新理念設計在綏滿高速公路中的運用

呂 婧

(內蒙古交通設計研究院有限責任公司，內蒙古 呼和浩特 010010)

綏滿國道主干線阿榮旗(黑蒙界)至博克圖段高速是國家高速公路網中的“第一橫”，也是內蒙古自治區“三橫九縱、十二出口”干線公路的重要組成部分，是交通運輸部第三批公路勘察設計典型示范工程項目之一。本項目第二合同段基本沿舊國道301線南側布設，起點位于呼倫貝爾市阿榮旗查巴奇西北約3.5km處，樁號為K75+000。終點位于博克圖，樁號為K161+369.304，路線全長86.032km。全線采用雙向四車道高速公路技術標準，設計行車速度100km/h，整體式路基寬26.0m，汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。

該高速公路位于內蒙古呼倫貝爾市境內大興安嶺林區，沿線草高林密，地表植被良好，分布有林海、草原、山巒、河流、湖泊，景觀優美，景觀元素豐富，層次分明，具有濃郁的地域特色。設計過程中需重點解決以下幾個問題：節約用地、少占林地、保護環境及景觀設計是本項目需要重點考慮的問題；路線基本沿舊國道301及阿倫河河岸布設，多次跨越阿倫河，橋涵構造物偏多；在經過低洼地段和山間陰坡時，存在大量的島狀凍土、涎流冰、濕軟地基等不良地質；區域降雨量較大，排水防護要求高；嚴寒地區，極端最低氣溫-39.8℃，對路面結構層的抗凍性能要求較高。

以上多種因素造成該項目設計復雜，難度大，常規的設計思維方式已經不能滿足項目的要求，必須采用創新的理念設計。

1 新理念設計

針對以上問題，設計之初即提出了充分采用“新理念”設計，建設一條“人與自然和諧發展的生態環保高速公路”的總體目標，以及“保護自然、回歸自然、融入自然、享受自然”的建設思路。尊重地區特性、使公路管融入自然，最大限度體現大興安嶺和呼倫貝爾草原的地域特色，保持原有自然風貌，不留人為雕琢痕跡。

1.1 路線設計

在路線設計過程中，貫徹執行“公路建設與環境保護并舉，公路發展與自然環境和諧”的新理念，采用“勢”的理念。路線設計盡量降低路基高度，節省占地，避免大填大挖對環境產生破壞，同時盡量避繞濕軟地基、涎流冰、島狀凍土等不良地質。由于設計過程中始終把握新理念，公路建成后路線線形與自然環境相吻合、相連貫，平滑平順，自然流暢，極目遠眺，路與草原藍天相連，給人心曠神怡的視覺效果。

1.2 綠化設計

按照“不破壞就是最大的保護原則”新理念，路基防護以植物防護為主，摒棄園林綠化手法，防止水土流失。充分利用本項目第一合同段科研課題《大興安嶺高寒凍融地區路塹邊坡生態修復技術研究與示范》的最新研究成果，選取本地植物和適應當地環境的植物作為綠化物種，保證了物種的本土化和多樣化，提高了公路綠化的生態效益和景觀效果。

1.3 路基路面設計

根據區域氣候及路基填料的特點，結合典型示范工程的要求，確立“簡約實用”的建設理念，經多方論證，因地制宜確定設計方案。設計中明確墊層材料的含泥量、最大粒徑等原材料要求及施工工藝，上、中面層用瀝青采用A級90號道路石油瀝青，基層頂面不設改性乳化瀝青稀漿封層，在基層頂面設一層改性乳化瀝青透層，面層間設兩層乳化瀝青黏層。采用Superpave瀝青混合料設計系統進行設計，加強路面材料料場調查，選用合適的路用材料，全線設置防凍墊層，保證路面結構層內的排水設計。公路建成后，路面平整度好，裂縫少，抗凍性能高，行車舒適，技術效果明顯，經濟效益良好。

1.4 橋涵設計

路線基本與阿倫河并行，兩側均為阿倫河支流，阿倫河位于大興安嶺東南麓，是嫩江右岸一級支流，內蒙古境內流域面積4 636km2，河道長度199.8km，河道常年流水，河水清澈，是項目區的主要環境敏感點。路線共跨越阿倫河7次，為充分保護阿倫河兩側濕地，在關鍵的環境敏感點，設計采取以橋代路的方案，第二合同段共設置大橋1 310.4m/10座、中橋617.4m/10座，小橋348.5m/17座，橋梁占比達到2.647%。同時，為減少橋梁施工對當地環境產生破壞，橋梁上部結構全部采用工廠化集中預制，基礎采用鉆孔灌注樁基礎，所有橋梁均不設置系梁，避免基礎開挖破壞濕地環境。

1.5 防護設計

在防護設計中，實現了圬工防護向植物防護為主的理念轉變，除個別土質和較低路塹邊坡采用自然生長外，路塹邊坡全部采取掛網噴播技術防護。路堤邊坡防護則直接采用撒草籽蓋土方式的植物防護，使邊坡與公路用地范圍外的草地自然銜接。對石質路塹段落利用依托該工程的交通部西部科研項目《大興安嶺高寒凍融地區路塹邊坡生態修復技術研究與示范》，全部采用掛網后進行厚層基質噴附或有機混材噴播兩種防護形式，保證了石質邊坡與周圍環境相協調。公路建成后，邊坡特別穩定，與公路用地范圍外的草地自然銜接為一體，景觀宜人。

1.6 排水設計

在排水設計中，實現從僅考慮排水功能到兼顧安全、美化的多種排水方式的理念轉變。處理路基排水和路面排水設施時，突出的要點就是“隱”，盡量不外露，采用鋪礦石、淺碟式、綠化遮擋式等，來弱化人工痕跡的處理方式。為減少圬工防護對環境的破壞，全線挖方段截水埂采取半砌或全土質截水溝型式，填方路段采取自然散排水和集中排水相結合的設計理念。由于全線挖方段截水埂采取半砌或全土質截水溝型式，既減少了圬工砌體，又達到了截水、美化路容的目的。全線挖方段路面排水采用混凝土邊溝加蓋板，既保證了排水順暢，又確保了行車安全。填方路段則采取自然散排水和集中排水相結合的方式。

1.7 特殊路基設計

沿線存在島狀凍土、涎流冰、軟弱土層等不良地質，均采用新理念、新工藝進行處理設計。在處理島狀凍土的設計過程中，充分利用了內蒙古交通設計研究院有限責任公司的成功經驗和科研技術成果，將表面50cm范圍內黏土層挖除，經過晾曬，待凍土層全部化通后拋填1.0m厚片石，然后采用強夯處理。通過強夯塊片石樁對地基進行加固處理，設計強夯樁體穿透地基下部黏土層，形成塊片石支撐樁，并起固結排水通道作用。公路建成后，路基穩定，未出現不均勻沉降、裂縫等病害，使用良好。涎流冰不良地質的處理技術本單位在類似地區亦處于領先地位，有成功的實踐經驗，設計主要采取以淺挖的路塹形式通過，挖深在2.0m左右，再輔以截水溝等其他工程措施。該技術方案具有造價低廉，實用可行的優勢，路線范圍內的涎流冰經過處理后，目前使用良好。

2 技術成效

2012年11月該公路順利通過驗收并通車運營，達到了交通運輸部典型示范工程的質量標準和綠色生態環保的要求，成為公路勘察設計典型示范項目的一個杰出作品。2014年榮獲內蒙古自治區2013年度《優秀工程勘測設計評選(工業、市政項目)壹等獎》，該項目是內蒙古自治區東北部開展的第一條典型示范工程，工程中應用的“新理念”設計，為內蒙古及東北地區后續公路建設做出了探索和示范。

根據該項目的成功設計經驗，內蒙古交通設計研究院有限責任公司編寫了“新理念”學習資料，內容包括設計創新、公路設計技巧、路側寬容設計提升道路安全性能、基本農田保護、林區公路建設環境保護、特殊路基設計、建設工程征占用林地審核與費用等，為內蒙古的公路建設起到起指導性作用，為國家貫徹落實公路建設“新理念”作出巨大貢獻。

通車運營以來，該公路路況一直良好，使用性能高，與沿線自然景觀完全融入一體，已經成為呼倫貝爾市一道靚麗的風景線。