環(huán)保理念在高等級道路路線設(shè)計中的要點(diǎn)分析

張建華

（浙江數(shù)智交院科技股份有限公司，杭州 310000）

1 高速公路路線方案選擇分析

1.1 綠色公路建設(shè)理念

在高速公路設(shè)計時，應(yīng)首先考慮公路與鐵路、高速公路與普通公路共用線位，這樣可以減少土地浪費(fèi)。改擴(kuò)建公路時，要充分利用現(xiàn)有的道路資源，減少土地分割，避免可耕種土地的占用，避讓基本農(nóng)田，實現(xiàn)科學(xué)選線。為更合理地使用沿線土地，需要積極推進(jìn)改地、造地、復(fù)墾和取土、棄土綜合措施。為更好地保護(hù)現(xiàn)有的土地資源，可以選用低路堤和淺路塹方案。對道路施工過程中的臨時拌和站、便道、駐地、預(yù)制場進(jìn)行充分利用，從而減少復(fù)建。按照法律規(guī)定，應(yīng)有效避開水源地保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感的區(qū)域。為有效施行生態(tài)環(huán)保，應(yīng)重點(diǎn)對野生動物、原生植被、自然地貌、濕地生態(tài)和表土資源加強(qiáng)保護(hù)。需要增強(qiáng)路面和橋面徑流的消納和凈化，對此，應(yīng)做好公路的排水工作。

1.2 高速公路選線理念

高速公路的選線應(yīng)根據(jù)施工段的地形地貌進(jìn)行，還要考慮環(huán)保、安全、土地利用、施工條件等因素，確定路線的基本走勢，并考慮經(jīng)濟(jì)性，全面比較后選取最適合的線路進(jìn)行施工。由于它是道路建設(shè)中最基礎(chǔ)的工作，所以，要綜合考慮諸多因素，包括復(fù)雜的自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)條件等。

要設(shè)計出合理的路線，必須保證勘測設(shè)計質(zhì)量，同時減少經(jīng)濟(jì)成本，對各種方案進(jìn)行對比，由粗到細(xì)，由輪廓到具體，漸漸深入，分段比較，全面考慮，詳細(xì)分析后做出選擇。

2 高速公路選線的原則和控制因素

2.1 高速公路選線的原則

1）對諸多方案進(jìn)行比較和論證，采用各種先進(jìn)手段對方案進(jìn)行比選，使高速公路設(shè)計階段擁有最優(yōu)方案。

2）路線設(shè)計除了要保證安全、舒適、快捷之外[1]，還需要具有成本低、效益好、工程量小、便于養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。合理搭配立體線形的平面、縱面、橫面。

3）選線過程中盡量少占用田地，并和農(nóng)田基本建設(shè)相互配合[2]。

4）通過風(fēng)景名勝和自然保護(hù)區(qū)時，應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

5）勘測工程地質(zhì)和水文，尤其是地質(zhì)不良和特殊地區(qū)。

6）減少建設(shè)過程中對環(huán)境的污染，有效保護(hù)環(huán)境。

2.2 影響高速公路選線的主要因素

1）能源消耗。不同路線對能源的消耗也不同，選擇的路線不同，運(yùn)營車輛行駛的里程不同，產(chǎn)生的效率和成本也不同。為了節(jié)約能源，在公路建設(shè)中，要堅持保護(hù)環(huán)境的設(shè)計理念，從而減少能源消耗。

2）生態(tài)環(huán)境。公路的壽命和生態(tài)環(huán)境密不可分，生態(tài)環(huán)境對公路的影響可以分為施工期影響和運(yùn)營期影響，主要體現(xiàn)在這兩個階段對水系、動物、植物和水土的影響。所以，公路選線的過程中必須考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在保護(hù)環(huán)境的同時滿足當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展需求，設(shè)計人員要重視環(huán)境影響，從而建設(shè)生態(tài)友好型公路。

3）社會環(huán)境。公路建設(shè)作為基礎(chǔ)設(shè)施，在對社會服務(wù)的同時也會對社會環(huán)境有所影響，主要存在的影響體現(xiàn)在以下幾方面：人員就業(yè)、資源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會經(jīng)濟(jì)、對外交流和教育醫(yī)療等方面。所以，在公路選線的過程中，應(yīng)當(dāng)讓各行各業(yè)的更多人參與進(jìn)來，集思廣義，選擇可行的方案進(jìn)行施工，從而減少不良影響。

4）地質(zhì)。由于山嶺重丘區(qū)域的地貌起伏跨度大，地形多變復(fù)雜，不良地形頻繁出現(xiàn)，氣候和周邊的環(huán)境也會對公路造成影響，例如，山洪、滑坡、泥石流等災(zāi)害。所以，在選擇路段時要避免這些區(qū)域，倘若不能避免，一定要做好防護(hù)措施，否則會導(dǎo)致公路建設(shè)缺乏安全性。

5）地形。高速公路選線一般會有山嶺重丘區(qū)和平原微丘區(qū)。山嶺重丘區(qū)域?qū)愤x線的影響較大，對土石方的使用量會增加，提高成本。平原微丘區(qū)域?qū)愤x線的影響較小，所以，在選擇時要做綜合比較。

6）計算行車速度。計算行車速度是公路設(shè)計選用一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，也是后期運(yùn)營開放交通時設(shè)置限制速度的重要基礎(chǔ)依據(jù)。

7）交通量。其反映的是未來的運(yùn)輸需求和交通組成情況，所以，在道路規(guī)劃中需要考慮該因素，借助科學(xué)依據(jù)，對交通量進(jìn)行預(yù)測，為設(shè)置公路等級提供重要依據(jù)。

3 路線設(shè)計應(yīng)用

3.1 工程概況

某高速公路工程項目主線里程樁號K0+000～K36+291，諸暨二環(huán)南路連接線里程樁號K2+940～K0+000，長2.940 km；義烏環(huán)城北路連接線里程樁號K36+291～K38+244.576，長1.954 km。主線總長36.291 km（諸暨13.01 km、義烏23.281 km），全線含連接線設(shè)樞紐互通立交2處（諸暨、義烏各1處），一般互通立交7處（諸暨4處、義烏3處）。

3.2 地質(zhì)情況

由于場區(qū)地貌高差較大，工程地質(zhì)分區(qū)也比較復(fù)雜，有堆積平原區(qū)（I）之沖湖積平原亞區(qū)（I1）。中下部由沖湖積、海積黏性土和沖洪積含黏性土礫砂、含黏性土圓礫等組成，下部由中厚層的淤泥質(zhì)土組成，表面由沖湖積粉質(zhì)黏土組成。由于基巖埋深比較大，巖性分為泥質(zhì)粉砂、白堊系下統(tǒng)凝灰質(zhì)砂和凝灰質(zhì)砂礫。出露前第四紀(jì)地層主要為白堊系諸暨組（K1z）、朝 川 組（K1c）、黃 尖 組（K1h）、勞 村 組（K1l）、前 中 生 界 陳 蔡 群（AnMzch）。

3.3 路線設(shè)計

3.3.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1）主線：諸暨三環(huán)南路（主線起點(diǎn)）至紹諸高速延伸線：采用設(shè)計速度80 km/h的雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度25.5 m。紹諸高速延伸線至義東高速：采用設(shè)計速度100 km/h的雙六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度33.5 m。

2）橋下空間利用（地面道路）：（1）諸暨段諸安線老路改建：二環(huán)南路連接線橋下空間利用（諸暨二環(huán)南路至三環(huán)南路）。該段維持原80 km/h雙向六車道的一級公路（兼顧城市道路功能）標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度40 m。（2）義烏段：義烏終點(diǎn)段橋下空間利用（環(huán)城北路至G351），該段采用設(shè)計速度60 km/h的雙向六車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度40.5 m。

3.3.2 路線設(shè)計原則

1）其設(shè)計理念是“可持續(xù)、全面、協(xié)調(diào)”的科學(xué)發(fā)展觀，待路線平面圖確定后，根據(jù)地形條件進(jìn)行縱面設(shè)計考慮，大型結(jié)構(gòu)布設(shè)和互通式立交橋及交叉路需采用合理的技術(shù)指標(biāo)。

2）為保持整體線形的連貫性，用運(yùn)行速度作為檢驗全線安全性的標(biāo)準(zhǔn)，控制好相鄰路段指標(biāo)的極差，達(dá)到銜接順適。

3.3.3 主線節(jié)能設(shè)計

1）耗能分析。施工期間機(jī)械的消耗稱之為能量消耗。施工過程中選用的一次性消耗能源的機(jī)械比較少，主要的消耗是路面材料拌和機(jī)械及生活服務(wù)消耗少量煤炭。在整個施工過程中，二次性能耗在整個工程施工中所占的比重較均衡，橋涵工程的消耗大多是汽油、柴油和電力。

從節(jié)能方面考慮，首先，施工所用機(jī)械的消耗要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)或滿足國家及地方對節(jié)能的要求；其次，控制能源的消耗，減少攪拌設(shè)備空轉(zhuǎn)和攪拌的次數(shù)，行走的機(jī)械嚴(yán)格控制能量消耗，發(fā)揮其最大的作用。

該項目施工過程中需要消耗的能量有燃油和電能，包括路面和路基以及橋梁建設(shè)中使用的瀝青、木材、水泥和鋼材等主要材料，這些均直接或者間接地消耗能源。根據(jù)項目投資進(jìn)行能源消耗估算，并參照浙江省同類建設(shè)工程的消耗結(jié)果，該項目共用電59 623 kW·h，煤902 t，汽油1 355 t，柴油88 445 t，重油6 817 t。

2）對安全性進(jìn)行分析評價。路線總長的25.71%是一級公路平曲線，最小半徑是2 500 m，最大縱坡是3%，線型指標(biāo)和運(yùn)行速度成正比，均偏高。但是運(yùn)行速度和設(shè)計速度差均≤20 km/h，相鄰路段運(yùn)行速度差均在10 km/h以內(nèi)，整個工程路段運(yùn)行速度差是0的占大多數(shù)，運(yùn)行速度的協(xié)調(diào)性好，工程線形比較流暢，各項指標(biāo)均衡。

3.3.4 提升土地利用率

1）占用土地情況。本工程占用土地以綠化用地和老公路為主。其中，農(nóng)用地21.964 8 hm2，包括綠化用地19.355 4 hm2，農(nóng)田1.223 4 hm2，旱地0.541 6 hm2，菜地0.844 4 hm2；建設(shè)用地37.042 1 hm2，包括公路25.229 5 hm2，鐵路9.541 9 hm2，工礦2.270 7 hm2；未利用地2.136 3 hm2。工程線外安置及小三改（指鐵路建設(shè)路外的通信線路、廣播電視線路、電力線路的遷改）用地3.512 2 hm2（工可批復(fù)中的用地不含安置用地）。

2）節(jié)約用地措施。由于資源比較稀缺，該工程設(shè)計時需要考慮節(jié)約用地。專用的左轉(zhuǎn)車道只設(shè)置在地面道路和主干道的交叉處。平面交叉設(shè)計中縮小路口機(jī)動車道寬度。非機(jī)動車道設(shè)置在平行匝道下方，前提是滿足凈空。盡量在互通方案實施時減少新增征用地。為減少用地，在道路兩側(cè)設(shè)置擋土墻，收縮坡腳。

3.3.5 路線設(shè)計的環(huán)境保護(hù)

本工程區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境較好，公路建設(shè)對沿線的環(huán)境將產(chǎn)生一定的影響，但從設(shè)計、施工、管理方面加以重視，采取必要的措施，可將其影響降到最低。

為了使公路建設(shè)完成后和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，營造舒適、整潔、美觀的公路環(huán)境，可以采取適當(dāng)?shù)木坝^綠化，從而豐富沿途景色。同時重點(diǎn)通過下述措施著手，充分保護(hù)環(huán)境。

1）敏感水體污染防護(hù)

路基路面排水按照“暢、隱、綠”外形美觀流暢和污水“零排放”的原則，提高行車安全和景觀效果。項目沿線水源保護(hù)區(qū)的路基及橋梁排水統(tǒng)籌考慮，為避免水源受污染，路面排水設(shè)計采用一種經(jīng)濟(jì)高效的污水生態(tài)處理技術(shù)方案——徑流污染截流和應(yīng)急處理系統(tǒng)，對徑流進(jìn)行集中收集處理。

2）橋面徑流污染處理——設(shè)置橋面徑流系統(tǒng)和應(yīng)急處理系統(tǒng)。

橋面徑流污染和應(yīng)急處理系統(tǒng)主要由儲存調(diào)節(jié)系統(tǒng)和處理系統(tǒng)串連而成，橋面徑流通過儲存調(diào)節(jié)系統(tǒng)、生態(tài)水溝、處理系統(tǒng)達(dá)到層層凈化的目的。

3）路面結(jié)構(gòu)可再生

路面結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循整體化設(shè)計原則。路面結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計在滿足路面路用性能和使用性能要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)重視路面可再生循環(huán)利用、節(jié)能降耗和減排增效及生態(tài)環(huán)的設(shè)計新理念。玄武巖纖維SMA瀝青路面不僅具有良好的路用性能，更具有節(jié)能、減排、環(huán)保、可再生利用和阻燃作用，可減少公路后期養(yǎng)護(hù)成本，并符合國家的發(fā)展戰(zhàn)略，路面上面層考慮采用玄武巖SMA路面結(jié)構(gòu)。

4）邊坡生態(tài)防護(hù)

根據(jù)美麗公路的建設(shè)需要，本項目填方邊坡均采用液壓噴播草灌和框格植草灌進(jìn)行生態(tài)防護(hù)，并根據(jù)實地情況選取部分路段設(shè)置柔性生態(tài)加筋擋土墻。

為避免人工造景及外來物種對現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的侵蝕和破壞，實現(xiàn)重建生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展及自我穩(wěn)定循環(huán)，充分調(diào)查了當(dāng)?shù)氐闹参镂锓N，優(yōu)選生命力強(qiáng)、根系固土、景觀效果好的草、灌、喬種籽，合理配置，構(gòu)建以鄉(xiāng)土樹種為主，物種多樣且低碳循環(huán)的公路生態(tài)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

我國對高等級公路的修建應(yīng)注意橋梁、隧道和路基的合理搭配，考慮周邊環(huán)境，減少對環(huán)境的破壞，強(qiáng)化高等級公路的環(huán)保性。為了保障我國高等級公路的環(huán)保和實用，應(yīng)采取更合理的路線設(shè)計，不斷優(yōu)化設(shè)計方案。