全壽命周期的綠色公路建設理念與實踐

杜曉偉

（甘肅省公路交通建設集團有限公司，蘭州 730000）

1 引言

隨著經濟的快速發展，我國交通運輸行業呈現出迅猛發展的態勢，公路工程項目建設速度不斷加快，綠色低碳公路也開始迅速成為公路建設的主流方向。以全壽命周期理念為支撐，如何才能在公路工程建設和運行維護中推行綠色節能理念，降低能耗的同時減少生態環境污染問題，是公路部門和建設企業需要重點關注和解決的問題。

2 綠色公路概述

綠色公路是新時代背景下對低碳公路的一種延續，強調對公路工程服務功能和旅游功能拓展，在充分保證公路質量的前提下，為公眾出行提供便利。對比常規公路工程，綠色公路建設的核心理念，是在保證公路質量以及穩定運行的前提下，強調資源節約和生態環境保護，在新技術、新設備和新材料的推動下，確保公路工程能夠在全壽命周期內，減少不必要的能源消耗以及污染物的排放，促進公路工程環境效益的切實提高[1]。

3 全壽命周期的綠色公路建設實踐

以某高速公路改擴建工程為例，建成于2000 年，最初采用的是雙向四車道，設計最大行車速度為110km/h，路基寬度為28m，沿線有6 個服務區和13 個收費站。經過近20 年運營后，公路全線日平均交通流量可以達到4×104輛，流量已經基本飽和，因此，在部分路段容易出現堵車問題。對此，有關部門決定對該公路進行改擴建，從原本雙向四車道拓寬到雙向八車道，改擴建工作基本以現有公路為基礎進行，個別路段重新建設。

3.1 規劃設計階段

在項目的實施過程中，應落實綠色、節能、環保、低碳理念，對綠色施工技術進行合理利用，節約能源的同時，實現對自然生態環境的保護。具體來講，在規劃設計階段，應做到以下幾點：（1）應做好現有運輸通道的優化，借助功能定位，確保公路能夠為周邊其他高速公路分流，進一步提升高速公路的使用率，將區域運輸成本控制在合理范圍內；（2）應做好方案比選工作，要求工程技術人員能夠對道路兩側的地形、地貌以及水文地質條件等進行考察分析，從多個方面對改擴建方案進行對比分析，確定最佳方案，要求不僅能滿足改擴建需求，保障施工，降低施工成本，還能減少對沿線生態環境的破壞，預防環境污染和水土流失問題；（3）應關注既有道路的合理利用，降低相應資源消耗。考慮該工程屬于改擴建項目，在對線路進行布設的過程中，可以合理利用既有道路降低工程量，例如，在既有道路各項參數指標都可以滿足當前公路建設標準要求的情況下，可以進行拼寬操作，以減少對沿線空間的占用，降低工程造價[2]。

3.2 施工建設階段

3.2.1 優化工藝技術

高速公路改擴建項目的排水工程以及路基防護均使用預制混凝土或現澆混凝土替代原本的漿砌片石，并通過在混凝土中添加高吸水性樹脂材料的方式實現混凝土自養護，能夠降低混凝土養護環節的資源消耗，而且高吸水性樹脂在吸水后，自身體積會迅速膨脹，使混凝土結構中的漿體和凝膠增加，為施工提供便利。在路面施工過程中，可以使用溫拌瀝青技術，在相對較低的溫度下，進行瀝青混合料的拌和、攤鋪和碾壓操作。從實際應用角度，溫拌瀝青技術較常規施工技術施工溫度可以降低約30℃，相關研究數據表明，要將1t 瀝青混凝土溫度提高1℃，需要消耗0.061 2kg 燃油，從這個角度分析，應用溫拌瀝青技術時，每1t 瀝青可以節約1.84kg 燃油，而且能夠有效減少瀝青混合料拌和與攤鋪過程中有害氣體的排放[3]。

3.2.2 優化交通組織

項目施工環節，需要切實做好沿線交通組織工作，將工程施工帶來的交通擁堵和出行不便帶來的影響降到最低。對此，項目管理部門專門對照既有公路視覺情況，編制相應交通組織方案，希望能夠盡可能減少施工帶來的干擾[4]。對照工程施工方案，道路寬度增加采用2 種方式，一種是兩側拼寬，另一種是分離加寬，在施工過程中，需要確保原本4 個車道能夠正常通行，一些存在特殊構筑物地段，需要至少保證3 個車道正常通行。

3.2.3 使用低碳材料

可以使用高性能混凝土。高性能混凝土比普通混凝土有更優質的性能，而且在用途不同的情況下，高性能混凝土可以通過調整配合比的方式，對工作性、耐久性、強度等性能進行針對性的強化。該工程中，為能夠提升主要結構物的使用壽命，在全線橋梁樁基、墩柱等位置，采用了高性能混凝土材料，并且使用比例超過30%。

無砂大孔混凝土。這種材料是在混凝土配置過程中，不使用細沙，利用水泥漿對粗骨料進行膠結，硬化后會得到多孔隙材料，這些孔隙存在賦予無砂大孔混凝土特殊生態性能，使其能夠對公路中比較常見的地下水破壞情況進行改善，有助于公路路面的正常使用，延長使用壽命。

3.2.4 綠色能源利用

太陽能的利用。項目所處區域有豐富的太陽能資源，可以在服務區和收費站配備相應的太陽能熱水器提供熱水，也可以為監控設備提供電力支持，通過設置太陽能電池板的應用，可以避免沿線鋪設供電線路問題，降低供電成本，同時保證沿線路燈和監控設備的正常運行。

地源熱泵的利用。在項目所處區域存在淺層地下水，可以鉆進成孔，埋設地下換熱器，為沿線房建工程提供采暖和制冷服務。

3.3 運營維護階段

3.3.1 ETC 系統

作為智能交通系統中非常重要的組成部分，ETC 可以實現無人自動化收費，對比人工收費通道，在效率方面要高出5～10倍，減少了車輛的排隊等待時間以及燃料消耗。本項目沿線收費站均設置了ETC 車道，共26 條。

3.3.2 服務信息系統

以先進的信息技術為支撐，做好各類數據資源整合工作，面向公眾出行需求，提供相應的信息化服務，能夠顯著提升高速公路的運輸效率，減少或避免交通擁堵情況。在該項目中，建立了相應的信息服務系統，對基礎數據、運行數據以及出行信息等進行整合，并借助多樣化服務手段，為公眾出行提供了優質的服務[5]。

4 結語

在可持續發展理念不斷深化的背景下，綠色公路成為公路工程施工建設的主要形式。對于公路建設部門，如何才能更好地推進綠色公路建設，實現交通運輸行業的現代化發展，是一個亟待解決的問題。從全壽命周期角度，可以對綠色公路建設的相關理論和技術進行總結，為綠色公路建設提供指導，為綠色低碳交通運輸體系建設奠定堅實的基礎。