摘要：隨著可再生能源在全球范圍內(nèi)的日益重視，高山風(fēng)電場的建設(shè)勢在必行，高山地形復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，因此在設(shè)計風(fēng)電場相關(guān)道路時，尤其需要考慮其對環(huán)境的影響及施工的可行性。在傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計方法中，通常通過平坦地形的標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行設(shè)計，而高山風(fēng)電場的道路設(shè)計則更需要結(jié)合山地特性的獨特要求?；诖?，簡要分析了高山風(fēng)電場道路設(shè)計的特點與難點，并以此對其道路設(shè)計的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行了深入研究，以此引申出了高山風(fēng)電場道路設(shè)計與市政道路在橫截面設(shè)計方面的異同。

關(guān)鍵詞：高山風(fēng)電場；市政道路；平曲線指標(biāo)；平面曲線彎道加寬值

Research"on"the"Comparison"and"Application"of"Road"Design"Methods"Between"Alpine"Wind"Farm"and"Municipal"Road

DENG"Qun""ZHAO"Yawei

New"Energy"Power"Generation"Branch"of"SPIC"Jiangxi"Electric"Power"Co.，"Ltd.，"Nanchang，"Jiangxi"Province，"330096"China

Abstract："With"the"increasing"emphasis"on"renewable"energy"worldwide，"the"construction"of"alpine"wind"farm"is"imperative.nbsp;The"alpine"terrain"is"complex"and"the"ecological"environment"is"fragile."Therefore，"when"designing"the"related"road"of"wind"farms，"it"is"particularly"important"to"consider"the"impact"on"the"environment"and"the"feasibility"of"construction."In"traditional"municipal"road"design"methods，"the"design"is"usually"conducted"through"the"standardized"process"of"flat"terrain，"while"the"road"design"of"alpine"wind"farms"needs"to"combine"the"unique"requirements"of"mountain"characteristics."Based"on"this，"this"paper"briefly"analyzes"the"characteristics"and"difficulties"of"road"design"of"alpine"wind"farm，"and"deeply"studies"the"technical"standards"and"methods"of"road"design，"so"as"to"extend"the"similarities"and"differences"between"road"design"of"alpine"wind"farm"and"municipal"road"in"cross"section"design.

Key"Words："Alpine"wind"farm;"Municipal"roads;"Horizontal"curve"index;"Widening"value"of"planar"curve"bends

風(fēng)能作為一種清潔、可持續(xù)的能源，受到了廣泛關(guān)注，尤其是在高山地區(qū)，風(fēng)力潛力巨大，開展風(fēng)電項目不僅可以推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還有助于實現(xiàn)低碳減排的目標(biāo)。然而，高山地區(qū)獨特的地理環(huán)境和氣候條件給風(fēng)電場的建設(shè)帶來了諸多挑戰(zhàn)，其道路設(shè)計尤為重要。在市政道路設(shè)計中，通常采用的是行車安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工便捷等通用原則，而高山風(fēng)電場的道路設(shè)計需要克服陡峭坡度、復(fù)雜地形等困難因素，強調(diào)環(huán)保、生態(tài)恢復(fù)等方面的考慮。

1"高山風(fēng)電場道路設(shè)計概述

1.1高山風(fēng)電場道路設(shè)計的特點

由于風(fēng)電場通常位于高海拔和陡峭的山區(qū)，高山風(fēng)電場道路的選址與規(guī)劃需充分考慮地形、地質(zhì)條件和生態(tài)保護(hù)等因素，選址過程中，應(yīng)進(jìn)行充分的地形勘察，確保道路建成后能有效連接風(fēng)電機(jī)組及周邊基礎(chǔ)設(shè)施，盡量減少對自然環(huán)境的影響。同時，交通能力的設(shè)計是高山風(fēng)電場道路的一大特點。這類道路既要滿足日常運輸需求，還需兼顧風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的專用運輸需求，由于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備較為龐大且重，設(shè)計過程中需要考慮運輸車輛的尺寸和重量要求。例如：2.0"MW風(fēng)電機(jī)組的葉片運輸，要求車板寬度達(dá)到3"m，且車頭與葉片尖端之間需要保持不小于50"m的距離，這就要求道路在寬度和轉(zhuǎn)彎半徑等方面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，以確保能夠安全、高效地運輸設(shè)備[1]。與此同時，山地風(fēng)電場道路的結(jié)構(gòu)設(shè)計要充分應(yīng)對山區(qū)復(fù)雜的氣候條件和地質(zhì)情況，山區(qū)地形極易受到雨水侵蝕、滑坡、塌方等自然災(zāi)害的影響，設(shè)計過程中需對路基進(jìn)行加固，選擇合適的排水設(shè)施，以減少水土流失與滑坡風(fēng)險。

1.2高山風(fēng)電場道路設(shè)計的難點

由于風(fēng)機(jī)設(shè)備的重量與尺寸較大，特別是像2.0"MW風(fēng)機(jī)這樣的設(shè)備，其塔筒寬度超過4"m，塔筒的最下節(jié)重量達(dá)到80"t，風(fēng)機(jī)葉片長度大于40"m，而機(jī)艙的重量也是80"t左右，對高山道路的設(shè)計有著極高的要求，這些特殊的運輸需求，使高山道路工程的設(shè)計難度顯著增加。山地通常地勢起伏不平，存在陡坡、溝壑等地貌特征，要為風(fēng)機(jī)的運輸提供安全通暢的道路，設(shè)計師必須對道路的坡度和曲線半徑進(jìn)行精細(xì)計算，確保風(fēng)機(jī)運輸車輛能夠安全通過，道路的橫斷面設(shè)計也需考慮設(shè)備的寬度和高度，避免在運輸過程中出現(xiàn)碰撞事故，因此在設(shè)計道路時，不僅要考慮運輸?shù)谋憷裕€需充分考慮施工的可行性[2]。

2"高山風(fēng)電場道路工程設(shè)計要點

2.1平曲線指標(biāo)

2.1.1平曲線最小半徑與彎道加寬值

在高山道路工程設(shè)計中，特種運輸車輛的特點直接影響到道路的幾何設(shè)計參數(shù)，以湘電XE105-2000塔筒運輸車輛為例，其外輪廓寬度最大可達(dá)4.4"m，這就要求在道路設(shè)計中充分考慮運輸車輛的運輸特性，以確保運輸過程的安全性和順暢性。為了確保運輸作業(yè)時的順利進(jìn)行，高山道路的直線段路面設(shè)計寬度要為5"m，這一寬度是在不包含路肩的情況下確定的，考慮到特種車輛的通行需求，設(shè)計寬度需明確滿足多車交會及特殊貨物的通過要求，而當(dāng)車輛行駛至彎道時，涉及的最小半徑和加寬值設(shè)計就顯得尤為重要。并且，由于湘電XE105-2000塔筒運輸車的長度最長可達(dá)30"m，當(dāng)考慮車輛轉(zhuǎn)彎所需的空間時，不可忽略其車身長度對道路設(shè)計的影響。在設(shè)計曲線時，需計算出合理的最小半徑以及彎道加寬，這關(guān)系到車輛的操控、行駛穩(wěn)定性以及與道路幾何形狀的適配程度。在實際計算中，彎道加寬值設(shè)計可以利用下列公式進(jìn)行計算。

其中，為曲線內(nèi)側(cè)加寬取值，為塔筒運輸車輛控制長度（假設(shè)在彎曲處為全長），為道路直線段路面設(shè)計寬度，和分別代表道路路面外邊緣和內(nèi)邊緣的半徑，通過此公式可以算出在曲線段需要加寬的程度，以適應(yīng)特種運輸車輛的通行[3]。

2.1.2最小半徑與平面曲線彎道加寬值

針對XE105-2000kW機(jī)型的高山運輸?shù)缆罚凑展こ虡?biāo)準(zhǔn)山區(qū)道路的最小轉(zhuǎn)彎半徑需要大于運輸車輛車長的50%，假設(shè)選擇的運輸車輛長度為12"m，那么最小轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)≥12"m×50%=6"m。依據(jù)設(shè)計要求，最小極限轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)定為20"m，這意味著在設(shè)計過程中應(yīng)優(yōu)先考慮選取大于或等于20"m的轉(zhuǎn)彎半徑，以確保運輸過程中的安全性和穩(wěn)定性[4]。在進(jìn)行平曲線設(shè)計時，要考慮外側(cè)的排水溝及土路肩的存在，排水溝與土路肩的寬度設(shè)定為0.5"m，設(shè)計人員需在計算平曲線的加寬值時，在基本計算值的基礎(chǔ)上減少0.5"m，這一設(shè)計修改旨在確保車輛能夠順暢通過曲線而不受路面寬度的限制。在設(shè)計期間，針對XE105-2000kW機(jī)型，利用其特性可進(jìn)行具體的平曲線加寬值計算（如表1所示），然后以具體的設(shè)計參數(shù)為依據(jù)，考慮到該機(jī)型的特定動態(tài)性能及轉(zhuǎn)彎特性，假設(shè)車速為20"km/h，車輛的側(cè)向加速度為0.2"g，以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)彎道的轉(zhuǎn)向半徑與允許的離心力計算出所需的加寬值[5]。

2.2高山道路縱斷面設(shè)計指標(biāo)

在高山的道路工程設(shè)計中，縱斷面的設(shè)計指標(biāo)是確保設(shè)備安全運輸?shù)闹匾蛩?。由于高山地形的特殊性，運輸車輛的行進(jìn)速度普遍較低，且其通常不會超過15"km/h，這就要求在設(shè)計道路時，必須充分考慮運輸車輛的行駛特性，以避免出現(xiàn)車輛托底或設(shè)備碰撞地面的現(xiàn)象。關(guān)于最小坡長的設(shè)計，根據(jù)特種運輸車輛的特點，確定最小坡長為60"m。這是因為相較于普通平板車，特種運輸車的車長更小，基于此設(shè)計可以更靈活地適應(yīng)運輸需求。在進(jìn)行坡長設(shè)計時，需要確保坡道的平滑過渡，避免因坡度過大而導(dǎo)致設(shè)備在運輸過程中發(fā)生不必要的損傷對于縱坡設(shè)計，特別是在運輸重型機(jī)艙時，最大縱坡必須特別考慮，機(jī)艙作為風(fēng)機(jī)設(shè)備中重量最大的部分，在運輸過程中不僅要避免因坡度過大導(dǎo)致車輛失控，還應(yīng)綜合考慮道路的阻力和空氣阻力等因素。在設(shè)計過程中，確保運輸車輛的驅(qū)動力小于車輪與路面之間的摩擦力，同時大于各種阻力之和，保證運輸安全的基礎(chǔ)。此外，在高山道路設(shè)計中，主干道的最大縱坡一般設(shè)定為14%，這一坡度在滿足運輸機(jī)艙重量及其動態(tài)特性方面，能夠確保車輛在行駛過程中的安全性；而對于支路或特殊路段，則可以適當(dāng)將最大縱坡增大至18%，但這一調(diào)整必須謹(jǐn)慎進(jìn)行，以確保在一定的坡度下，車輛的安全控制不會受到影響[6]。

3"兩種道路設(shè)計中橫截面設(shè)計的對比分析

從技術(shù)指標(biāo)的角度來看，風(fēng)電場道路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)與市政道路設(shè)計的城市支路設(shè)計指標(biāo)幾乎相當(dāng)，二者在基礎(chǔ)交通工程設(shè)計原則上的一致性，同時也反映出在不同類型的道路設(shè)計中，雖然服務(wù)對象和環(huán)境有所不同，但基礎(chǔ)的設(shè)計理念和技術(shù)指標(biāo)仍然遵循相似的規(guī)律。由表2、表3可知，由于風(fēng)電場道路設(shè)計所需承載的車輛在尺寸和重量上較市政道路設(shè)計車輛要大，因此在道路平面加寬的取值上，二者存在較大的差異[7]。風(fēng)電場內(nèi)往往需要大型設(shè)備和重型車輛的通行，這就要求道路在設(shè)計初期就必須考慮更為寬闊的通行空間，以確保設(shè)備的順利進(jìn)出和安全行駛，這種設(shè)計思路的差異，既是出于對不同交通需求的適應(yīng)，同時也是為了優(yōu)化使用效率和安全性。此外，風(fēng)電場與市政道路的橫斷面設(shè)計上也存在差距，市政道路一般會設(shè)有路緣石，其設(shè)計目的在于引導(dǎo)行車并保護(hù)道路結(jié)構(gòu)，路緣石的設(shè)置使道路的行車道部分標(biāo)高低于兩側(cè)的邊緣；而在高山風(fēng)電場的道路設(shè)計中，中心線則被設(shè)計為標(biāo)高最高點，行車道兩側(cè)并不設(shè)路緣石，既是為了減少了施工復(fù)雜度，也是為了在一定程度上提升行車的流暢性，降低重型車輛通過時的阻力。盡管二者在橫斷面設(shè)計中因為排水方向的不同而存在一定的差異，但在平面和縱斷面的設(shè)計中，二者的技術(shù)參數(shù)基本取值顯得相當(dāng)，這顯示出無論是在何種道路條件下，駕駛安全和使用便捷都是道路設(shè)計的重要目標(biāo)[8]。

4"結(jié)語

在對高山風(fēng)電場和市政道路設(shè)計的研究中發(fā)現(xiàn)，二者均是既要滿足運輸需求，又要考慮生態(tài)保護(hù)與地方發(fā)展之間的平衡，通過科學(xué)合理的設(shè)計，在降低運輸成本的同時，將對環(huán)境的影響降至最低。不同的道路類型影響設(shè)計方案的選擇，而根據(jù)車輛特性、環(huán)境條件等因素進(jìn)行合理設(shè)計，則是確保道路功能高效與安全的關(guān)鍵。在推進(jìn)綠色能源發(fā)展的過程中，沒有任何一項工程可以孤立存在，涉及道路的每一個決策都應(yīng)是綜合考慮的結(jié)果。

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