綠色高速路線設計方案評價體系研究

李泓韋

（中咨華科交通建設技術有限公司,北京 100024）

0 引言

截至2022 年底，全國公路總里程5 354 800 km，其中高速公路177 300 km，高速公路成為人們出行方式的重要選擇之一，尤其是國家節假日7 座以下(含7 座）小型客車通行收費公路免收通行費政策的出臺，讓高速公路出行變得越來越普遍。近年來，雖然高速路線規模的不斷擴大給社會經濟發展帶來了量的提升，但由于在路線方案設計階段缺乏較為綜合全面的考量，給不少高速沿線地區的生態環境造成了不可逆破壞。因此，隨著高速路線的不斷發展，高速路線的設計理念也需要不斷進步，綠色高速路線設計是踐行建設環境友好型社會、構建綠色生態出行的必然要求，目前國內有關綠色高速路線的設計還處于探索研究階段，存在著評估體系不健全等若干問題[1]。為了有效提升我國綠色高速路線設計方案，優化設計方案的評價體系，該文通過介紹綠色高速路線設計的理念及要點，構建綠色高速路線評價體系的一、二級指標，利用模糊綜合評價法對某高速的5 種設計方案進行了綜合對比分析，確定了與設計單位相一致的高速路線設計方案，達到了建設綠色高速路線的目的。

1 綠色高速路線設計理念及要點

為了實現環境友好型社會的建設目標，綠色、低碳、可持續的高速公路成為我國未來交通基礎設施建設領域的重要發展任務。隨著國家交通部〔2016〕93 號文《關于實施綠色公路建設的指導意見》出臺，建設以質量優良為前提，以資源節約、生態環保、節能高效、服務提升為主要特征的綠色公路，實現公路建設健康可持續發展的任務目標被提上日程。然而在過去的高速路線設計過程中，大多數設計人員只對路線區域內的交通功能和沿線城市的經濟帶動效應有所關注，秉持著先開發再修復的態度進行路線設計，為順利推進工程進展，肆意進行大開大挖。綠色高速路線設計在項目的可行性研究階段就需要將綠色、低碳、可持續發展的理念融入其中，將路線沿線范圍內的生態、經濟、社會等各方面因素綜合考慮進去，從而能夠確定最有利的高速路線設計方案，以達到高速路線與周圍生態環境有效融合的目的[2]。同時，綠色高速路線設計要貫穿整個高速路線的規劃、設計、建設、運營等全生命周期，讓綠色可持續的高速路線真正得以發展。綠色高速路線全生命周期過程如圖1 所示。

圖1 綠色高速路線全生命周期

綠色高速路線設計是依據原有的高速路線設計原則和方法，在新形勢下不斷發展和演變而來的，綠色高速路線在方案設計過程中需要考慮以下幾點：首先是在高速路線設計的可研階段，嚴格謹慎地分析此項工程對環境的影響作用，在對比不同的路線設計方案后，確定最優的綠色高速路線方案提供給建設方。其次是考慮綠色高速路線的經濟性，在確保高速路線的安全性能和基本通行功能的前提下，爭取以最小的工程建設量來實現高速路線的施工和運營。再次是在路線的選擇設計時將平縱線性考慮其中，并結合基本農田規劃紅線，做到盡量少占用基本農田。同時，高速路線的經濟、社會價值也同樣需要考量，在路線方案設計選擇時要將公路沿線的經濟產業區、風景旅游區等眾多因素考慮在內，提升路線的經濟社會價值，不能單純地以保護生態環境為目的而盲目擴張路線范圍，造成社會資源的浪費。最后，需要對路線方案加強評審工作，選擇較為環保的建筑原材料來減少對沿線生態環境的污染和破壞。

2 綠色高速路線設計評價體系及應用

綠色高速路線設計方案評價指標相對較多，從不同的維度分析可以劃分為一級評價指標和二級評價指標。一級評價指標主要包含安全指標、技術指標、經濟指標、節能指標、環境影響指標等[3]。二級評價指標相對較多，主要包含平曲線最小半徑、平縱線性組合、縱坡角度、行車視距、路線總長、橋梁隧道總長、工程造價、投資回收期、經濟凈現值、工程建設能耗、公路運營能耗、地貌結構改變量、自然資源影響、生物多樣性影響等指標。

安全指標是高速路線設計方案評價中需要考慮的最基礎指標，只有在確保高速路線能夠安全通行的前提下，其他指標才可進行評價。車輛在高速路線規定的車速范圍內行駛過程中，路過彎道時會出現側滑情況，平曲線半徑越大，車輛過彎出現事故的概率也就越小。平縱線性對車輛駕駛員的心理干擾影響很大，良好的平、縱組合可以使駕駛員保持連貫舒暢的感受。高速路線設計時盡量避免縱坡角度過大的情況，以防交通事故的發生。足夠的行車視距長度可以給車輛駕駛員在面對突發狀況時留下充足的調整時間，在受地形等條件限制的不良視線路段確保最短安全視距，是判斷路線設計好壞的重要指標。

技術指標是高速路線設計方案評價體系中的重要指標之一，合理地選用技術指標，是評價高速路線設計方案優劣的重要依據。路線總長指的是路線方案從起點到終點的實際距離長度，對工程的造價、工期、工程量等有直接影響。橋梁隧道總長越長，表明整個工程的施工難度越高，工程量和工程造價會大幅度提高。工程造價能夠較為直接地反映整個高速路線建設的成本支出，造價越低，路線方案越好。

經濟指標分為投資回收期和經濟凈現值。投資回收期即高速路線建成后的凈收益與高速路線總投資額持平所需要的時間。經濟凈現值則可以反映出項目建設過程中經濟效益的經濟指標。

節能指標分為工程建設能耗和公路運營能耗。工程建設能耗即高速路線建設工程中的能源消耗，是能夠直接測算的。公路運營能耗指的是維持高速公路運營所必需的能耗。

環境指標是綠色高速路線設計方案的重要評價指標，是確保生態環境和諧穩定的重要參考。在高速路線設計過程中，會遇到山嶺、丘壑等無法繞開的自然地理環境，不得不進行開挖、填充等造成地貌形態變化的施工，會使原有植被遭到破壞，土壤風化流失。高速路線施工過程中，路基的開挖與鋪設可能會對沿線的水、土、空氣、聲環境產生不良影響，甚至在潛移默化間對沿線的生物多樣性產生嚴重破壞，改變當地自然種群原有的發展規律[4]。

通過構建上述綠色高速路線設計方案評價指標，采用較為通用的模糊綜合評價法來對某高速路線的多個設計方案進行評價研究，該高速路線的主要技術指標如表1所示。

表1 工程主要技術指標

根據高速路線地形地質條件、沿線的城市區域分布以及預算投資資金，共擬定了5 條路線方案，分別是A、B、C、D、E，其中方案A 有助于推動落后地區的經濟發展，與省道相連，施工條件較好，但此方案總里程較長，且橋梁隧道總長較長，施工難度大；方案B 有助于推動起點附近城市的經濟發展，但此方案會穿越某自然保護區，對自然環境造成一定破壞。方案C 與某立交相連，對沿線地區的經濟發展能起到較好的帶動作用，但此方案會穿過某旅游度假區，對自然景觀有一定的破壞性，同時會途經某水庫上游，對此水庫的水質有破壞作用；方案D 途經沿線地形較為平坦，橋梁隧道總長較短，施工難度較低，同時靠近某機場，方便乘客換乘。但路線離主城區較遠，無法帶動當地的社會經濟有較大的發展，同時該路線起點位置較為偏遠，導致路網規劃布局不夠合理。方案E 路線位于某水庫下游，對水資源破壞性較小，起點在東線高速路線中部，能夠將路網較好地串聯起來，沿線地形較為平坦，橋梁隧道總長較短，施工難度較低。但此方案沿線施工建設條件較差，尤其是與某高速相交的立交建設地形復雜，施工難度較大。設計單位擬以方案E 為建設施工方案。

圖2 和圖3 給出了上述5 種方案中路線總長和工程造價兩項較為重要的指標，從圖中可以看出，方案A 的路線長度最長為95.632 km，且工程造價最高為859 876 萬元，為最不利的設計方案，方案D 路線長度最短為81.726 km，工程造價為784 595 萬元，方案E 路線長度為84.517 km，工程造價最低為748 764 萬元，較其他4 種方案比，可大大節省工程開支。

圖2 各方案路線長度對比（km）

圖3 各方案工程造價對比（萬元）

通過采用模糊評價法對各個方案的各項指標進行綜合對比分析，對比結果如圖4 所示，可以看出方案E 的評價結果數值最高，表明方案E 能夠在實現高速路線安全、節約工程成本的基礎上，同時最大限度地與公路沿線的生態環境協調適應，達到了綠色、可持續建設高速路線的目標，為該高速路線設計的推薦方案。方案D 的評價結果數值最低，表明方案D 雖然在路線長度、工程造價等安全、技術指標上具有一定的優勢，但綜合生態環境等其他指標來看，為最不利選擇。

圖4 模糊評價法綜合對比

3 結語

該文通過介紹綠色高速路線設計的理念及要點，構建綠色高速路線評價體系的一、二級指標，利用模糊綜合評價法對某高速的5 種設計方案進行了綜合對比分析，確定了與設計單位相一致的高速路線設計方案，可以得出以下結論：

（1）基于綠色高速路線設計理念及要素，構建了包括安全、技術、經濟、節能和環境在內的5 個一級評價指標和14 個二級評價指標，在傳統高速路線設計的基礎上，將高速路線對自然資源和生物多樣性的影響考慮進去，力圖充分體現出綠色、可持續的高速路線發展[5]。

（2）項目路線的5 種設計方案中，雖然方案D 能夠做到總路線長度最短且工程造價不高，但綜合需要結合環境、節能等評價指標。模糊評價法計算得出的綜合評價結果卻不甚理想。方案E 相比于其他4 種方案，由于在環境、節能指標上有較為突出的表現，通過模糊評價法計算得出的綜合評價結果優于其他4 種方案，能夠達到建設綠色高速路線的目的。