基于環保理念的高速公路路線設計要點分析

摘要 綠色環保理念的逐步深入，對高速公路建設提出了更高要求。為有效提升現代高速公路路線設計的合理性，實現公路建設與生態環境的協調發展，文章基于環保設計理念，對高速公路路線設計要點展開綜合探究，闡述了高速公路選線理念、原則及影響因素，并依托某高速公路路線設計實例，對路線設計的技術標準、原則、節能、環保、節約土地等方面實施全方位分析，以期能有效提高公路設計水平，推動高速公路建設綠色、健康發展。

關鍵詞 高速公路工程；環保設計理念；路線設計；設計要點

中圖分類號 U412.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0180-03

0 引言

近年來，隨著交通運輸行業的不斷發展，高速公路建設取得突出成就，極大地方便了人們的生產生活，但隨之也帶來了環境污染、生態破壞等問題，嚴重威脅人類生存與發展。為有效降低公路建設對生態環境的影響，公路工程路線設計時，應充分考慮能源消耗、生態環境、社會環境、地質條件、交通需求等各方面因素，堅持綠色環保的設計理念，科學選線，合理布局，提高路線設計的合理性，從而實現公路建設與生態環境和諧共生的目標[1]。基于此，該文結合環保設計理念，針對高速公路路線設計要點進行分析，對提高高速公路路線設計水平具有重要意義。

1 基于環保設計理念的路線方案選擇

1.1 綠色公路選線理念

高速公路路線設計時，為了有效降低對土地的占用，應充分考慮各等級公路與鐵路共用線位。道路改建、擴建時，應最大限度地利用已有公路設施，盡可能地減少對土地的分割，合理避讓耕地、農田，保證路線選擇的科學性。為實現對道路沿線土地資源的有效利用，應科學實施改地、造田、復耕、取土、填土等措施。同時，為減少對已有土地的占用，應充分結合地形特點，采用低路堤、淺路塹設計方案。對公路建設過程中修建的臨時道路、項目部、拌和站等應實施全面利用，以有效避免重建。根據相關法律法規，公路建設應繞避自然、水源、環境保護區等敏感地帶[2]。為深入貫徹綠色環保理念，應科學做好對野生動植物、濕地生態及土地資源的保護工作，并加強道路排水設計，以有效增強路面徑流凈化效用。

1.2 高速公路選線理念

高速公路線路選擇應結合沿線地質、地形、水文、環境等進行統籌設計，并充分考慮經濟、環保、節能、土地利用、施工難易程度等各方面因素，經綜合比選確定最優路線。該環節作為公路工程建設最基本的工作，必須實施重點控制。

為保證路線選擇的合理性，應最大限度地提高勘查質量，并降低施工成本，對所有方案實施綜合比較，由淺入深、由整體到局部，逐步深入，從而選擇最佳設計方案[3]。

2 基于環保理念的高速公路選線原則與控制

2.1 基于環保理念的高速公路選線的原則

（1）對各種方案實施分析、論證，并綜合各方面因素實施比選，從而確定最佳設計方案。

（2）線路設計不僅要考慮安全性、舒適性，還應兼顧施工成本、施工難易程度、后期維護等各方面因素，科學搭配道路平、縱、橫斷面形式。

（3）線路選擇應盡可能減少對耕地、農田的占用，并與沿線環境相協調。

（4）途經動植物及水源保護區，應合理繞避，并確保線形合理。

（5）加強沿線地質、水文勘測，特別對于地理條件較差區域。

（6）最大限度地降低對生壞環境的破壞，保證項目建設綜合效益。

2.2 影響高速公路選線的主要因素

線路設計作為高速公路設計最關鍵的環節，選線合理性與否直接決定項目投資成本，對公路建設成敗具有重要影響，因此必須高度重視路線設計工作。在可持續發展理念下，高速公路線路設計應全面融入綠色環保理念，最大限度地降低對生態環境的破壞[4]。

（1）能源消耗：各種路線能源消耗因路線設計不同，而存在顯著差異。為有效降低能源消耗，線路設計時應遵循綠色環保理念，實現節能環保的目標。

（2）生態環境：公路運營年限與生態環境息息相關，其影響主要包括兩個方面，即施工期影響與運營期影響，具體表現在道路施工、運營階段對水體、動植物等影響。因此，線路設計時應兼顧經濟、環保效益，實現公路建設與生態環境的和諧發展[5]。

（3）社會環境：公路工程作為重要的交通設施，對社會經濟發展具有重要影響，并在一定程度上決定社會環境變化，具體體現在人員就業、資源開發、經濟發展、醫療教育等諸多方面。因此，公路線路設計時，應廣泛征求社會各界人士意見和建議，提高設計合理性，降低不良影響。

（4）地質：因山嶺重丘地段地形復雜、地質條件較差、地勢起伏較大，極易產生地質災害，如山體滑坡、坍塌、泥石流等，對公路建設造成不良影響。因此，公路線路設計時，應盡可能避開此地段，如實在無法繞避，應采取科學有效的防護措施，保證公路建設及運營安全。

（5）地形：公路工程具有線長面廣、環境復雜等特點，線路設計時通常會遇到山嶺重丘地帶和平原微丘地帶。山嶺重丘地帶對線路設計影響較大，顯著增大施工難度，增加工程量和施工成本。而平原微丘地段則對線路設計影響較小，因此，線路設計時應全方位進行比選。

（6）計算行車速度：計算行車速度是確定公路設計標準的重要依據，同時是道路運營時限速的主要依據[6]。

（7）交通量：公路設計時應充分考慮交通量的運輸需求，通過科學手段對交通量實施預測，從而科學確定道路交通等級。

3 路線設計應用

3.1 工程概況

某高速公路項目起止樁號為K0+000～K36+291，設計總里程36.291 km，包含連接線樞紐互通立交2 座、普通互通立交7 座。

3.2 地質情況

因道路沿線地勢起伏較大，地質條件較為復雜，分布堆積平原區（I）之沖湖積平原亞區（I1）。中部主要由沖湖積、海積黏土、沖洪積含黏性土礫砂及圓礫等組成，下部則主要為淤泥質土，地表為沖湖積粉土。因基巖深度較深，巖性為泥質粉砂、白堊系下統凝灰質砂及砂礫。

3.3 路線設計方案

3.3.1 路線技術標準

主線：三環北路（起點）與周邊高速連接段：設計時速為80 km/h，采用雙向四車道布置，道路寬為26.0 m。互通立交下部空間：

（1）二環北路互通立交下部空間：設計時速為80 km/h，雙向六車道布置，為一級公路標準，道路寬為40.5 m。

（2）終點位置互通立交下部空間：設計時速為60 km/h，采用雙向六車道布置，一級公路標準設計。

3.3.2 路線設計的基本原則

路線設計應堅持節能環保的可持續設計原則，選定道路線形后，嚴格按照沿線地形特征合理開展縱斷面設計，針對互通立交、交叉路等重要部位應科學確定技術參數。

為確保總體線形連續性，以行車速度為標準對線路安全性能實施評估，并對鄰近線路技術指標極差實施科學把控，實現線路連接平順的目標[7]。

3.3.3 主線節能設計

耗能分析：公路工程建設過程中機械設備耗能主要包括一次性能量消耗和二次性能量消耗。其中一次性能量消耗設備相對較少，主要是由施工材料拌和設備消耗煤炭資源。而二次性耗能設備占比較大，施工中消耗的能源以汽油、柴油、電力為主；從節能角度來看，一方面選用性能優良的機械設備，確保其耗能情況符合國家或當地節能標準；另一方面，合理使用設備，降低能源損耗，避免設備空轉，科學控制設備能耗，達到最佳使用效果[8]。

該工程施工階段主要消耗能源包括燃油、電力兩種類型，其中道路、橋梁施工中采用的瀝青、混凝土、鋼筋、水泥等原材料均會造成能源消耗。按照工程投資預算對總體耗能實施分析計算，并根據當地類似項目耗能情況，最終得到該工程耗能結果為電能59 623 kW·h、燃煤902 t、汽油1 355 t、柴油88 445 t、重油6 817 t。

對安全性能實施綜合評估：道路總里程三分之一的設計為一級公路平曲線，線形技術指標與行車速度成正比，且都較大。但行駛速度與設計速度差值低于20 km/h，鄰近線路行車速度差值均低于10 km/h，道路整體行車速度差值為0 的路段占比較大，行車速度較為協調，路線銜接平順，所有技術指標滿足要求。

3.3.4 提升土地利用率

土地占用狀況：該項目施工用地主要為原始道路及綠化用地。其中，農用地為21.964 8 hm2，包含綠化用地19.355 4 hm2、耕地1.223 4 hm2、草地0.541 6 hm2、林地0.844 4 hm2；建設用地37.042 1 hm2，包含公路25.229 5 hm2、鐵路9.541 9 hm2、工礦2.270 7 hm2、荒地2.136 3 hm2。施工區域外安置用地及通信、電力設施用地3.512 2 hm2。提升土地利用率主要措施：因土地資源較為匱乏，該項目線路設計應盡可能減少對土地的占用。右轉專用道僅布設于地面線路與主線交接部位[9]。平面交叉部位設計應合理減小交叉口行車道寬度。人行道布設于互通立交下部，確保凈空高度滿足安全通行要求。互通立交方案實施應最大限度地避免新占用土地。

3.3.5 環境保護理念下的路線設計

該項目沿線生態環境較為完整。道路建設時，不可避免地對周邊環境造成一定的破壞，因此，應從線路設計、施工、管理等各環節實施控制，制定切實可行的防護措施，最大限度地降低對環境的影響。為有效確保道路建成后與沿線生態環境相協調，可通過設置景觀綠化，美化道路周邊環境，并通過植樹種草的方式對原生態環境進行修復，同時可采取如下措施保護生態環境。

（1）生態水源保護：道路排水系統遵循“ 流暢、隱蔽、綠色” 造型美觀的原則，確保交通運輸安全及視覺效果。生態水源保護區周邊的排水系統應合理布局，為防止對水體造成污染，路面排水系統采用節能、環保、高效的污水處理系統，即污水截流及應急處理系統，對地表徑流實施全面收集，并進行統一處理。

（2）路面結構可再生：路面設計應堅持“ 節能、環保、可再生” 原則。在進行路面結構設計時，在保證路面性能滿足使用要求的前提下，合理選用路面結構形式及施工材料。玄武巖纖維SMA 改性 瀝青混合料具有節能環保、使用性能好、可再生、污染少等優點，能有效降低后期維護成本，滿足可持續發展的基本要求，道路結構設計時，可將其作為上面層材料[10]。

（3）邊坡生態防護：該項目基于綠色公路建設理念，基邊坡防護采用客土噴播及框架植草生態防護，并結合現場實際地質、環境條件，局部位置采取生態加筋擋土墻進行防護。

（4）為防止人工景觀綠化對現狀生態環境造成的不良影響，實現生態環境修復的良性循環，對道路沿線生態物種進行全面調查，充分了解各種植被生活習性及特征，選擇根系發達、成活率高、綠化效果好且與周邊植被和諧共生的植被草籽，合理規劃，科學種植，建立物種類型豐富、生態和諧的道路生態系統。

4 結語

綜上所述，隨著可持續發展與節能環保理念的持續深入，生態環境保護已成為公路項目設計、施工的重點考慮因素。公路工程設計時應科學融入綠色環保理念，綜合考慮能源消耗、生態環境、社會環境、地質條件、交通需求等各方面因素，科學選線，合理布局，提高路線設計的合理性，最大限度地降低對沿線生態環境的影響。同時，高速公路建設時，應注重橋梁、隧道與路基的科學銜接，加強生態水源保護，合理選擇路面結構形式及施工材料，實現路面結構的循環利用，并科學做好邊坡防護和生態恢復工作，實現公路建設與生態環境的協調發展。

參考文獻

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