高速公路路面使用性能及其環境影響評價綜述

但庶 邊永強 劉歡

(中國交通建設集團第一公路工程局第三工程有限公司，北京 101102)

0 引言

隨著經濟和社會的發展，汽車普及率越來越高，人們對交通基礎設施建設尤其是高速公路建設的需求和要求也越來越多，但大量高速公路的興土動工也引發了人們對生態環境被破壞的隱憂，如路域山體被破壞，水土流失加劇，環境污染問題突出等。一般來說，高速公路網規劃本身不會對環境造成直接影響，但因為高速公路可能穿越各種環境，路面的修筑過程中可能會造成對規劃區域的環境的影響，可能引起資源破壞、環境污染等問題，因此，人們對高速公路路面性能的研究也顯得更為迫切和必要［1］。過去，我國路面使用性能預測、決策主要體現在普通公路上，并創建了一套評價標準來確定路面養護的方案。現在，各國對路面使用性能預測、決策研究主要體現在高速公路路面管理系統中［2］。是否具備可持續發展的、健康的生態系統和路域環境，是否具備現代化的基礎設備，是衡量高速公路是否現代化的兩大基本條件。高速公路路域是指路面所在區域，包括高速公路沿線地段、中央分隔帶、公路路基邊坡等。

高速公路路域環境的特殊性決定了路域范圍內生物系統的特殊性。路面管理系統是一個綜合系統，將公路路域、路域中的生物(尤其是綠色植物)合二為一進行研究。因此，通過研究國內外高速公路路域規劃進展，期望能對我國高速公路良好路面使用性能建設，路域生態系統平衡建設提供一定的指導作用。

1 高速公路路面使用性能評價方法國外研究現狀

半剛性基層瀝青混凝土路面，簡稱半剛性路面，在我國高速公路路面結構中占據半壁江山，另外，我國也存在一定的剛性和極少數剛性組合路面。剛性路面就是水泥混凝土路面，而剛性組合式路面是在水泥混凝土或碾壓混凝土板上鋪一層瀝青混凝土。近年來，作為恢復生態研究的熱點問題，高速公路路面使用性能及其對環境影響的研究得到迅猛發展。

路面使用性能評價是路面養護、道路經濟分析及路面管理系統的重要組成部分，它也決定著路面養護或改建的具體方案與措施。對某一路網內的路段進行改建、養護，需要先采集路面相關數據，判別路面性能，衡量路網的服務水平，進行綜合考慮后才能確定針對性的方案。

在高速公路的生態恢復方面，歐美、日韓研究成果較為突出。早在20世紀中期，韓國、日本等國家就在闊葉林、北方混交林等生態系統被砍伐破壞后的恢復研究中取得重要發現。而美英等發達國家在高速公路生態恢復方面取得一系列技術進展，包括在中央分隔帶種植植物來防止眩暈，在路域斜坡上種植植物進行防護，清除路域內的雜草等。這一系列措施合理利用了適合當地自然條件的材料，打造出一個具有護坡、吸塵、美化環境等多種作用的生態植被系統［3］。

二十世紀六七十年代，道路建設引起的環境問題得到廣泛關注。但最初僅是聚焦在公路水土水文效應的影響上，并逐漸建成系統規范的防控方案［4］。70年代以后，歐美國家開始關注野生動物生態環境，為野生動物建造橋梁和涵洞以便穿越公路。如加拿大在國家高速公路上特別建造了寬度達到52 m的上跨式通道，以方便阿爾伯特國家公園內的大型野生動物穿越公園內的高速公路，這也促使加拿大路域生態學的綜合研究得到大力發展［5］。而美國在AASHO道路試驗中，首創了路面評價模型，路面使用性能評價方法的提出為創建其評價模型起到了很好的推動作用，路面評價模型的建立同時也為世界各國高速公路路面管理系統和技術的發展起到了開創性的作用。

20世紀80年代以來，各國對高速公路路面使用性能的研究進一步深入，世界銀行、英國、加拿大、日本等許多國家和國際機構先后建立了路面使用性能評價模型［6］。這些評價模型分為分項指標、綜合指標兩種類型。單項指標評價體系含有五項重要指標，包括路面平整度、車轍、結構強度、抗滑性能、損壞狀況，但它僅能反映單方面路面情況，不能綜合反映高速公路路面使用性能，無法進行不同道路路況的橫向對比。綜合指標評價體系主要有回歸模型法、系統分析法等，可以全面概括路面狀況，用一個指標對不同道路路況進行橫向對比，進而確定改建或者養護的優先方案。目前，荷蘭在這一研究領域擁有卓越成果［7］，成功地提出了公路工程項目生態問題系統解決方案。

2 高速公路路面使用性能評價方法國內研究現狀

目前，國外已經建立起較完善的全國高速公路路面管理系統，而我國高速公路路面使用性能及其對環境影響的研究也越來越受到重視，但在借鑒國外成熟經驗時，我們也發現，國外的性能模型是以當地的高速公路路面材質、地理環境、結構形式為基礎建立的，并不能完全適用于我國，無法直接應用于我國高速公路管理中。

早期，我國從芬蘭、英國引進路面評價體系，隨后，在參考國外模型的基礎上，交通部公路科學研究院的潘玉利博士結合我國高速公路建設實際情況，提出了基于回歸分析的路面使用性能評價模型。建立了我國公路路面管理基本框架，包括路面性能評價、路面性能預測、數據庫管理、路面養護決策四部分。該評價模型通過設立各函數形式作為基本假定，以單項指標相關分析為基礎，選取具有較好相關性的回歸方程作為變量，并以此來評價高速公路路面使用性能［8］，并認為路面的平整度、破損率是影響路面使用性能至關重要的兩大因素。

21世紀以來，我國交通行業組織開展了大量有關環境保護方面的研究。我國公路建設者開始將公路環保從邊坡綠化轉向更為廣泛的環境保護，如高速公路圍護體系對動物的保護、周圍土體侵蝕、環境污染以及高速公路路域景觀及視覺的影響。同時由于近年來，高速公路的大量新建會對環境產生一系列負面影響，為避免和減小其不利影響，我國采取了一系列措施，將高速公路環保從建設規劃初始階段到設計，并一直持續到整個公路網的中期建設直至最后的運行和維護各個環節都貫穿始終。2002年，交通部科學研究院擔綱完成了《西部地區公路建設戰略環境影響評價技術的研究》。2004年8月交通部出臺的《交通部門在實施規劃環境影響評價有關問題的通知》以及《環境影響評估法》的實施，要求所有的運輸基礎設施的實施都必須先進行環境影響評估，如各地區各省航運規劃、高速公路主樞紐總體布局規劃、重大港口規劃、港口布局規劃等專項規劃和國省公路網。隨后，在云南，青海，湖南，陜西等省、市、自治區的國家高速公路網，進行了環境影響評估。

我國地大物博，擁有大量得天獨厚的原生態地理條件，如黃土高原、世界屋脊青藏高原、西南高山峽谷等，這為我國路面使用性能研究提供了絕佳研究對象［9］，更有利于我國發揮傳統領域理論研究的優勢，加強在高速公路路面使用性能方面的理論深度研究，形成我國獨有的研究優勢。

3 高速公路環境影響評價國內外研究現狀

高速公路的建設和運行對環境的影響評價體系在國內外的研究越來越多，對整個路網體系的生態起著至關重要的作用。高速公路的建設不僅給我們的生態環境帶來了許多便利和高效的有利影響，同時也不可避免的造成了一定的負面影響，需要我們進行綜合的評價。由于其影響是復雜的，且起步較晚，因此我國目前對高速公路生態環境影響的研究比較少，尚未完全建立評價體系，這大大制約了我國高速公路生態環境保護水平的提高與發展。

目前世界各國都在嘗試進行戰略環境影響評價，從交通規劃、交通政策方面考慮環境影響。這主要是因為交通項目的環境影響評價難以有效評價諸如溫室氣體排放、景觀影響、土地利用等一些重要的環境影響，無法考慮交通引起的一些累積環境影響在空間上延續、時間上積累的影響。而在具體的生態環境影響評價方法上，各國各有千秋。英國緊緊圍繞可持續發展這一目標，采用由荷蘭發展起來的戰略環境影響評價體系，該評價體系共分7個步驟:1)確定發展目標;2)定義參數;3)確定承載能力范圍;4)用承載能力范圍內的替代方案對所有規劃、政策、項目進行戰略環境影響評價;5)選擇一個對社會、經濟效應最佳的替代方案;6)在戰略環境影響評價范圍內評價某單一項目;7)確定監控系統［10］;其他國家的方法依次有:荷蘭、芬蘭、德國柏林的核查表法，加拿大的專家判斷法，匈牙利的空間分析技術法，南威爾士區域的幕景分析法，日本的環境影響評價法等。核查表法是在確定評價范圍后，輔助使用系統流程圖、網絡分析來識別和預測環境影響的一種方法;而日本的《環境影響評價法》非常重視濕地等生物生息地的保護和恢復［11］，這一法規雖然目前僅在崎玉縣、東京2個地方實施，但已搭建起一個統一而完善的環境影響評價體系。

近半個多世紀以來，人們對高速公路建設關注的焦點逐漸從污染問題轉向自然生態影響。隨著高速公路環境影響評價體系在世界上得到超過100個國家的普及和關注，它的內涵和影響也在進一步深化和擴展。

生態環境影響評價工作必須遵循生態學、生態經濟學、系統工程學的原理，是一個多目標、多層次、多任務的系統工程。我國最早的評價方法可追溯到1998年的模糊綜合評價法，這是高平利等人在對西北鐵路建設項目進行生態環境影響評價時采用的方法［12］;其次是長安大學王磊博士的宏觀層面四維分析法和荊麗波的景觀生態學法［14］。2009年，王磊在對公路網規劃生態環境影響進行戰略環評研究后，提煉出宏觀層面四維分析法［13］;而2011年，在對三峽庫區生態環境采用模糊聚類方法分析后，陳利頂、李俊然等人提出了一個生態環境綜合評價指標體系［15］;2003年趙勇等人采用綜合評價指數法對高速公路的生態環境影響進行了綜合評價［16］。

近年來，隨著高速公路路面使用性能及其環境影響理論的不斷完善和科學研究的不斷深入，關于高速公路建設項目環境影響評價的研究也日臻完善，高速公路建設環境影響評價的技術不斷進步，方法也更加簡便化和多樣化，且大量新理論、新方法的出現，如開發適應公路交通特征的重金屬累計模式、確定汽車尾氣污染物排放因子等，無疑大大推動了高速公路建設環境影響評價體系的完善和發展。

4 存在的主要問題及建議

雖然目前國內外對高速公路路面使用性能及環境影響評價方法研究方面已取得了不少理論成果，但我國在公路路面使用性能評價和環境影響方面，特別是對高速公路的研究還較少和不夠完善。路面是一個復雜而綜合的體系，對路面性能評價必然存在各種客觀和主觀的制約因素，僅僅做理論回歸分析，難以準確評價各種因素的影響，無法體現主客觀復雜的對應關系。我國關于一般公路性能及環境影響方面的研究雖然較多，但高速公路有其特殊性，若直接將我國現有的公路模型用在高速公路建設中，必然會存在評價失真的現象。而路面養護的決策模型是否合理是路面養護系統成敗的關鍵，要進行準確的評價必須建立精確而合理可用的評價模型。但要建立精準的模型，涉及的計算量巨大，對數據采集的要求也非常高，目前我國高速公路無法進行整個路網的優化決策，正因為這樣，我國高速公路路面性能及環境影響評價的道路任重道遠，需要更多的、更深入的高速公路建設的相關研究。

［1］辛紅升．高速公路路面使用性能評價、預測及養護決策的研究［D］．西安:長安大學，2008．

［2］韓同福．高速公路路域生態規劃及其環境影響評價研究［D］．天津:天津大學，2012．

［3］馮 沅．基于RS和GIS的高速公路路域生態調查和評價研究［J］．公路交通科技(應用技術版)，2010(6):244-247．

［4］李躍軍．路基強度的快速無損檢測、評價與控制研究［D］．長沙:中南大學，2012．

［5］丁覺亮，倪衛東．高速公路對環境的影響力［J］．公路運輸文摘，2000(9):21-23．

［6］李清富，胡群芳，劉 文，等．基于灰色聚類決策的瀝青路面使用性能評價［J］．鄭州大學學報(工學版)，2003，24(2):44-47．

［7］Liu J，Tan J．The Study of Green Cost for Expressway Network Planning［J］．Integrated Transportation Systems，2010(5):2675-2686．

［8］潘玉利．路面管理系統原理［M］．北京:人民交通出版社，1998:15-26．

［9］秦志斌，劉朝暉，李宇峙，等．路域生態系統建設原則［J］．公路交通科技，2005(8):152-154．

［10］Chadwiek JG，Andres R T．Introduction to Environmental Impact Assessment Principles and procedures［Z］．1995:299-313．

［11］佟百龍．基于模糊神經網絡的高速公路路面質量評價［J］．黑龍江科技信息，2013(16):224．

［12］高平利，賴文宏，趙學靜．西北鐵路建設項目對生態環境影響的預測及評價方法探討［J］．環境科學，1998(S1):36-38．

［13］趙 勇，孫中黨，吳明作．高速公路建設項目對生態環境影響綜合評價研究［J］．安全與環境工程，2003，10(3):12-15．

［14］陳利頂，李俊然，傅伯杰．三峽庫區生態環境綜合評價與聚類分析［J］．農村生態環境，2001，17(3):35-38．

［15］王 磊．基于戰略環評的公路網規劃生態環境影響評價研究［D］．西安:長安大學，2009．

［16］荊麗波．道路生態環境評價指標體系研究［D］．北京:北京林業大學，2008．