綠色循環低碳高速公路設計優化思路與方法

程 慧 敏

(山西誠達公路勘察設計有限公司,山西 太原 030006)

0 引言

隨著社會的不斷發展，我國的基礎建設水平不斷提高，截止到2015年我國已經擁有了11.19萬km的高速公路(已投入使用)。作為高速公路設計人員在進行高速公路設計時，應該堅持綠色循環低碳的環保理念，優化高速公路設計，實現社會發展與生態保護的有效平衡。

1 優化我國高速公路總體設計思路

根據我國汽車產業銷售的數量進行調查發現，我國的汽車數量呈現幾何倍次的增長，為了滿足我國交通發展的需求，我國大力發展高速公路建設，但這也帶來一個顯著的問題。汽車尾氣污染嚴重，對于高速公路的環境產生了重要的影響。同時高速公路在建設的過程中會對沿線的植被、地形、生態造成一定的破壞，引發當地生態保護與基礎建設的沖突。

綠色循環低碳高速公路，是指在高速公路使用周期內，從設計、建設及運營將綠色、循環、低碳作為其發展的重點，確保主體工程在使用周期內最大限度的降低對周邊生態的影響。建設新型公路，需要高速公路設計者打破已有的思維模式，將綠色、生態、環保、低碳、高效等多項因素融合到設計理念當中，結合工程建設的實際情況，通過不斷的優化設計方案、組織、管理達到節約資源、降低生態破壞、提高工程的使用壽命等諸多目標[1]。

2 高速公路主體設計工程的具體優化方法

2.1 做好高速公路工程設計規劃

1)綜合考慮公路投入使用時遇到的問題。

高速公路在設計的過程中不僅要考慮實地工程施工地點地理因素、位置因素、氣候因素，還要充分的考慮到工程投入使用后，使用耗損以及路基損壞造養護成本投入。為此高速公路設計人員在進行公路設計時，應該長遠考慮高速公路建成后后續投入資本問題。高速公路施工人員在線路的設計與安排上盡量選擇線路短、新技術、新材料的高速公路建設方案，通過減少高速公路建設里程，減少汽車運行的排放量從而達到節能減排的目的。

2)全面考慮公路建設過程中的客觀因素。

高速公路在建成后需要保證工程施工質量、路面平整、路基穩定，提高高速公路的使用周期，達成綠色優化設計高速公路方案的目的。高速公路設計人員在設計路線的過程中，盡量要避開不良地質地段，降低施工的技術難度與施工成本。同時盡量選擇地勢相對平緩的地理位置，確保投入使用后該路段的行車安全，但線路的設計要秉承著“少占耕地，少占林地、不占農田”的施工設計原則[2]。

3)根據當地的實際建設情況選擇高速公路設計的指標。

高速公路在建設的過程中不僅要考慮到客觀的自然因素，更要考慮到工程造價成本、工程技術水平、工程實施的可行度，合理的選擇技術指標。對于地理位置相對復雜的高速公路建設地段，高速公路設計人員要將工程建設分為多個部分進行分段設計，每個設計地段采用不同的設計標準，增強設計方案與工程建設適配度。對于地理位置十分復雜且無法避開的地段進行工程設計時，工程設計人員可以通過建設工程規模、縮減最小圓曲線與豎曲線半徑、降低最大縱坡與安全指標的標準。高標準不僅可以帶來高品質，也可以加大施工難度，造成高速公路工程施工方案的不可行性，為此結合當地的實際地質情況有針對性、合理的選擇高速公路設計指標，才是推進高速公路設計方案可行性的重要方式。

4)優化公路路基設計。

高速公路路基是確保公路質量的重要基礎建設項目，如果高速公路路基設計不合理，就會導致高速公路在投入使用的過程中出現路面移位、裂縫，極大的減少了工程使用周期，過高的高速公路路基也會給當地的地理環境造成破壞。為此高速公路工程設計人員在設計路基時，可以在保證工程質量的同時，降低路基的整體高度，減少路基工程建設對于周邊地貌的破壞，并通過優化高速公路坡邊設計等多種方案，達到節約土地資源的目的。

2.2 優化高速公路路面與路基的設計

高速公路工程設計人員在進行路基的設計中，可以考慮使用周邊工程的廢棄渣土、碎石作為高速公路路基填筑過程中的原料。尤其隧道工程建設的過程中會挖掘大量的土方，形成廢棄渣土、碎石。高速公路在路基填筑工程建設中就可以將這些廢舊渣土、碎石作為填筑的材料進行路基填筑，實現廢舊資源的有效利用，符合我國綠色循環低碳的高速公路設計理念。

2.3 科學設計橋涵立交

高速公路工程設計人員在設計的過程中應該秉承綠色優化低碳設計理念，盡可能的降低橋涵立交的規模，避免在同一地域內集中排放汽車尾氣。高速公路工程設計人員在設計橋涵立交時，應該充分的考慮到當地的地形條件與汽車流量，通過合理優化橋涵組合結構以滿足綠色設計，節能減排的目的。同時設計人員在針對當地的地形設立橋涵路線時，應該注意盡量建少對自然環境的破壞，增強設計路線與地形的適配度，達到工程與自然的有效融合，對于橋涵中的主橋梁建設，盡量減少橋梁的跨度，降低工程成本、工程規模對周邊自然環境的影響，對于一些特殊地段的自然保護區高速公路進行設計時，還要考慮到橋涵建設后對于周邊自然環境破壞后的重建工程，從而將環保綠色工程納入到高速公路工程設計中。圖1為環保綠色橋涵設計概念圖。

2.4 綠色循環低碳設計理念的有效融入

1)加強對綠色循環低碳設計理念的重視。

高速公路工程設計人員在進行工程設計時要加強對綠色循環低碳設計理念的重視，構建高速公路工程與自然的和諧發展關系，并在設計階段盡可能的減少對周邊生態環境的影響，將綠化建設工程、生態恢復工程融入到高速公路工程設計當中，如：部分高速公路在建設的過程中通過在將草、喬等植被種植到高速公路路基旁的坡圖上，既能夠起到美化環境的作用，又能夠起到防風固沙、固碳釋氧的作用。

2)注重高速公路建設與自然的協調。

高速公路設計者在進行工程設計的過程中既要考慮到工程造價、工程質量，也要將生態環境保護理念融入到設計當中，注重高速公路工程與自然環境的協調，讓高速公路成為景觀的一部分，而不是自然景色的破壞者。為此設計人員在設計的過程中盡量減少工程規模與人工造景，通過植物造景的方式加強高速公路建設與自然的協調[3]。設計者通過互通綠化的方式將高速公路工程更好的融入到工程建設當中，如在工程建設之前在原有地面進行片植、大樹種植等多種方式弱化人工景觀的突兀性。

3)結合當地自然環境合理選擇植被。

高速公路工程設計人員在對考慮工程的綠化時，需要結合當地的自然環境合理的選擇植被，最好選用當地的本土化植被，并選用綠色裝飾性強、病蟲害少、易于養護、價格適宜、碳吸收能力強的植被。

3 高速公路附屬工程的設計優化

3.1 對于高速公路工程安全設施進行合理設計優化

設計人員在針對安全設施進行設計優化時，應該堅持以人為本的設計理念，在安全設施設計上考慮到人們的實際需求。如在高速公路的兩側設計防護欄，防止附近居民誤入高速公路威脅生命健康，并在高速公路的中間地帶建設活動防護欄以減少翻車事故造成多車道的連鎖安全事故。

3.2 ETC車道的設計

ETC是目前我國乃至世界上收費方式最先進的一種設計，ETC技術具有智能車輛識別系統，能夠對通過的車輛上的電子標簽及其他技術手段，實現后臺技術的自動化收費。ETC技術的應用對于我國高速公路附屬工程優化有著非常重要的意義。

3.3 采用太陽能現代能源技術優化機電工程

隨著太陽能源應用技術的發展與成熟運用，實現了我國高速公路工程建設的有效優化。高速公路工程設計的過程中會涉及到隧道設計、橋涵設計，照明系統也就成為了高速公路工程設計中的必要組成。設計人員可以通過利用太陽能源，安裝光伏發電系統實現對公路隧道與橋涵的照明，并滿足高速公路工程的其他用電需求。

4 結語

隨著社會的發展，人們環保意識的增強，社會各行各業將綠色理念融入到行業發展當中。高速公路工程在設計的過程中應該堅持綠色循環低碳高速公路設計理念，從而優化思路與方法，促進社會和諧發展。