浅析公路工程集中应用降碳减排措施与技术

2023-01-26崔晨

城市道桥与防洪 2022年12期

崔晨

[上海城投兴港投资建设(集团)有限公司，上海市201306]

0 引言

在美丽中国建设和“双碳”目标提出以后，公路工程已将低碳、减排、绿色、环保和可持续等[1-4]主题提升到本行业未来发展的新高度。在公路工程项目建设中，随着“绿色公路”理念的提出，不少项目采用了绿色、低碳、环保型技术或措施，但多以某一项或几项技术措施为主，总体而言，降碳减排效果相对有限。鲜有在某一项公路项目上从规划设计到建设施工全过程集中应用多种具有绿色、低碳、节能或减排特点措施和技术，并最终获得最大程度降碳减排效果的案例。

G320公路改建工程作为上海首批“绿色公路”建设示范项目，工程改扩建从前期规划规划到后期建设施工全过程集中应用多种降碳减排措施和技术，成为全面、深度化和系统化实现降碳减排技术的实践示范。

1 工程概况

1.1 概况

G320公路改建工程西起上海浙江省界，北至北松公路（见图1），主要由东西走向的亭枫公路和南北走向的车亭公路组成：

图1 G320改建工程范围示意图

（1）亭枫公路，东起车亭公路，西至浙江省界，皆位于金山区内，全长约32.2 km。

（2）车亭公路，北起北松公路，南至亭枫公路，线路穿过松江区和金山两区，全长约13.9 km。

G320公路改建工程全线标准段道路规划红线宽40 m。根据G320公路整体规划，金山段分为三期实施（省界—G60、G60—金山大桥、金山大桥—金山松江区界），松江段（金山松江区界—北松公路）整体一期实施。

1.2 特点

（1）道路需求多样。G320公路（省界—北松公路）位于上海市金山北部地区和松江南部地区，沿线涉及金山区亭林、朱泾、枫泾三镇和松江区车墩、叶榭两镇，其中根据道路两侧地块规划开发情况和沿线居民多样化的出行需求可以分为镇区段和郊区段（见图2、图3）。本工程针对两种路段设计不同道路断面方案及排水方案以满足沿线路段地区的发展需求和居民诉求。

图2 城镇段断面示意图（单位：m）

图3 公路断面示意图（单位：m）

（2）建筑资源匮乏。上海地处长江出海口、东海之滨，交通便利性强，但是土地资源、建筑石材、河砂等基础性建筑资源相对匮乏，本工程中应尽量再利用既有建筑材料。

2 科学规划与设计减少资源占用

在规划和设计阶段优化道路布线和断面布局，避免或减少占用或拆移土地、河道、绿化和居民建筑、工业厂房等既有资源。在满足交通功能需求的前提下，充分考虑利用原有通道资源，综合规划道路红线宽度、周边城镇化建设现状等多因素影响，科学规划布线，避免线路占用道路两侧既有的河湖、土地、建筑和园林绿化等资源。

2.1 调整规划红线，利用既有河道护岸做挡墙

根据既有上位规划，松江段跃进河位于车亭公路红线范围内。为避开规划河道开挖占用现有道路，项目推进中重新编制与调整本工程道路红线、河道蓝线专项规划，使该段红线向东偏移13 m，确保了跃进河东侧河道蓝线与车亭公路红线重合。此外，新建的约3 852 m护岸结构被用作公路挡墙，做到了一物二用，资源集约，节省约3 800 m道路L型挡土墙。

2.2 优化设计原则，保留现状绿化资源

为尽可能保留现状松江段和朱泾镇郊区段道路两侧各排超过40 a树龄香樟树，工程调整了规划设计方案的原则：

（1）平面设计线形在满足线形设计标准下，尽可能拟合现状老路线形；

（2）纵断面设计在满足相关控制要求基础上，在“宁填不挖”原则基础上，尽可能拟合现状路面高程；

（3）工程断面布置上充分考虑现有行道树，结合现状标准断面情况，为尽可能保留现状行道树，全线设置一根小客车专用道。道路中央设置1.5 m中央分隔带，4幅路断面。

通过优化设计，状松江段保留现状行道树637棵，朱泾镇郊区段保留564颗。

2.3 设计亲水平台，同时满足道路和河道过水宽度要求

亭枫公路（亭林镇区）现状道路南侧有与路平行的河道沿路港，紧贴现状道路人行道，此处规划河道蓝线与道路红线交错，经调整后的河道蓝线侵入道路红线最宽处达6.0 m。因现状河道南侧为已建停车场及新建高层建筑，河道蓝线无法向南侧延展，即规划河道蓝线无法向南侧调整避开道路红线。通过设计亲水平台，保证道路断面中人行道等各种交通功能得以实现，同时保证了河道过水宽度满足要求

2.4 增加挡墙设计，减少土地占用

为了使本工程道路断面最大程度利用规划红线，避免道路放坡超出用地红线，在设计标高与现状高差大于50 cm路段设置挡墙，节省了约6万m2的放坡面积及3万m3土方量。

2.5 细化路堤设计，减少土方填挖

根据路堤最小填筑高度设计低路堤,结合桥梁设计优化控制桥后填土高度，结合工程沿线需求统筹利用弃土，尽可能“零弃方、少借方”。为减少填方数量，部分路段允许采用平坡，通过横坡排水，减少挖方14万m2，节省填方16万m3。

3 建设施工最大限度利用旧资源

3.1 道路工程旧料再利用

运用工程材料再生与循环利用技术，合理资源化道路工程旧料，既避免浪费现状资源，又减少天然矿料开采，还降低了施工期间灰土扬尘污染。如采用经热再生技术处理铣刨的沥青旧料，可将其用于非机动车道下面层；回收加工周围旧建筑拆除物并回填路基：

（1）金山段一期（金山大桥—金山松江区界）1标路基采用沥青铣刨料填筑（见图4），该沥青铣刨回收材料粒径均匀，最大粒径小于50 mm，5～25 mm之间粒径含量约占50%～60%，适合填筑路基，试验段检测结果均满足要求。

（2）金山段一期（金山大桥—金山松江区界）2标至4标全部采用回收于周边建筑拆除所产生的再生碎石混合料，替代石灰土填筑路基（见图5），同时也解决了拆除材料外运问题，减少环境污染，节约路基填筑费用约10%。金山段一期道路工程旧料利用施工现场见图4、图5。

图4 沥青铣刨料填筑路基

图5 再生碎石混合料填筑路基

3.2 道路结构再利用

工程根据前期研究成果及参考既有工程经验，确定以弯沉检测值为主控指标，依据弯沉值分布情况利用原有路面结构：

（1）弯沉值小于24（0.01 mm）路段，铣刨上面层后，直接利用以下结构；

（2）弯沉值在24～30（0.01 mm）路段，路面结构整体性较好，强度较高，铣刨沥青面层后，可直接利用水泥混凝土基层，加罩新沥青面层；

（3）弯沉值在30.1～99.4（0.0 1mm）路段，水泥混凝土基层出现损坏，路面结构整体性较差，对整块面板进行破碎、翻修和重新浇筑后，再加罩新的沥青面层。

通过动态设计实现70%老路车行道基层利用，55%中面层利用。

3.3 就地固化利用原位土

对于本工程中的浜塘，按照传统工艺需要先进行挖除、淤泥外运和软土处理，最后使用合格工程材料进行回填，这样需要消耗大量燃料和自然矿料资源。采用浅层固化工艺新技术，就地搅拌固化剂和原位土，不但减少填筑材料（如砂石填料），使原位土性能达到使用要求，而且避免淤泥挖出、外运与填料购置，就地利用浜塘淤泥9万m3。

3.4 原有构筑物再利用

本工程在建设过程中，充分利用既有构筑物，其中G1503跨线桥拓宽改建方案，通过复核计算原有G1503跨线桥，提出保留下部结构，更换并拓宽上部结构的技术思路，进行跨线桥拓宽改建，充分利用原有结构，避免资源浪费，最终将现状78根桥墩全部利用。

4 采用智能建造技术增强降碳减排效果

本工程除了通过在规划设计及施工阶段中减少占用现状资源、旧资源再利用外，还引入预制拼装技术、技术节能和智能交通系等技术深化降碳减排效果。

4.1 采用预制拼装技术避免现场粉尘和碳排放

本工程多个区段采用了预制拼装技术，避免传统现场浇筑工艺产生大量粉尘、烟气污染环境问题：

（1）松江段（松江金山区界—北松公路）G15跨线桥梁。全长428.934 m，上部结构刚接空心板均采用工厂化预制、现场吊装、湿接头现浇连接的施工方法；在该工程段，除承台现浇外，其它结构，如桥墩、立柱和盖梁等都采用了装配式工艺施工。

（2）金山段一期（金山大桥—金山松江区界）G1503跨线桥梁。新建拼宽桥梁部分采用预制拼装的立柱共有36根，盖梁12榀。

（3）G320公路金山段穿越大量城区，为达到加快工程进度、降低对现状交通影响、减少对周边环境影响等目的，道路挡墙也采用预制拼装工艺（见图6）。

图6 道路挡墙预制拼装工艺施工

4.2 采用LED节能灯减少能源消耗

为实现“绿色公路”、创造一个“绿色照明”环境，G320公路成为上海市第一个采用LED节能灯具的公路工程。本工程选择LED节能灯具，道路照明变压器选用国家规定的节能型低损耗环氧树脂绝缘干式变压器，降低损耗。相较一般光源，本工程选择LED灯后节省用电30%～50%，每日减少碳排放量3 000 kg左右，且养护成本相对低。