環保型公路路基設計方法研究

張 波

中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081

1 環保型公路路基設計理念及設計原則

1.1 設計理念

基于環境保護原則對公路路基進行設計應當重視道路本身與外部環境之間的和諧關系，秉持“創新、協調、綠色、開放”的設計理念，確保公路路基建設期間能盡可能地節約資源、減少污染、降低工程成本，并建設以質量優良為前提，以生態環保為關鍵特征的公路工程。環保型公路路基設計應重點關注以下幾方面內容[1]：第一，強調全生命周期，即環境保護的理念應貫穿至公路立項、勘察設計、施工、運營、養護等各個階段；第二，在路線方案比選階段就要重視節地、節能、節材和環境保護，避免路基出現高填深挖現象，盡量做到土石方平衡；第三，公路路基邊坡防護應選擇與自然環境相協調的生態防護形式。

1.2 設計原則

（1）預防為主原則。環境保護設計內容應納入公路總體設計，路基設計應結合自然地形、地貌，充分重視水土流失、生態破壞等環保問題，最大限度地減少環境損害問題的發生，以更好地體現路基工程建設價值與環保特性。

（2）保護優先原則。環保型公路路基設計應當把生態保護放在優先位置，在生態利益和其他利益發生沖突時，優先考慮生態利益，工程建設應滿足生態可持續性的要求。

（3）因地制宜原則。路基設計期間，工程人員必須深入現場詳細勘查地質條件，充分了解工程所在地的自然環境、地形特征及水文條件，制訂經濟合理又環保的路基設計方案，以確保路基穩定性，提高沿線資源利用率。

（4）加強綠化原則。路基應留出適當的綠化空間，在邊坡平臺、護坡道等位置布置一定的綠化帶或景觀植物，這樣不僅可以提高公路的美觀度，還能緩解駕駛人員的疲勞感，并減輕水土流失，提高邊坡的穩定性，達到環保、防護、美化的多重目標。

2 環保型公路路基設計方法

2.1 路基整體方案環保設計

從環境保護的角度考慮，高路堤及深路塹對自然景觀和道路沿線植被破壞較大。公路路基設計時應對路基填方高度、挖方高度進行合理的控制，對于高填深挖路段，應采用加大橋隧比例的方案，減少高路堤和深路塹對自然景觀和植被的破壞。當路基填高大于20m，挖深大于30m時，應進行橋隧替代方案的論證[2]。

2.2 路基構造物環保設計

公路路基構造物設計應體現與自然環境協調和就地取材的原則。

（1）路基防護工程環保設計。路基防護應盡量避免使用高大混凝土或漿砌工程防護結構物，在滿足功能和條件許可的前提下，路堤、路塹邊坡優先采用生態防護工程或圬工防護工程與生態防護相結合的設計方案。生態防護的主要功能是防止邊坡受到水流沖刷發生破壞，公路路基邊坡常用的生態防護措施有直接噴播綠化防護、挖溝植草綠化防護、三維網噴播綠化防護、客土噴播綠化防護、土工格室綠化防護、植生混凝土防護等。圬工防護工程與生態防護相結合可實現防護與綠化的兼顧，常用的圬工防護工程與生態防護相結合的措施有植被混凝土防護、骨架植被防護、階梯式護面墻等[3]。路基設計中應根據工程結構穩定性及環保要求選用合適的路基防護措施。

若必須采用圬工擋墻及圬工邊坡防護，可在邊坡底部、邊坡馬道、擋墻底部等位置設置種植槽，槽內種植攀緣植物營造邊坡綠墻，或在擋墻、邊坡頂部種植垂枝植物對防護工程進行綠化（見圖1）。

圖1 路基防護工程環保設計示意圖

（2）路基排水工程環保設計。路基設計時需重點關注對環境影響較大的邊溝、排水溝、截水溝等地表排水設施。路基邊溝常用的斷面形式有三角形、淺蝶形、矩形、梯形等[4]。傳統的公路地面排水設施多采用圬工砌筑，可考慮在排水設施周邊采用植草種樹等綠化措施進行遮掩，綠化措施應與路基填挖方邊坡統一考慮，并做到與周邊自然環境相協調。因傳統圬工邊溝對自然生態造成破壞，在滿足排水功能的基礎上，應優先考慮采用與沿線地形、地貌和自然環境相協調的生態邊溝。生態邊溝采用立體式多層排水組合方式，底部排水、頂部綠化，邊溝同時滿足排水和生態環保的要求。生態邊溝的主要形式有雙側柔化淺蝶形、雙側柔化U形、單側柔化L形、單側硬化形、埋管+生態明溝形[5]。

2.3 路基棄方利用設計

山區公路受地形地貌等因素影響，路基挖方常多于填方。路基設計人員可從以下角度出發，實現挖余土石方的有效利用。

（1）將路基填方邊坡與山體之間的區域填平，可避免路基內側積水，減少涵洞設置，同時可以消化路基土石方，填平區域根據需要進行綠化或復耕（見圖2）。（2）路基外側地形較緩時，可放緩填方邊坡坡率，邊坡采用噴播植草綠化。（3）挖方石料除滿足填方要求外，也可作為路基防護工程、排水工程的片石料來源。（4）路基開挖剝離的表土可應用于復耕、植被恢復，也可用于其他區域的土地整治。

圖2 路基棄方利用設計示意圖

2.4 棄土場環保設計

棄土場選址應充分考慮節約用地，原則上不占良田、堰塘等農用設施，宜選擇水量較小的荒溝、凹地、沖溝等處，同時應考慮棄土完畢后的棄土場綠化及土地的再利用。具備耕種條件的棄土場應考慮復耕，不具備耕種條件的應對裸露邊坡及棄土場平臺采用噴播植草、間植喬木和灌木等方式進行綠化，以盡快恢復生態環境[6]。為了避免水流沖刷棄土場引起水土流失和環境破壞，棄土場必須設置完善的截排水實施將水流引出棄土場范圍以外，再利用天然溝渠或人工排灌渠排出。

2.5 路基邊坡綠化設計

路基邊坡分為土質邊坡和巖質邊坡，綠化方案隨著邊坡坡度、邊坡高度、巖土體性質等因素的變化而變化。其中，土質邊坡綠化主要目的是減輕坡面沖刷，確保公路的正常運營。如果土坡高度較矮，可選擇種植適應能力強、耐旱、低矮的草坪固土護坡，并在護坡道種植矮小灌木類植物來美化環境。如果土坡高度較大，應選擇不同植物種類（高低組合）來綠化坡面；巖質邊坡可根據其分級特點來選擇蕨類或者藤本植物綠化破面，并確保綠化具有空間層次感（見圖 3）。

圖3 公路路基邊坡綠化示意圖

3 結論

在分析環保型公路路基設計理念和設計原則的基礎上，文章從路基整體方案、路基構造物、路基棄方利用、棄土場、邊坡綠化等方面探討了公路路基的設計方法，主要得出以下結論：（1）公路設計時應協調路基本身與外部環境的關系，堅持預防為主、保護優先、因地制宜、加強綠化等原則。（2）路基工程應盡可能考慮采用生態防護措施，路基排水優先考慮采用生態邊溝。（3）填方路段可利用路基內側填平或放緩填方邊坡坡率等方式消耗棄方，以實現挖余土石方的有效利用。（4）棄土場選址應充分考慮節約用地，同時應綜合考慮棄土完畢后的棄土場綠化及土地的再利用。（5）路基邊坡綠化方案應根據邊坡坡度、高度，巖土體性質合理選用，同時要做到與自然景觀相融合。