基于“大美龍江”的黑龍江省綠色公路建設思路研究

馬海龍, 戰(zhàn)成波, 王金茹

(1.黑龍江省公路建設中心， 哈爾濱 150040； 2.東北林業(yè)大學 土木工程學院， 哈爾濱 150040)

由于公路工程的技術難度高、建設周期長、投資規(guī)模大及涉及因素多等特點，導致公路建設項目成為一個復雜的重大系統(tǒng)工程。公路建設不同于房屋建設，其按照規(guī)劃會占用部分土地資源，影響野生動物的遷徙，且公路在施工過程中亦會對周邊路域生態(tài)環(huán)境資源造成污染。黑龍江省地處高寒凍土區(qū)，溫度低, 降雨量少，受地理氣候影響植物生長季短且植物生長緩慢，生物多樣性和生態(tài)環(huán)境敏感而脆弱，而公路交通發(fā)展迅猛, 大規(guī)模的公路交通建設勢必導致原本脆弱的生態(tài)環(huán)境進一步惡化。因此，黑龍江省的綠色公路建設有別于非寒冷凍土地區(qū)，公路建設施工破壞黑龍江省敏感的路域生態(tài)環(huán)境，而黑龍江省凍土環(huán)境也給公路本身造成影響，引發(fā)公路凍脹、翻漿等公路病害問題。凍害問題不但給公路造成安全隱患，而且減少公路的使用壽命，很大程度上影響了黑龍江省公路的綠色發(fā)展。保證公路本身不被破壞的同時又盡最大可能減少對環(huán)境的影響，這是黑龍江省綠色公路發(fā)展的關鍵所在，因此有必要對黑龍江省公路開展實地調查研究，分析黑龍江省綠色公路建設特征，明確黑龍江省綠色公路建設發(fā)展思路，指導黑龍江省綠色公路的建設，推動龍江綠色公路健康可持續(xù)發(fā)展。

1 黑龍江省區(qū)域氣候環(huán)境特征

黑龍江省位于中國最北部，為典型寒區(qū)代表省份之一。東西跨14個經(jīng)度，3個濕潤區(qū)，南北跨10個緯度，2個熱量帶，面積47.3萬m2(含松嶺區(qū)和加格達奇區(qū))。東部和北部與俄羅斯隔江相望，邊境線長達3 038 km，西部與內蒙古自治區(qū)毗鄰，南部與吉林省相接壤，東部近日本海。黑龍江省屬于寒溫帶與溫帶大陸性季風氣候，其氣溫全國最低，冬季寒冷且漫長，年平均氣溫為3.43 ℃[1]。從空間分布來看，全省氣溫較低的區(qū)域主要分布在北部，包括大興安嶺、黑河等地，而東、西、南部氣溫普遍較北部高，主要包括東部的鶴崗、雞西等，西部的哈爾濱、大慶等。從各月氣溫來看，一年中最冷月出現(xiàn)在1月，月平均氣溫為-30.9～-14.7 ℃，而夏季與冬季的溫差很大，最熱月份一般為7月，平均氣溫在22 ℃左右。

黑龍江自然資源相當豐富，是全國最大的林業(yè)省份之一，全省耕地面積960.1萬hm2，是全國耕地最多的省份，同時又是礦產(chǎn)資源大省，可開發(fā)利用的物產(chǎn)眾多。江河分布較為密集，水資源豐富，有松花江、黑龍江、烏蘇里江和綏芬河4大水系，以及世界第二大高山堰塞湖——鏡泊湖，世界三大冷泉之一——五大連池，中俄界湖——興凱湖等湖泊，全省水資源總量620億m3，居東北之首。黑龍江省冰雪資源豐富且雪質極佳，降雪周期較長，大約有130 d，冰雪旅游產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢極為突出。

2 黑龍江省綠色公路建設發(fā)展現(xiàn)狀

2016年8月，為全面貫徹綠色交通發(fā)展理念，交通運輸部公路局頒布了《關于實施綠色公路建設的指導意見》[2]，其中明確提出要實施“拓展公路旅游功能”“實施改擴建工程綠色升級”“推進綠色服務區(qū)建設”等專項行動，以行動促轉型，以行動促落實，推進工程無痕化，提出嚴格施工環(huán)境保護，加強施工過程中的植被與表土資源保護和利用，落實水土保持、環(huán)境保護，做好臨時用地的生態(tài)恢復等要求。

近年來，受其自身特殊的地理位置、氣候、林業(yè)資源、水資源、耕地資源，及少數(shù)民族風情等因素影響，黑龍江省在綠色公路發(fā)展建設過程中，積極貫徹綠色公路發(fā)展理念，結合國家與交通運輸部對公路綠色環(huán)保提出的新要求，開展典型工程示范，通過實踐當前先進的綠色環(huán)保經(jīng)驗與技術，進行適應當?shù)匦枨蟮膭?chuàng)新探索，形成具有龍江特色的綠色公路建設實踐經(jīng)驗，部分典型綠色公路示范工程概況如下：

2017年，吉東工程(吉黑省界琿春至東寧段)南起于國道丹阿公路(G331)吉黑省界相交處，與吉林省東防線(S201)公路順接，向北途經(jīng)老黑山、太平川、新城子溝等，在東寧市區(qū)附近從其西部繞行，跨越綏芬河后終于丹阿公路萬鹿溝收費站前，路線總長99.293 km，其中新建31.75 km，利用舊路改擴建25.543 km，完善舊路服務功能42 km。項目批復概算21.22億元，建設周期36個月。項目主線共設大橋1 663.54 m(6座)，中橋218.92 m(4座)，小橋136.96 m(4座)，新建涵洞98道，完全利用涵洞56道，合計154道；設服務區(qū)2處(單側)，其中1處含養(yǎng)護工區(qū)，設交通量觀測站4處。另設東寧連接線1.822 km(1條)。緊密圍繞公路地處高寒氣候區(qū)、山嶺重丘區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和紅色旅游區(qū)的地域特征，樹立全壽命周期成本理念，將綠色公路理念融入公路規(guī)劃、設計、建設、運營、管理、服務全過程，大力推動理念創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，統(tǒng)籌項目設計、施工、監(jiān)理、管理、科研等全員參與綠色公路典型示范工程建設，總結具有黑龍江特色的綠色公路建設體系。構建高寒地區(qū)公路抗凍耐久技術、改擴建公路建設技術、公路生態(tài)環(huán)保技術示范技術、公路服務品質提升示范技術4類特色技術體系。

2018年，呼十工程(呼瑪至十八站段)起點位于國道丹阿公路呼瑪鎮(zhèn)西南8 km左右呼瑪河大橋北側橋頭，途經(jīng)金山林場、興華鄉(xiāng)、白銀納鄉(xiāng)等，終點為十八站。全長155.017 km，新建36.857 km，利用舊路改擴建118.160 km。該綠色公路將生態(tài)文明、綠色循環(huán)低碳理念融入項目設計、建設的各方面和全過程，通過提升設計理念、實現(xiàn)精細化施工組織和優(yōu)化運營管理，攻克關鍵技術的同時，還廣泛應用新材料、新能源及新技術，強化綠色生態(tài)循環(huán)、降低碳排放管理創(chuàng)新，運用行政、法律及經(jīng)濟等手段進行綜合協(xié)調，著力提高舊路材料循環(huán)利用效率，最大限度地保護沿線敏感生態(tài)環(huán)境，尤其是敏感水環(huán)境，提高邊境公路、林區(qū)公路的服務能力，改善道路使用者的旅游出行體驗，提高公路可持續(xù)發(fā)展能力，實現(xiàn)公路全壽命周期范圍內“三高三低”(高效益、高效能、高效率、低污染、低能耗、低排放)的總目標，推廣傳播綠色循環(huán)低碳公路建設理念與先進措施，打造具有“節(jié)能減排、資源節(jié)約、生態(tài)友好、景觀優(yōu)美、安全韌性、智慧高效、多元服務、綜合協(xié)調”內涵的綠色生態(tài)低碳公路，樹立全省綠色公路標桿。

黑河一布拉戈維申斯克黑龍江(阿穆爾河)公路大橋工程是內蒙古、黑龍江、吉林、遼寧向北開放的重要窗口，是黑龍江區(qū)域海上絲綢之路和絲綢之路經(jīng)濟帶的重要部分，是促進“中國-俄羅斯”兩國經(jīng)濟貿易往來的重要舉措。該項目采用建筑信息模型(building information modelling,BIM)技術和Civil Station Construction 5D綜合管理系統(tǒng)?；谙到y(tǒng)模塊化的優(yōu)勢，形成云技術與大數(shù)據(jù)分析的平臺，實現(xiàn)工程工序的精細化管理，同時借助BIM技術的多維度施工模擬，協(xié)助項目管理人員進行決策，將質量、成本及進度等信息實時傳遞和收集處理。采用了“箱梁自動噴淋養(yǎng)護車”“混凝土廢料回收利用技術”等綠色施工新技術，為黑龍江省在公路橋梁建設領域精細化管理及綠色生態(tài)環(huán)保水平的提升提供了典型示范與參考。

3 黑龍江省綠色公路建設特征

黑龍江省地處中國東北邊陲，是中國緯度最高，經(jīng)度最東的邊境省份，公路有兩大突出特點：一是邊疆公路，二是寒區(qū)公路[3]。首先，黑龍江省屬于邊疆省份，黑龍江省與俄羅斯接壤有超過3 000 km的邊境線，邊境公路有著不同的功能定位：在交通運輸上，承擔著貨物交通運輸、邊境旅游、邊境貿易運輸?shù)娜蝿眨兄糜温?、觀光路、貿易路、運輸路的功能，這就決定了公路對景觀保護與營造，公路橋梁堅固性、耐久性的要求比較高；在戰(zhàn)備需求上，邊境公路作為第一線的邊防公路，還承擔著部隊人員、物資的快速集結、疏散，設施能夠快速搶險保通、軍事裝備高效運輸?shù)淖饔茫兄鴳?zhàn)備路的功能，這就要求公路結構物要堅固耐震動與重載，同時還需要營造一種易于偽裝的路側環(huán)境。再者，黑龍江省是中國寒區(qū)氣候條件的典型代表地區(qū)，其不僅涉及凍土問題，還涉及多雪問題。低溫氣候條件與凍土環(huán)境下公路凍害頻發(fā)，導致后期養(yǎng)護難度大、運營成本高[4]。黑龍江省綠色建設任務艱巨，在系統(tǒng)調查研究黑龍江省公路發(fā)展實情，明確當前綠色公路建設的突出問題的基礎上，將黑龍江省綠色公路建設的特征總結如下：

1)綠色公路發(fā)展意識理念不斷提升，綠色公路建設發(fā)展的勢頭變得更加強勁。黑龍江省積極響應國家號召，深入貫徹落實習近平新時代生態(tài)文明思想，積極開展綠色公路典型示范工程建設，推廣符合黑龍江地域氣候特征與公路實情的綠色施工技術。

2)綠色公路建設條件復雜，路域生態(tài)環(huán)境保護任務重大。黑龍江地處低溫嚴寒凍土區(qū)域，公路的施工建設條件較為復雜，公路路域生態(tài)環(huán)境又敏感脆弱，生態(tài)恢復困難較大。同時，低溫嚴寒地區(qū)交通安全問題顯著。因地處高寒地區(qū)，降雪、道路結冰等天氣現(xiàn)象約占全年40%的時間，在對公路行車安全造成影響的天氣中，以雨、雪、道路結冰、霧霾影響最大。

3)自然資源稟賦，景觀旅游資源獨特。黑龍江省是中國最大的林業(yè)省份之一，全省耕地面積960.1萬hm2，是全國耕地最多的省份，同時又是礦產(chǎn)資源大省，可開發(fā)利用的物產(chǎn)眾多。全省有67處森林公園，其中國家級37處，省級30處，國家級自然保護區(qū)9處，省級自然保護區(qū)16處。綠色公路建設需要充分考慮黑龍江省豐富且寶貴的自然資源，合理定位綠色公路建設水平，充分保護并利用沿線景觀資源。

4)冰雪旅游資源豐富，邊境旅游資源優(yōu)勢突出。黑龍江省冰雪資源富饒，冰雪旅游產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢突出且發(fā)展趨于多元化[5]。黑龍江省是中國開放口岸最多的省份之一，與俄羅斯遙江相望，與俄羅斯文化交流豐富，發(fā)展對俄冰雪旅游合作潛力巨大[6]。綠色公路建設可與冰雪旅游公路及邊疆特色公路等建設理念共同考慮設計，建設“大美龍江”綠色旅游公路。

4 黑龍江省綠色公路建設思路

通過與公路規(guī)劃設計、建設施工、運營管理、維修養(yǎng)護部門的專業(yè)工作人員及公路環(huán)保方面的專家進行座談，結合黑龍江省地區(qū)氣候、自然資源等特點，研究已運營通車的綠色公路營運效果，正在建設的綠色公路的設計、建設指標細則。針對黑龍江省綠色公路未來的發(fā)展需求制作調查問卷，抽取相關規(guī)劃設計部門、建設施工部門、運營管理部門、維修養(yǎng)護部門的部分工作人員，對調查問卷填寫結果進行詳細分析，總結出黑龍江省綠色公路未來建設發(fā)展方向及思路，主要包括：

1)抗凍耐久為前提保障。黑龍江省地處嚴寒凍土地區(qū)，多年凍土與季節(jié)性凍土分布較多，凍土路基熱融沉陷、路基縱向開裂、凍脹、翻漿等道路病害問題頻發(fā)。高緯度高寒多雪的環(huán)境對綠色公路抗凍耐久要求較高，需要針對寒區(qū)綠色公路開展抗凍耐久技術應用研究，提高凍土地區(qū)綠色公路品質與服務水平。

2)生態(tài)環(huán)保為首要目標。黑龍江省林業(yè)、水系、野生動植物等自然資源豐富，少數(shù)民族風情突出，旅游特點顯著，保護當?shù)厮?、動物魚類生活原貌、植被原生態(tài)恢復尤為重要，在綠色公路全壽命周期內要將生態(tài)環(huán)保貫穿始終。同時凸顯保護當?shù)乇?、自然景觀旅游特色。

3)重點考慮資源節(jié)約利用。黑龍江省屬于我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)大省，土地資源集約利用率提高，土地生態(tài)原貌恢復應重點考慮；改擴建工程應提高舊路材料利用率，最大程度減少建設項目的資源浪費。

4)提升工程品質與服務。在公路建設管理中最大程度利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術，提升設計選線合理性，工程建設—運營管理—維修養(yǎng)護系統(tǒng)性；黑龍江省位于邊境地區(qū)，積極拓展邊境冰雪旅游服務品質。

5)加強能源節(jié)約措施。施工、養(yǎng)護過程考慮使用集中供電、聲控、光控等措施，采用變頻技術等設備，或利用太陽能、風能等清潔可再生能源。

5 結語

在對黑龍江省公路進行調查研究及實地考察的基礎上，分析了黑龍江省區(qū)域氣候環(huán)境特征，同時系統(tǒng)梳理了黑龍江省綠色公路建設發(fā)展的情況，明確了黑龍江省公路建設的區(qū)域特征，總結出黑龍江省綠色公路建設發(fā)展思路，為推動大美龍江綠色公路可持續(xù)建設發(fā)展提供重要參考和借鑒。黑龍江綠色公路發(fā)展未來需緊扣“抗凍耐久、生態(tài)環(huán)保、資源能源節(jié)約利用、工程品質服務提升”的主題，建成有“大美龍江”特色的“暢、平、綠、安、美”的綠色公路。