涵养地下水源，消减高峰雨水径流；另一方面可以截流初期雨水中的污染物质，通过其中的植物系统和种植土壤填料予以去除。人工湿地系统基本的组成要素主要包括功能（景观）植物、级配基质（如砾石，砂石及土壤等）以及基质内的微生物群落。选择路侧小水体改造雨水湿地，汇集植草沟内的雨水，利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种自然高效的径流污染控制设施[5]。同时，雨水湿地中采用色彩交错、水陆两生的植被进行布置，旱季形成草境石滩、雨季形成湿地浅滩的风貌，在对区域雨水调蓄的同时，提高场地观赏性（见图4）。

图4 生态排水设计示意图

4.3 绿化景观设计

道路绿化景观设计具有安全、舒适、景观、环保的综合功能，对公路交通运行作用巨大。安全，是指视线诱导、防止发生事故等功能；舒适，是指为人提供绿荫、提供休息的功能；景观，是指景观调整与景观再造等功能；环保，是指生物防护和环境协调功能。通过对崇明地区生态资源的分析，本次研究在总结崇明岛生态本地特色的基础上提出崇明地区道路景观设计中的植物群落配置原则：

（1）强调植物选择适地性，以乡土树种为主，在体现地方特色的同时，避免物种入侵对本地自然生态植物群落的破坏。

（2）植物布局注重区域性，城镇段区域强调景观的观赏性，郊野段区域综合考虑安全、环保、观赏性。

（3）注重植物的生态效应，针对不同区域的生态需求，对具降噪、防尘等功能的植物群落分类选用。

（4）考虑植物养护的经济性，运用大量地被结合混种花草，降低养护成本。

5 结论

本文主要探讨了适合崇明地区推广的生态道路建设理念与方法，得出以下结论：

（1）崇明路网不宜大量新建和扩展，应有的放矢加强对外通道和南部区域路网建设，大体延续现状道路宽度，完善慢行系统。

（2）道路设计应充分尊重自然底色，选线时综合考虑农田、水系、林地、苗圃，合理拆迁；设计时提倡低路堤，适当取用平坡，窄车道、宽绿带，灵活布置横断面。

（3）筑路材料提倡就地取材和废旧材料利用，可选用长江砂进行路基填筑，注重对建筑废弃物的分解利用等。

（4）突破红线范围限制，宜结合道路绿线和路侧水体共同设计，设置缓边坡、生态植草沟、雨水湿地等，借助自然力量净化道路雨水。绿化景观设计应注重植物的适地性、区域性、生态效应和经济性。