“雙碳”目標(biāo)下綠色生態(tài)道路設(shè)計(jì)探索與創(chuàng)新實(shí)踐
——以廣陽大道為例

朱曉東，左貴強(qiáng)

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市 300074）

0 引言

隨著國家生態(tài)文明建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)的大力推進(jìn)，綠色低碳已成為社會(huì)發(fā)展的核心理念。道路作為服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生活的公共基礎(chǔ)設(shè)施，以其便捷直達(dá)、通達(dá)深度廣和覆蓋面積大等特點(diǎn)在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中起著主導(dǎo)作用，是資源密集型和對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大的交通設(shè)施。截至2022 年底，全國公路通車總里程達(dá)535.48 萬km，其中高速公路通車總里程達(dá)17.73 萬km，居世界第一。與此同時(shí)，我國城市化進(jìn)程不斷加快，新建、改建城市道路數(shù)量也在日益增長。如何將道路工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系處理好，促進(jìn)道路工程與自然環(huán)境、人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，是我國道路工程踐行生態(tài)文明建設(shè)、落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)面臨的主要問題。

綠色生態(tài)型城市道路是目前城市道路轉(zhuǎn)型的主要方向。其內(nèi)涵是實(shí)現(xiàn)道路與環(huán)境的良好交互，降低道路對(duì)自然環(huán)境的不利影響，同時(shí)還要體現(xiàn)以人為本的核心要義，最大限度地提升道路的服務(wù)品質(zhì)[1-3]。黨的十八大報(bào)告提出，綠色生態(tài)型城市道路建設(shè)要放到建設(shè)的首位，融合經(jīng)濟(jì)、政治和文化建設(shè)，形成立體化的發(fā)展部署[4]。因此，建設(shè)綠色生態(tài)型城市道路不僅是行業(yè)的訴求，也是新時(shí)代踐行生態(tài)文明思想的重要任務(wù)。

本文以重慶市廣陽大道為背景，基于工程項(xiàng)目深入剖析綠色生態(tài)道路內(nèi)涵，并從多個(gè)角度具體闡述綠色生態(tài)道路的設(shè)計(jì)策略，為綠色生態(tài)道路的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供支撐。

1 基本情況

廣陽大道生態(tài)修復(fù)及品質(zhì)提升項(xiàng)目位于廣陽灣區(qū)，此地近可觀江，遠(yuǎn)可望島，是重慶市廣陽灣智創(chuàng)生態(tài)城重點(diǎn)項(xiàng)目之一。廣陽大道是廣陽灣區(qū)連接通江大道、長江生態(tài)文明干部學(xué)院和東港片區(qū)的重要通行干道（見圖1）。該項(xiàng)目的主要任務(wù)是在原有廣陽大道基礎(chǔ)上，對(duì)道路實(shí)施新建、改擴(kuò)建及生態(tài)修復(fù)，對(duì)道路全線進(jìn)行綜合提升，形成一條岸綠景美、宜行宜游的“生態(tài)風(fēng)景道”。

1.1 工程規(guī)模

項(xiàng)目全長約13.084 km，按新建和改建規(guī)劃，將道路整體劃分為4 段：起點(diǎn)改建段（2.09 km）、苦竹溪大橋新建段（1.36 km）、港口大道改建段（6.6 km）、東港新建段（3.034 km）。道路等級(jí)為城市次干路，設(shè)計(jì)速度為40 km/h，雙向4 車道（遠(yuǎn)期預(yù)留雙向6 車道空間），紅線寬度為32 m，兩側(cè)景觀生態(tài)修復(fù)面積約65 hm2。

1.2 規(guī)劃要求

（1）智創(chuàng)生態(tài)城定位

廣陽灣智創(chuàng)生態(tài)城規(guī)劃布局約168 km2，以“長江風(fēng)景眼、重慶生態(tài)島”為戰(zhàn)略定位，規(guī)劃構(gòu)建“一島一灣、三城一鎮(zhèn)、兩屏村居、九廊交織”的城鄉(xiāng)空間格局。2019 年4 月，國家長江辦正式印發(fā)意見，支持在廣陽島片區(qū)開展長江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展示范，在習(xí)近平生態(tài)文明思想指導(dǎo)下，中國第一個(gè)生態(tài)之城、未來之城應(yīng)運(yùn)而生。

（2）廣陽大道定位

廣陽大道貫通廣陽灣片區(qū)南北，是區(qū)域內(nèi)重要的交通干道。作為島城縫合的重要紐帶，廣陽大道串聯(lián)苦竹溪公園、牛頭山公園、漁溪河公園以及廣陽灣生態(tài)修復(fù)工程等，立意以人民為中心，定位為高質(zhì)量發(fā)展的“生態(tài)風(fēng)景道”，打造生態(tài)文明創(chuàng)新示范道路的重慶“樣本”。

2 設(shè)計(jì)策略

綠色生態(tài)型城市道路設(shè)計(jì)需要以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，以道路系統(tǒng)的發(fā)展與環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)的發(fā)展相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)為目標(biāo)，綜合考慮道路全壽命周期全要素，最大程度地減少道路建設(shè)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)人、車、路、環(huán)境的和諧統(tǒng)一，為人們提供高品質(zhì)的道路環(huán)境使用空間[5-7]。

2.1 構(gòu)建智慧體系，實(shí)現(xiàn)全域精細(xì)化智慧管控

2.1.1 智慧交通

在中心人流集中區(qū)域設(shè)置2 處智慧斑馬線，按照端- 邊- 云的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓斑馬線真正成為人們生命安全的守護(hù)線；全線16 對(duì)公交站臺(tái)配套建設(shè)智慧電子站牌，以“互聯(lián)網(wǎng)+ 城市公交”為主題，與5G、AI 技術(shù)無縫銜接，實(shí)現(xiàn)車、路、人協(xié)同；采用自發(fā)光標(biāo)志系統(tǒng)、交通信息誘導(dǎo)發(fā)布系統(tǒng)、非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)、事件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀態(tài)的實(shí)時(shí)誘導(dǎo)和管控；通過實(shí)時(shí)的前端路側(cè)感知數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)以及自動(dòng)駕駛公交車輛分析的單車智能數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合，打造國內(nèi)首條全路段、高級(jí)別（L4）自動(dòng)駕駛公交系統(tǒng)。圖2 為車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛公交系統(tǒng)。

2.1.2 智慧市政

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以控制中心為核心，以終端控制器為重點(diǎn)，構(gòu)建市政基礎(chǔ)設(shè)施感知、運(yùn)行狀態(tài)感知的智慧市政設(shè)施系統(tǒng)（見圖3），監(jiān)控橋梁、邊坡、管道等設(shè)施健康狀態(tài)，對(duì)異常事件進(jìn)行預(yù)警，實(shí)現(xiàn)綠色化、低碳化、智能化。

圖3 市政基礎(chǔ)設(shè)施感知系統(tǒng)

2.1.3 智慧生態(tài)

廣陽大道景觀配置豐富，引入智慧園林設(shè)施進(jìn)行智慧生態(tài)管理，道路全線兩側(cè)綠化帶采用分段分區(qū)自動(dòng)輪灌（見圖4），灌溉覆蓋綠化面積約12 萬m2。利用傳感器動(dòng)態(tài)感知土壤濕度、管道流量、環(huán)境氣象等變化并反饋A2C 控制系統(tǒng)，基于云端智能控制+ 日常灌溉程序?qū)崿F(xiàn)灌溉系統(tǒng)啟閉。

圖4 智能灌溉系統(tǒng)

2.2 踐行創(chuàng)新舉措，多頻助推精品工程提質(zhì)增效

2.2.1 綠色化道路改造

在道路線形設(shè)計(jì)時(shí)，充分利用既有通道資源，減少舊路改造對(duì)資源的消耗量。遵循可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念，對(duì)改建道路重要結(jié)構(gòu)物進(jìn)行調(diào)查及檢測(cè)評(píng)定，在滿足安全和功能的前提下，充分利用舊橋、舊擋墻、管線等既有設(shè)施；對(duì)改建段舊瀝青路面進(jìn)行廠拌熱再生利用（至全線瀝青下面層），對(duì)舊水穩(wěn)層進(jìn)行回收再利用（作為墊層材料），實(shí)現(xiàn)舊路資源節(jié)約和再生利用（見圖5）。

圖5 既有通道資源利用

2.2.2 生態(tài)道路建設(shè)

（1）以人為本，構(gòu)建安全便捷的立體過街系統(tǒng)。

全線設(shè)置3 處生態(tài)廊道、11 處人行下穿通道及19 處交叉口人行斑馬線，組合成綜合立體過街系統(tǒng)（見圖6），實(shí)現(xiàn)廣陽灣和生態(tài)城的多重銜接，可有效保障車輛和行人的出行安全，同時(shí)提高車行和步行的舒適度，實(shí)現(xiàn)由城入灣的“無界濱江”。

圖6 立體過街系統(tǒng)圖

（2）因山造勢(shì)，靈活布置綠色生態(tài)型橫斷面。

區(qū)別于常規(guī)道路斷面，設(shè)計(jì)采用了生態(tài)風(fēng)景道斷面（見圖7），車行道和人行道分合布置，提供充足的隔離空間[8-10]。路側(cè)隔離帶采用漸變斷面不規(guī)則布置，并結(jié)合地形設(shè)置海綿設(shè)施，消納地表徑流。人行道高程沿地形設(shè)置，可有效降低道路施工的填挖工程量，節(jié)約施工能耗和土地資源。（3）品質(zhì)提升，全層位提高路面功能性。

圖7 生態(tài)風(fēng)景道路斷面與常規(guī)道路橫斷面對(duì)比圖（單位：m）

在路面設(shè)計(jì)中：車行道創(chuàng)新性引入長壽命路面設(shè)計(jì)理論，建立復(fù)合式半剛性基層路面結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)長壽命設(shè)計(jì)目標(biāo)；人行道引入涼道新理念，采用降溫彩色透水混凝土（透水混凝土+CRP 涼頂鋪裝），結(jié)合霧噴系統(tǒng)，高溫季節(jié)可使路面降溫10℃以上，提高人行舒適度。此外，部分人行道路段還采用砂基現(xiàn)制透水路面，利用沙漠風(fēng)積沙改性功能材料，基于沙基微孔透水濾水創(chuàng)新技術(shù)，能夠使雨水迅速滲入地表，是一種新型生態(tài)、環(huán)保路面。圖8 為功能性道路效果圖。

圖8 功能性路面

（4）綠色出行，構(gòu)建全方位立體交通體系。

優(yōu)化公交站點(diǎn)布位，強(qiáng)化其與軌道交通無縫銜接。停車場(chǎng)與過街設(shè)施、公交車站緊密設(shè)置，減少步行距離。倡導(dǎo)綠色公交出行，路權(quán)分配公交優(yōu)先，預(yù)留智軌斷面，接駁城市軌道、地面公交、水上碼頭，共同構(gòu)建濱江上、中、下層次豐富的立體交通體系（見圖9）。

圖9 立體交通體系

（5）裝配高效，打造橋梁全預(yù)制拼裝新形式。

苦竹溪大橋采用預(yù)制裝配式施工工藝，該工藝具有綠色低碳、節(jié)能環(huán)保、施工效率高、節(jié)省工期等特點(diǎn)。橋梁跨徑總長256 m（跨徑組合為51 m+50 m+55 m+2×50 m），斷面寬24 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用裝配式鋼箱梁，魚腹式梁造型，梁高較矮，輕盈靈動(dòng)。橋墩采用優(yōu)美的圓形花瓶墩，墩上攀爬植物，使橋與廣陽灣公園融為一體。圖10 為苦竹溪大橋遠(yuǎn)景效果。

圖10 苦竹溪大橋效果圖

2.2.3 數(shù)字建設(shè)、BIM 技術(shù)應(yīng)用

按照BIM 設(shè)計(jì)的理念，打通工程不同階段的數(shù)據(jù)交換，在設(shè)計(jì)階段廣泛基于BIM 進(jìn)行場(chǎng)地分析、設(shè)計(jì)方案比選、設(shè)計(jì)校核、輔助出圖、設(shè)計(jì)工程量統(tǒng)計(jì)等（見圖11），有效降低設(shè)計(jì)遺漏，減少由設(shè)計(jì)引起的返工，提升項(xiàng)目協(xié)同能力，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

圖11 道路、橋梁工程參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用圖

2.3 做好生態(tài)修復(fù)，營造有機(jī)道路空間體系

2.3.1 縫合山水

在山體處理上，采用零挖填方的方法，盡可能避免工程對(duì)山體的破壞，同時(shí)利用生態(tài)工法修復(fù)山體破損創(chuàng)面，恢復(fù)生境，構(gòu)建生態(tài)廊道，以連接被割裂的山體和綠網(wǎng)系統(tǒng)，形成道路與周邊環(huán)境融合的自然風(fēng)貌（見圖12）。在水系處理上，打通周邊地表徑流，避免堆填河道，同時(shí)串聯(lián)苦竹溪、牛頭溪、漁溪河和回龍河，使水流匯入江島灣生態(tài)藍(lán)綠系統(tǒng)，形成生命通道（見圖13）。

圖12 廣陽大道生態(tài)修復(fù)效果圖

圖13 廣陽大道水系串聯(lián)圖

2.3.2 風(fēng)景營造

在重要連接節(jié)點(diǎn)和視線開闊的區(qū)域，打造鮮花大道（見圖14），尊重自然季相變化，模擬自然生態(tài)結(jié)構(gòu)，形成色相豐富的植物群落；根據(jù)視線關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)狀地形，在廣陽大道沿線彈性地營造森林大道（見圖15），將道路融入自然環(huán)境，弱化人工干預(yù)，豐富空間體驗(yàn)。

圖14 鮮花大道

圖15 森林大道

2.4 搭建減碳評(píng)估模型，探索工程節(jié)能減排路徑

依托廣陽大道工程，結(jié)合設(shè)計(jì)方案、筑路材料、施工設(shè)備/機(jī)具、運(yùn)輸車輛、施工活動(dòng)等，基于碳排放測(cè)算模型，對(duì)項(xiàng)目采用的廠拌熱再生、CRP 涼頂鋪裝、路域綠化碳匯等減排技術(shù)的減碳量進(jìn)行效益評(píng)估測(cè)算，分析其減排增匯潛力，有助于節(jié)能減排技術(shù)的決策，打造低碳品質(zhì)工程。表1 為減排技術(shù)降碳評(píng)估測(cè)算結(jié)果。

表1 減排技術(shù)降碳評(píng)估測(cè)算結(jié)果

3 總體方案

3.1 路線走向

廣陽大道北臨廣陽灣，串聯(lián)苦竹溪、牛頭山、漁溪河等自然風(fēng)光，沿線范圍內(nèi)生態(tài)基底優(yōu)越，生態(tài)要素多樣，擁有山、水、林、田、草等多種生態(tài)要素。為了保護(hù)自然原生風(fēng)貌，使道路有機(jī)融入生態(tài)空間，需要注意道路與周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)一，進(jìn)行島灣城一體化設(shè)計(jì)。

在具體設(shè)計(jì)中，遵循低影響開發(fā)理念，充分利用現(xiàn)狀道路，最大程度保證既有道路暢通，從而減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。設(shè)計(jì)線形基本與現(xiàn)狀彈廣路保持一致，道路建設(shè)不阻斷交通。在現(xiàn)狀港口大道段，基本完全利用現(xiàn)狀道路路基及邊坡，按現(xiàn)狀24 m 路幅控制道路設(shè)置，最大限度保護(hù)生態(tài)。

3.2 斷面布置

道路設(shè)計(jì)采用了生態(tài)風(fēng)景道斷面：車行道采用雙向4 車道，寬16 m，盡量利用老路既有路基；人行道局部外移，保證3 m 以上有效通行寬度，移入紅線外結(jié)合綠地綜合設(shè)置；其余空間結(jié)合現(xiàn)狀不規(guī)則布置綠化帶，并結(jié)合地形設(shè)置雨水花園、小微濕地、生態(tài)草溝等海綿設(shè)施。相比于常規(guī)的道路斷面，這種斷面人行道與車行道分合設(shè)置，行道樹組團(tuán)式布置，綠化效果自然鄉(xiāng)土，可最大程度地保護(hù)生態(tài)。此外，道路一側(cè)兩車道采用傳統(tǒng)瀝青路面，另一側(cè)兩車道敷設(shè)彩色路面，可為舉行節(jié)日慶典、馬拉松、自行車賽、年會(huì)等活動(dòng)提供空間場(chǎng)所，提高了道路的功能性和人文性。圖16 為廣陽大道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。

圖16 廣陽大道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖（單位：m）

3.3 路面結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目突破長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)、瀝青路面廢舊料再生利用等關(guān)鍵技術(shù)，率先實(shí)現(xiàn)全層位綠色低碳路面應(yīng)用：上面層采用排水降噪路表功能層，在集約化利用雨水資源的同時(shí)顯著提升路面服務(wù)水平；中面層采用HMAC-20 高模量瀝青混凝土，高溫穩(wěn)定性好，可以有效降低路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的車轍病害；下面層采用ATB-25 富油瀝青穩(wěn)定碎石，采用廠拌熱再生技術(shù)，可有效促進(jìn)瀝青路面廢舊料高效循環(huán)利用。圖17 為廣陽大道路面結(jié)構(gòu)圖。

圖17 廣陽大道路面結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

建設(shè)綠色生態(tài)型城市道路需要對(duì)道路與資源環(huán)境、道路與人文社會(huì)、道路與城市發(fā)展等多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)，發(fā)展綠色生態(tài)型城市道路有利于推動(dòng)資源節(jié)約、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)社會(huì)和諧、串聯(lián)城市生活。在資源和環(huán)境的雙重制約下，綠色生態(tài)型城市道路作為道路可持續(xù)發(fā)展的理想模式已經(jīng)成為道路建設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)和目標(biāo)。然而，從實(shí)踐來看，我國城市道路的建設(shè)大多還沒跳出傳統(tǒng)建設(shè)模式和機(jī)制，關(guān)注得更多的是“硬景觀”、“硬綠化”，對(duì)于生態(tài)學(xué)原理在道路中的應(yīng)用還缺乏相應(yīng)的思考，在建設(shè)過程中也面臨諸多的問題和挑戰(zhàn)。因此，對(duì)綠色生態(tài)型城市道路進(jìn)行研究，對(duì)于促進(jìn)道路高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)造高品質(zhì)生活、提高道路服務(wù)水平、落實(shí)國家“雙碳”戰(zhàn)略具有重要的意義。本文主要以廣陽大道為載體，深入闡述綠色生態(tài)理念在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以期為后續(xù)的工程項(xiàng)目提供一定的參考。