綠色低碳可循環理念下的高速公路設計優化策略

藍生斌

摘要：文章基于當前國內外高速公路綠色低碳可循環理念的研究成果，分析了綠色低碳公路的設計原則和理念，并提出了可循環的綠色低碳高速公路評價準則。

關鍵詞：低碳;高速公路;設計;優化

中圖分類號：U412.36+6A491714

0 引言

高速公路設計引入綠色低碳可循環理念是建設生態友好型社會發展的必然結果。我國目前關于綠色生態高速公路的設計還處于初步的探索階段，但是仍然還存在著相關理念不清、評估體系不全的問題。為了進一步提高我國高速公路綠色低碳可循環設計理念，有必要建立起高速公路綠色設計的評價標準和體系，以供參考。

1 綠色低碳高速公路設計理念

為了更好地建設可持續生態社會，建設低碳、綠色可持續的高速公路已經成為我國交通建設領域未來的重要發展目標。根據2016年8月交通運輸部頒布的《關于實施綠色公路建設的指導意見》，綠色可持續高速公路就是要堅持創新、協調、綠色、開放、共享的原則，來實現我國交通路網的轉型和升級，來更好地實現我國的“四個交通”的發展目標。

對于綠色低碳可循環的高速公路設計理念而言，是在保證高速公路質量的基礎之上新建高速公路能夠實現資源節約、生態環保、節能高效、服務提升的目標。通過這樣的生態節約型設計理念來促進低碳、綠色高速公路實現可持續的循環發展。

在傳統的高速公路設計工作當中，往往只關注對路線區域交通功能和經濟效益的審視。綠色低碳可循環高速公路的設計需要摒棄以往先開發再保護的理念，避免大開大挖。并且要在項目可行性規劃階段就介入，在綠色、低碳、可循環發展的理念下，綜合考慮高速公路路線范圍內的經濟、生態、社會功能等各方面的要素，選擇最佳的高速公路設計方案來實現高速公路路線最大程度地和環境相融合。同時，綠色低碳可循環的高速公路設計理念還需要貫穿整個高速公路的全壽命周期，如下頁圖1所示。通過全壽命周期的設計管理，統籌管理高速公路的規劃、設計、建設、運營、管理、服務全過程，真正做到綠色低碳可循環發展。

2 高速公路設計原則和設計考慮因素

實際上，綠色低碳可循環高速公路的設計是在原有的高速公路設計方法和原則基礎之上演變發展而來的。具體的綠色低碳可循環高速公路的設計原則和主要考慮因素如下：

2.1 綠色低碳可循環高速公路設計的原則

對于高速公路的設計工作而言，選線設計工作無疑是前提和基礎。路線是高速公路的骨架也將直接影響整個公路的設計方案。綠色低碳可循環高速公路的路線設計需要從高速公路的路網功能出發，綜合考慮路線所經區域的自然環境以及經濟等各方面的因素。具體的原則如下：

（1）加強在高速公路工可階段的設計方案，細致深入地討論項目對環境的影響。通過詳細對比諸多路線設計方案，為建設方提供最佳的綠色低碳路線方案。

（2）經濟性也是綠色低碳可循環高速公路的一個重要考慮指標。經濟性就是在保證高速公路的安全性和功能的基礎之上，以最小的工程量來實現高速公路最低的建設和運營費用。

（3）路線設計選擇過程中需要可持續地考慮路線的平縱線性，結合國家的農田規劃紅線，盡量做到少占耕地。

（4）高速公路的社會經濟價值也十分重要。不能為了保護環境而盲目擴大路線，造成資源浪費。因此，在進行路線方案選擇時需要考慮沿線的經濟產業帶、風景名勝、自然保護區等眾多的因素，提升路網的協調能力。

（5）加強對路線方案的審查工作，對比不同路線方案，選擇低碳環保的建筑材料來減少對環境的污染和破壞。

3 綠色低碳可循環高速公路設計的評價指標體系 關于綠色低碳可循環的高速公路的評價，目前我國還沒有形成統一的行業評價指標體系和相應的規范。在當前的具體工程當中，目前行業內采用的評價指標體系見表1。

3.1 評價指標體系建設原則

3.1.1 科學性原則

科學性是評價體系的關鍵和前提，旨在通過評價體系的建設，實現對整個高速公路的全壽命周期進行評價，對高速公路的設計方案進行定量和定性的評價來評價項目的綠色度和可持續性。由于需要對整個項目進行評價，因此需對評價體系提出較高要求。評價體系的科學性需要將整個高速公路沿線所在區域、沿線城市的社會經濟發展狀況進行綜合調查。

3.1.2 特殊性和普遍性原則

我國地域廣闊地勢地貌復雜，高速公路涉及的區域非常廣，不同區域的高速公路具有不同的特點。如果評價指標采用的是比較普遍的通用性標準來評價高速公路，會造成評價不準確不科學。根據高速公路綠色低碳可循環的設計理念，高速公路的綠色設計是一個綜合性高且復雜的系統。按照普遍性的原則只能對高速公路一個方面的因素進行考慮，無法對高速公路的特殊性方面展開全面詳細的評價和考核?？己藰藴时仨氁婢咛厥庑院推毡樾缘脑瓌t，來適應高速公路每一個區域的社會特點。

3.1.3 系統性原則

所謂的系統性就是要整個評價系統能夠貫穿到整個高速公路設計的各個階段，囊括綠色高速公路的每個專業和領域，建立起系統性的評價體系。對于綠色公路的評價體系而言，最基本的特性就是需要能夠對高速公路工程本身和工程所處的功能、生態以及社會經濟統一為一個整體，對高速公路進行全方位、全過程的評價和審視。

3.1.4 可操作性原則

高速公路的設計建設周期一般需要幾十年。綠色高速公路工程的評價體系需要貫徹到整個項目的全壽命周期。如何在如此長的期間內實現對高速公路的綠色低碳可循環指標進行評價？因此，綠色高速公路的評價體系需要具有切實可行的可操作性。

評價體系的可操作性就是要定量化地制定評價指標，確保評價指標具有科學性和可操作性。通過對每一個階段的高速公路的定量化評價指標，避免全壽命評價停留于表面。

3.2 綠色低碳可循環高速公路評價系統

當前國內外關于綠色低碳高速公路的評價體系和模型主要有壓力響應模式、基于經濟的模式、人類生態系統福利模式這三種模式。其中壓力響應模式（PSR）模式是被采用最多的一個評價模型，以此模型建立起的評級體系能夠對高速公路的可持續和綠色、低碳指標進行評價。

這一評價體系主要對通過PSR綠色低碳高速公路的框架模型，參照《公路環境保護設計規范》中的設計指標對高速公路設計階段的綠色可持續性分階段地進行評價和分析，并基于專家的審查意見對整個高速公路的壓力類指標、狀態類指標和響應類指標進行分析和評價，來確定高速公路的可行性和可持續發展性。本考核模型的設計階段的評價指標體系，其具體又包括個三個一級指標和十個二級指標，如表1所示。

由表1可見，在設計階段高速公路的生態、綠色可持續的影響因素有設計合理性、社會環境和生態環境三個方面。其中，設計的合理性主要是公路選線的合理性、路面的長壽性、設計指標的合理性以及沿線配套設施的合理性。這部分的定性指標評價是在《公路環境保護設計規范》的基礎上展開的，由于篇幅有限本文不再展開贅述。

社會環境影響主要是對高速公路設計方案的土地利用率、基礎設施影響程度、出行與安全保障程度以及拆遷與安置率。其中土地利用率分為五個等級，如表2所示。

拆遷與安置率=拆遷建筑總面積/建設項目總占地面積。同樣可以分為五個等級，如表3所示。

通過對高速公路的社會環境影響指標進行定量的計算，通過具體的指標等級就可以定量地分析出高速公路對環境的影響。綜合分析三個一級指標就可以定量評價高速公路的綠色低碳可持續性。

4 高速公路綠色低碳可循環設計的影響因素和主要步驟 高速公路是一個綜合復雜的項目，沿線同時也會涉及各種各樣的地質、水文、社會等情況，這些因素對于高速公路的綠色低碳可循環發展具有非常多的影響。高速公路綠色低碳可循環的設計步驟及考慮因素大致如下：

（1）高速公路服務社會經濟的發展是前提和基礎，也決定了高速公路的起終點。因此在考慮高速公路的綠色低碳可循環發展時，首先需要基于高速公路的功能和政治定位。在滿足高速公路基本運輸功能的基礎之上，綜合設計高速公路方案。

（2）地形、地質條件直接影響著高速公路路線走向和方案。在高速公路路線設計時，需要充分尊重地勢，結合地勢的具體走向來選擇最合適的方案，避免選擇地質不良區域或違背自然規律的路線方案。在滿足功能和安全的基礎之上，綜合考慮經濟性和綠色可持續性。

（3）生態環境是近年來隨著綠色低碳可循環的高速公路概念的提出而應運而生的。生態環境影響因素在整個高速公路設計工作中占的比例也越來越多，綜合整個高速公路的每一個階段對周圍的環境的地質、水文、植物、氣候等因素進行考慮，舍棄會對生態環境產生不可逆轉影響的路線方案，建設環境友好性可持續發展公路路網。

（4）不科學不合適的路線方案不僅會增加高速公路設計和建設過程中的資源消耗及對環境的破壞程度，如開挖量、征地量等，同時也會增加公路的使用運營期間的能源消耗量。例如，會增加行駛車輛的能源消耗量，增加運營管理的成本。能源消耗的影響因素對設計者提出了更高的要求，不僅需要將公路的設計準則和規范考慮進去，還要將節約能源的目標貫徹到整個公路的設計全過程當中。

5 結語

本文基于當前綠色低碳可循環高速公路的設計原則，討論和分析了綠色低碳可循環高速公路的主要評價和考核體系，并以此為基礎提出了綠色生態高速公路設計的主要步驟和影響措施。旨在通過本文的研究，能夠為我國的高速公路事業發展提供理論參考。

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收稿日期：2020-04-17