■劉必煒

（福州路信公路設計有限公司，福州 350002）

0 引言

“十三五”及未來較長一段時期，我國公路仍將處于大力發(fā)展的戰(zhàn)略時期。面對日益嚴峻的土地、用海、能源等資源約束和不斷加大的生態(tài)環(huán)境壓力，公路發(fā)展不能再依靠大規(guī)模建設、粗放擴能方式解決，必須堅持低消耗、低排放、低污染、高效能的發(fā)展理念，探索并加快推進綠色公路建設。近日，交通運輸部印發(fā)《關于實施綠色公路建設的指導意見》，省級公路部門也相應制定《普通干線綠色公路建設實施細則》，明確提出了綠色公路建設中資源節(jié)約、提高能效、控制排放和環(huán)境保護等內容（如圖1所示），要求將綠色循環(huán)低碳發(fā)展理念在交通建設領域中體現(xiàn)，尤其在項目設計階段加以貫徹落實。

圖1 綠色公路建設涵蓋的內容

1 設計工作在綠色公路建設過程中的重要性

在工程建設項目中，設計工作是核心，針對性的設計理念將決定工程建設成型的方向，優(yōu)秀的設計將直接用于指導現(xiàn)場施工，繪制建設藍圖。工程設計環(huán)節(jié)不僅影響建設項目的造價、質量、建成后產(chǎn)生的社會效益等方面，更是整個工程建設理念的體現(xiàn)。將生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新、經(jīng)濟的思路始終貫穿于綠色公路建設工程中，無論從前期路線方案，到中期精細化設計，再到后期附屬設施建設及運營維護方案的確定，是否遵循綠色交通、科學設計的理念，是決定綠色公路建設成敗的關鍵。

2 綠色公路設計案例分析

2.1 項目概況

某新建國道項目位于福州市永泰縣境內。起點位于永泰縣葛嶺鎮(zhèn)瀨下村，連接現(xiàn)有的203省道，路線向西跨越大樟溪后沿大樟溪河岸布設，終點位于葛嶺鎮(zhèn)臺口村，與規(guī)劃的永泰三環(huán)路相接，路線全長約10.3km。項目采用雙向四車道一級公路兼市政功能設計標準。項目建成后將方便沿線村鎮(zhèn)的車輛便捷地連接高速公路及其他現(xiàn)有路網(wǎng)，有利于緩解203省道的交通壓力，促進縣區(qū)與市區(qū)緊密聯(lián)系，為永泰縣發(fā)展休閑旅游業(yè)提供便捷交通條件。

2.2 建設區(qū)域環(huán)境

項目建設區(qū)域年平均氣溫18.9℃，年平均降水量1500mm，受高差影響，立體氣候明顯，區(qū)內光能充足，熱量豐富，雨水充沛。區(qū)域內山清水秀、空氣清新、生態(tài)環(huán)境保護良好，可供開發(fā)的旅游資源非常豐富，特別適合近郊游、休閑度假游。

3 綠色公路設計思路及應用

本項目旨在深入開展“綠色品質工程”創(chuàng)建并結合交通部《關于實施綠色公路建設的指導意見》，立足綠色公路基本特征，從路線、路基路面、橋梁、隧道、綠色景觀、房建設計等方面落實綠色公路建設具體要求，將本項目打造成綠色公路品質工程示范項目作為最終目標。

3.1 總體設計

項目總體設計全面貫徹“綠色、科學、創(chuàng)新、節(jié)能、環(huán)?！钡脑O計理念，做到盡可能少占或不占用基本農(nóng)田、盡量減少建筑物拆遷，最大限度地保護周邊生態(tài)環(huán)境，促進縣區(qū)旅游業(yè)發(fā)展及沿線土地開發(fā)利用，做到公路建設與自然景觀完美結合。

3.2 路線設計

路線設計依托航拍影像、設計軟件工具及外業(yè)調查基礎數(shù)據(jù)，根據(jù)地勘資料成果，貫徹科學選線、合理選線、生態(tài)選線理念，路線設計著眼區(qū)域大范圍的路網(wǎng)關系，注重路網(wǎng)銜接的順暢通達。初步設計推薦K線（葛嶺瀨下至溪南路段）如圖2所示，避開原有省道203，避免施工期間對現(xiàn)有省道203行車安全的不利影響，同時避免了九級路塹邊坡的開挖，并避免侵占省道沿線的農(nóng)田，降低了對環(huán)境的破壞；此外，推薦K線方案跨大樟溪大橋與大樟溪基本垂直，最大限度地降低了橋梁建設對大樟溪防洪排澇的影響。

圖2 葛嶺瀨下至溪南路段選線示意圖

臨溪路段（下道至風埕尾段）如圖3所示，通過平、縱指標的合理選用，避開水利岸線，做到既貼近大樟溪又不占用其水利岸線，有效利用大樟溪的自然景觀，同時保護沿線的生態(tài)環(huán)境。

圖3 下道至風埕尾路段選線示意圖

3.3 路基、路面設計

路基設計主要從邊坡防護設計、排水設計、土石方平衡等方面實現(xiàn)綠色、生態(tài)、環(huán)保設計目標，同時統(tǒng)籌資源利用，實現(xiàn)集約節(jié)約，大力推行廢料再生循環(huán)利用。

3.3.1 邊坡防護設計

在確保邊坡安全穩(wěn)定前提下，盡量采用輕型綠色防護，如錨桿鍍鋅網(wǎng)植草灌、CF網(wǎng)植草防護等方式，并選用適宜的物種種植，注重草、灌、喬的搭配，盡量做到與周邊生態(tài)環(huán)境相融合、相協(xié)調。

3.3.2 路基路面排水設計

采用防、排、疏結合，并與路基防護、地基處理等其他處治措施相互協(xié)調，結合地形和天然水系，合理布設排水設施方案，形成完善的排水系。根據(jù)區(qū)域特點、降雨強度等對路面及邊坡坡面進行設計徑流計算，分區(qū)段確定水溝的尺寸，本項目將大力推廣綠色碟型溝設置。

3.3.3 土石方調配設計

將“零棄方”理念貫徹到設計和施工階段，實現(xiàn)土石方的內部消化，減少對周圍環(huán)境的破壞。本項目存在一定棄方，但沿線規(guī)劃項目眾多，土地資源珍貴，作為生態(tài)綠色公路，不應為了棄土造成生態(tài)破壞，因此對于棄土場的位置應慎重選擇。通過對沿線地形、地貌及相關規(guī)劃資料的調查研究，于K13+800～K14+300路段右側設置一處棄土場，如圖4所示，該棄土場將結合大樟溪防洪堤的建設，施工期間可作為棄土場及預制場，后期將本棄土場改造為集公路服務區(qū)、停車場、濱江公園為一體的休閑觀光帶。通過該措施，不但可消化大量的棄方，還可結合沿線規(guī)劃建設成大樟溪觀景區(qū)。

圖4 棄土場（后期改造為服務區(qū)、觀景區(qū)）示意圖

3.3.4 路面設計

為減少路面污染，本項目將推進溫拌瀝青混合料技術的使用。溫拌瀝青混合料是一種“高節(jié)能低排放型”新型瀝青混合料，通過使用改性劑材料配制溫拌瀝青，使用常規(guī)的拌和技術在較低溫度下拌和，生產(chǎn)溫拌瀝青混合料，通過降低瀝青結合料的高溫粘度使熱拌瀝青混合料施工溫度降低30℃左右，此舉不僅能保持和熱拌瀝青混合料基本相同的使用品質，還能有效降低有毒有害氣體和粉塵的排放。

3.4 橋梁設計

橋梁設計主要通過合理選擇橋梁形式、強化橋梁景觀設計加強生態(tài)保護，達到自然和諧。由于整體路線平、縱線型設計需要，造成局部路段縱斷設計標高較高，如用路基填筑方案，將造成填方量大、占地面積增多，生態(tài)破壞嚴重等問題，設計方案將考慮采用以建橋代替路基填筑方案，以減少對環(huán)境的破壞。全線橋梁采用橫向排水，并由排水管收集引入地面排水系統(tǒng)，避免橋面雨水直接落入橋下水系，保護自然環(huán)境。貫徹全壽命周期成本的思想，全線橋梁設計優(yōu)先采用技術成熟、便于施工的預制梁板式橋；同一路段橋梁的橋型、跨徑、墩柱等設計做到盡量標準化、統(tǒng)一化，最大程度實現(xiàn)橋梁構件的工廠集中預制化，同一座橋梁的跨徑布置原則上不得超過兩種，盡量避免高臺高填。同時，全面推行護欄、橋檢通道等構件標準化設計，以提高設計質量、縮短設計周期、簡化施工工藝、降低工程造價。

3.5 隧道設計

隧道工程設計力求實現(xiàn)“綠色、環(huán)保、節(jié)能”、“安全、耐久、經(jīng)濟”及“施工安全、快速、可控”三大目標，成洞面設計按照“早進洞，晚出洞”的原則，遵循“零開挖”進洞理念，嚴格控制隧道洞口邊仰坡高度（1～3m），盡量保護原有植被。根據(jù)地形地質選擇洞門形式，赤壁隧道出口采用了削竹式洞門形式（如圖5所示），實現(xiàn)周圍生態(tài)環(huán)境有機結合，對周邊環(huán)境起到景觀修飾作用。

隧道洞渣的利用：為避免隧道洞渣造成嚴重的環(huán)境破壞和資源浪費，本項目隧道棄渣采用“逐級篩選”循環(huán)利用，優(yōu)質碎石用于隧道襯砌混凝土骨料，次級碎石用于軟基換填等用途，其余殘渣盡可能采取縱向調配，用于路基填筑。優(yōu)質石渣可用于砌體防護工程或混凝土粗集料。

圖5 削竹式洞門示意圖

采用新型LED節(jié)能燈具作為隧道照明工具，達到運營期間節(jié)省能源的目的。隧道通風充分考慮運營工況以及交通量大小，對近遠期風機實行分組啟動，以達到節(jié)能目的。

3.6 景觀綠化設計

3.6.1 公路景觀綠化

經(jīng)現(xiàn)場調查，本項目沿線植被顏色較為單一，多為杉木、青梅等樹種，針對這一現(xiàn)狀，本項目設計階段注重在沿線補植彩色葉植物，如紅葉石楠、羊蹄甲等，以增加彩色葉樹點綴，做到“四季常綠、四季有花”，同時對因工程建設而遭受到生態(tài)破壞的邊坡、植被，通過人工復綠設計，恢復和重建一個可持續(xù)演替發(fā)展的健康生態(tài)系統(tǒng)，將公路沿線修復成自然、美觀、生態(tài)的景觀通道。

3.6.2 服務區(qū)景觀綠化

如圖6所示，將結合區(qū)域特色，通過山間小徑、疊泉溪水、綠竹青草、亭廊閣樓等園林式環(huán)境設計，將自然生態(tài)環(huán)境最大限度地融入服務區(qū)的各個區(qū)域中。

圖6 服務區(qū)設計意向圖

3.7 節(jié)能技術和清潔能源設計

根據(jù)項目所處自然地理條件、路網(wǎng)環(huán)境和建筑使用特點，擬在設計中采用多項新技術、新材料、新工藝以提高科技含量，降低能源消耗。

服務區(qū)、公路養(yǎng)護站污水處理中，采用“生態(tài)綠地污水處理系統(tǒng)”（如圖7所示），該系統(tǒng)利用植物、微生物的生化作用達到污水處理，促進植物共生的效果，是一種適宜本地區(qū)的環(huán)保型污水處理新技術。

圖7 生態(tài)綠地污水處理工藝流程圖

房建結構設計中，外墻采用新技術——水泥蒸壓保溫磚砌筑和外

墻保溫幕墻體系；在場地和建筑照明中，推廣采用LED節(jié)能燈具，有效降低照明能耗；針對項目所在地區(qū)夏熱冬冷的特點，在建筑空調設計中，對監(jiān)控大廳、服務區(qū)餐廳等公共大空間，采用區(qū)域變頻空調系統(tǒng)，更具調控性、低能耗性；在服務區(qū)停車場、建筑設計區(qū)域采用雨水收集回用系統(tǒng)，雨水通過過濾、凈化處理、儲存等環(huán)節(jié)，用以日常綠化澆灌、車輛沖洗等。

4 項目總體評價

本項目在前期設計階段緊緊圍繞創(chuàng)建綠色循環(huán)低碳典范工程的目標，確立了“創(chuàng)新設計、綠色施工、低碳運營、循環(huán)發(fā)展”的定位，制定了廢料利用技術、節(jié)能供配電、生態(tài)復綠等具體實施方案。通過科學選線，有效節(jié)約用地2367畝，路基土石方減少1/3。據(jù)統(tǒng)計，全線共移植紅葉石楠、羊蹄甲、紅花繼木等12余種植物，共計13萬余株，真正做到貫穿綠色循環(huán)低碳理念從細節(jié)做起，從源頭抓起，有效保障了建設綠色循環(huán)低碳公路起步和推進實施。經(jīng)測算，本項目共利用棄方及再生混合料約46萬噸，折算節(jié)約標煤約5600噸，減排碳粉塵排放約83.4噸，減少二氧化碳排放約1.3萬m3。服務區(qū)采用的污水處理系統(tǒng)、變頻空調系統(tǒng)等技術，每年可節(jié)約用電35%。此外，項目推廣的溫拌瀝青、LED光源照明、邊坡防護等綠色科技，取得了較好的效果。最終，本項目于2017年被省級公路部門推薦為創(chuàng)建“綠色品質工程”示范公路。

5 結束語

交通運輸是國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的基礎性、先導性行業(yè)，理應視為節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保的重要領域，為生態(tài)文明建設做出更大貢獻。發(fā)展綠色交通是交通運輸行業(yè)貫徹落實可持續(xù)發(fā)展理念的重要體現(xiàn)，也是交通運輸行業(yè)轉變發(fā)展方式的主攻方向之一。公路設計應秉承“堅持可持續(xù)發(fā)展，貫徹公路勘察設計新理念；加強總體設計，在保證行車安全前提下最大限度保護自然生態(tài)環(huán)境，依靠科學技術創(chuàng)新，積極提倡個性化設計”的原則，使生態(tài)建設設計理念具象化，達到理念與實際協(xié)調統(tǒng)一、工程與環(huán)境的協(xié)調統(tǒng)一。

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