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绿色低碳可循环理念下的高速公路设计优化策略

2020-12-23蓝生斌

西部交通科技 2020年8期
关键词:低碳高速公路优化

蓝生斌

摘要:文章基于当前国内外高速公路绿色低碳可循环理念的研究成果,分析了绿色低碳公路的设计原则和理念,并提出了可循环的绿色低碳高速公路评价准则。

关键词:低碳;高速公路;设计;优化

中图分类号:U412.36+6A491714

0 引言

高速公路设计引入绿色低碳可循环理念是建设生态友好型社会发展的必然结果。我国目前关于绿色生态高速公路的设计还处于初步的探索阶段,但是仍然还存在着相关理念不清、评估体系不全的问题。为了进一步提高我国高速公路绿色低碳可循环设计理念,有必要建立起高速公路绿色设计的评价标准和体系,以供参考。

1 绿色低碳高速公路设计理念

为了更好地建设可持续生态社会,建设低碳、绿色可持续的高速公路已经成为我国交通建设领域未来的重要发展目标。根据2016年8月交通运输部颁布的《关于实施绿色公路建设的指导意见》,绿色可持续高速公路就是要坚持创新、协调、绿色、开放、共享的原则,来实现我国交通路网的转型和升级,来更好地实现我国的“四个交通”的发展目标。

对于绿色低碳可循环的高速公路设计理念而言,是在保证高速公路质量的基础之上新建高速公路能够实现资源节约、生态环保、节能高效、服务提升的目标。通过这样的生态节约型设计理念来促进低碳、绿色高速公路实现可持续的循环发展。

在传统的高速公路设计工作当中,往往只关注对路线区域交通功能和经济效益的审视。绿色低碳可循环高速公路的设计需要摒弃以往先开发再保护的理念,避免大开大挖。并且要在项目可行性规划阶段就介入,在绿色、低碳、可循环发展的理念下,综合考虑高速公路路线范围内的经济、生态、社会功能等各方面的要素,选择最佳的高速公路设计方案来实现高速公路路线最大程度地和环境相融合。同时,绿色低碳可循环的高速公路设计理念还需要贯穿整个高速公路的全寿命周期,如下页图1所示。通过全寿命周期的设计管理,统筹管理高速公路的规划、设计、建设、运营、管理、服务全过程,真正做到绿色低碳可循环发展。

2 高速公路设计原则和设计考虑因素

实际上,绿色低碳可循环高速公路的设计是在原有的高速公路设计方法和原则基础之上演变发展而来的。具体的绿色低碳可循环高速公路的设计原则和主要考虑因素如下:

2.1 绿色低碳可循环高速公路设计的原则

对于高速公路的设计工作而言,选线设计工作无疑是前提和基础。路线是高速公路的骨架也将直接影响整个公路的设计方案。绿色低碳可循环高速公路的路线设计需要从高速公路的路网功能出发,综合考虑路线所经区域的自然环境以及经济等各方面的因素。具体的原则如下:

(1)加强在高速公路工可阶段的设计方案,细致深入地讨论项目对环境的影响。通过详细对比诸多路线设计方案,为建设方提供最佳的绿色低碳路线方案。

(2)经济性也是绿色低碳可循环高速公路的一个重要考虑指标。经济性就是在保证高速公路的安全性和功能的基础之上,以最小的工程量来实现高速公路最低的建设和运营费用。

(3)路线设计选择过程中需要可持续地考虑路线的平纵线性,结合国家的農田规划红线,尽量做到少占耕地。

(4)高速公路的社会经济价值也十分重要。不能为了保护环境而盲目扩大路线,造成资源浪费。因此,在进行路线方案选择时需要考虑沿线的经济产业带、风景名胜、自然保护区等众多的因素,提升路网的协调能力。

(5)加强对路线方案的审查工作,对比不同路线方案,选择低碳环保的建筑材料来减少对环境的污染和破坏。

3 绿色低碳可循环高速公路设计的评价指标体系 关于绿色低碳可循环的高速公路的评价,目前我国还没有形成统一的行业评价指标体系和相应的规范。在当前的具体工程当中,目前行业内采用的评价指标体系见表1。

3.1 评价指标体系建设原则

3.1.1 科学性原则

科学性是评价体系的关键和前提,旨在通过评价体系的建设,实现对整个高速公路的全寿命周期进行评价,对高速公路的设计方案进行定量和定性的评价来评价项目的绿色度和可持续性。由于需要对整个项目进行评价,因此需对评价体系提出较高要求。评价体系的科学性需要将整个高速公路沿线所在区域、沿线城市的社会经济发展状况进行综合调查。

3.1.2 特殊性和普遍性原则

我国地域广阔地势地貌复杂,高速公路涉及的区域非常广,不同区域的高速公路具有不同的特点。如果评价指标采用的是比较普遍的通用性标准来评价高速公路,会造成评价不准确不科学。根据高速公路绿色低碳可循环的设计理念,高速公路的绿色设计是一个综合性高且复杂的系统。按照普遍性的原则只能对高速公路一个方面的因素进行考虑,无法对高速公路的特殊性方面展开全面详细的评价和考核。考核标准必须要兼具特殊性和普遍性的原则,来适应高速公路每一个区域的社会特点。

3.1.3 系统性原则

所谓的系统性就是要整个评价系统能够贯穿到整个高速公路设计的各个阶段,囊括绿色高速公路的每个专业和领域,建立起系统性的评价体系。对于绿色公路的评价体系而言,最基本的特性就是需要能够对高速公路工程本身和工程所处的功能、生态以及社会经济统一为一个整体,对高速公路进行全方位、全过程的评价和审视。

3.1.4 可操作性原则

高速公路的设计建设周期一般需要几十年。绿色高速公路工程的评价体系需要贯彻到整个项目的全寿命周期。如何在如此长的期间内实现对高速公路的绿色低碳可循环指标进行评价?因此,绿色高速公路的评价体系需要具有切实可行的可操作性。

评价体系的可操作性就是要定量化地制定评价指标,确保评价指标具有科学性和可操作性。通过对每一个阶段的高速公路的定量化评价指标,避免全寿命评价停留于表面。

3.2 绿色低碳可循环高速公路评价系统

当前国内外关于绿色低碳高速公路的评价体系和模型主要有压力响应模式、基于经济的模式、人类生态系统福利模式这三种模式。其中压力响应模式(PSR)模式是被采用最多的一个评价模型,以此模型建立起的评级体系能够对高速公路的可持续和绿色、低碳指标进行评价。

这一评价体系主要对通过PSR绿色低碳高速公路的框架模型,参照《公路环境保护设计规范》中的设计指标对高速公路设计阶段的绿色可持续性分阶段地进行评价和分析,并基于专家的审查意见对整个高速公路的压力类指标、状态类指标和响应类指标进行分析和评价,来确定高速公路的可行性和可持续发展性。本考核模型的设计阶段的评价指标体系,其具体又包括个三个一级指标和十个二级指标,如表1所示。

由表1可见,在设计阶段高速公路的生态、绿色可持续的影响因素有设计合理性、社会环境和生态环境三个方面。其中,设计的合理性主要是公路选线的合理性、路面的长寿性、设计指标的合理性以及沿线配套设施的合理性。这部分的定性指标评价是在《公路环境保护设计规范》的基础上展开的,由于篇幅有限本文不再展开赘述。

社会环境影响主要是对高速公路设计方案的土地利用率、基础设施影响程度、出行与安全保障程度以及拆迁与安置率。其中土地利用率分为五个等级,如表2所示。

拆迁与安置率=拆迁建筑总面积/建设项目总占地面积。同样可以分为五个等级,如表3所示。

通过对高速公路的社会环境影响指标进行定量的计算,通过具体的指标等级就可以定量地分析出高速公路对环境的影响。综合分析三个一级指标就可以定量评价高速公路的绿色低碳可持续性。

4 高速公路绿色低碳可循环设计的影响因素和主要步骤 高速公路是一个综合复杂的项目,沿线同时也会涉及各种各样的地质、水文、社会等情况,这些因素对于高速公路的绿色低碳可循环发展具有非常多的影响。高速公路绿色低碳可循环的设计步骤及考虑因素大致如下:

(1)高速公路服务社会经济的发展是前提和基础,也决定了高速公路的起终点。因此在考虑高速公路的绿色低碳可循环发展时,首先需要基于高速公路的功能和政治定位。在满足高速公路基本运输功能的基础之上,综合设计高速公路方案。

(2)地形、地质条件直接影响着高速公路路线走向和方案。在高速公路路线设计时,需要充分尊重地勢,结合地势的具体走向来选择最合适的方案,避免选择地质不良区域或违背自然规律的路线方案。在满足功能和安全的基础之上,综合考虑经济性和绿色可持续性。

(3)生态环境是近年来随着绿色低碳可循环的高速公路概念的提出而应运而生的。生态环境影响因素在整个高速公路设计工作中占的比例也越来越多,综合整个高速公路的每一个阶段对周围的环境的地质、水文、植物、气候等因素进行考虑,舍弃会对生态环境产生不可逆转影响的路线方案,建设环境友好性可持续发展公路路网。

(4)不科学不合适的路线方案不仅会增加高速公路设计和建设过程中的资源消耗及对环境的破坏程度,如开挖量、征地量等,同时也会增加公路的使用运营期间的能源消耗量。例如,会增加行驶车辆的能源消耗量,增加运营管理的成本。能源消耗的影响因素对设计者提出了更高的要求,不仅需要将公路的设计准则和规范考虑进去,还要将节约能源的目标贯彻到整个公路的设计全过程当中。

5 结语

本文基于当前绿色低碳可循环高速公路的设计原则,讨论和分析了绿色低碳可循环高速公路的主要评价和考核体系,并以此为基础提出了绿色生态高速公路设计的主要步骤和影响措施。旨在通过本文的研究,能够为我国的高速公路事业发展提供理论参考。

参考文献:

[1]郝培文,蒋小茜,石 载.绿色公路理念及评价体系[J].筑路机械与施工机械化,2011(5):29-35.

[2]张跃志.阳蟒高速公路绿色公路建设施工管理[J].北方交通,2019(7):66-69.

[3]李 楠.低碳理念下绿色公路建设的技术要点分析[J].交通世界2017,442(8):136-137.

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[5]张 琴.基于可持续发展理念的绿色公路评价研究[D].重庆:重庆交通大学,2011.

收稿日期:2020-04-17

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