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    綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的應(yīng)用研究

    2023-03-10 08:31:38言美忠汪燕茹
    關(guān)鍵詞:舊路道路公路

    言美忠 汪燕茹

    浙江中路交通設(shè)計(jì)有限公司 浙江 嘉興 314000

    1 綠色低碳理念

    綠色理念是要保證生態(tài)環(huán)境可以得到切實(shí)的保護(hù),繼而降低各種能源消耗量。在舊路改造中,貫徹綠色這一理念,可以將低碳目標(biāo)和生態(tài)理念二者合理地結(jié)合起來(lái),這樣才能讓城市環(huán)境更符合人們的居住,給人民群眾提供了良好的交通環(huán)境[1],為人們的出行提供了便利。具體而言,通過(guò)將節(jié)能技術(shù),新能源以及材料等進(jìn)行科學(xué)合理運(yùn)用,來(lái)達(dá)到降低能源消耗和溫室氣體排放目的??傊墙档湍茉聪牧浚档吞寂欧帕?,降低生態(tài)環(huán)境的污染,改善生態(tài)環(huán)境等。在舊城區(qū)道路改造中,推行“綠色”的概念,既能使低碳與生態(tài)相統(tǒng)一,又能使城市的環(huán)境更適合人類居住。其為廣大市民的出行創(chuàng)造一個(gè)良好的交通條件。具體來(lái)說(shuō),是要通過(guò)科學(xué)、合理地利用節(jié)能技術(shù)、新能源、新材料等來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因此,在公路施工中要積極地把低碳思想貫徹到具體的工作中去。在舊路改造過(guò)程中,合理應(yīng)用綠色道路的設(shè)計(jì),必須注重綠色環(huán)境。通過(guò)回收各類資源,減少能耗,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)舊路改造。

    2 綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的意義

    2.1 公路路線實(shí)際縱向坡度控制

    在綠色公路的設(shè)計(jì)過(guò)程中,要注意道路的線型和構(gòu)造結(jié)構(gòu)的斷面設(shè)計(jì),要有效控制橋梁與隧道的比例,并對(duì)其施工的難度和成本進(jìn)行有效的控制。同時(shí),為了減少路面起伏,提高路面的高度,減少高速公路的行駛危險(xiǎn),減少能源消耗。在道路設(shè)計(jì)過(guò)程中,要盡可能地避免連續(xù)長(zhǎng)大縱坡,以降低行駛時(shí)的能耗,并避免因縱坡度大而造成的頻繁出現(xiàn)。為保證我國(guó)的運(yùn)輸行業(yè)健康發(fā)展,必須加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的控制,從源頭上提升工程質(zhì)量。同時(shí),在縱向坡度較大的區(qū)域,必須采用避險(xiǎn)車道、降溫車道和消能措施,并對(duì)道路運(yùn)行中出現(xiàn)的安全隱患和事故給予相應(yīng)的調(diào)節(jié)手段。

    2.2 控制公路選線以及建設(shè)的基本要素

    首先,在公路設(shè)計(jì)中,對(duì)道路的實(shí)際行駛里程進(jìn)行控制,盡量縮短道路行駛里程,既可以有效地控制道路行駛時(shí)間,又可以降低行駛時(shí)的油耗。在道路運(yùn)行和個(gè)人駕車的整個(gè)過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳排放的系統(tǒng)性控制。同時(shí),公路設(shè)計(jì)要注重建設(shè)和施工的實(shí)際情況,以降低施工難度為目標(biāo),減少設(shè)計(jì)時(shí)隧橋比偏大、邊坡過(guò)長(zhǎng)、地質(zhì)條件不良等問(wèn)題的發(fā)生,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮施工進(jìn)度、費(fèi)用、效益等綜合因素,以達(dá)到綠色工程、綠色公路的目的。

    2.3 靈活設(shè)計(jì)公路選線

    公路選擇要遵循綠色發(fā)展的思想,要根據(jù)地形、地貌等實(shí)際情況和地質(zhì)條件開展公路選線,做到節(jié)約能源、綠色行車是公路建設(shè)的基本方針。目前,在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況下,選擇道路的原則是以節(jié)約能源為主,兼顧環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)際道路選擇中,首先要明確道路的方向,道路應(yīng)該盡量與山脈、江川、地形方向、起伏等吻合,做到道路選擇時(shí)不會(huì)強(qiáng)行拉直,也不會(huì)出現(xiàn)道路選擇時(shí)強(qiáng)行切掉地形等問(wèn)題,在數(shù)量上大幅度減少高填以及深挖等,整體控制邊坡高度,從更大范圍,更大體制上控制自然與生態(tài)系統(tǒng)改造與破壞。從功能工程、主體工程、防護(hù)工程等方面全面減少道路施工和運(yùn)營(yíng)中的能源消耗和二氧化碳排放量。

    3 舊路工程概況

    某舊路工程由于運(yùn)輸規(guī)模比較大,隨著重載車輛的不斷增多,原有的舊路已經(jīng)無(wú)法滿足交通和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在此背景下,對(duì)交通和城市的發(fā)展提出了更高的要求,必須對(duì)舊路進(jìn)行改造。改建后的舊路工程全長(zhǎng)達(dá)21.835km,具體設(shè)計(jì)為雙向車道的一級(jí)公路,通過(guò)集鎮(zhèn)路段設(shè)計(jì)速度每小時(shí)達(dá)60km,設(shè)計(jì)速度每小時(shí)達(dá)80km,全線寬達(dá)37.2m,橋涵設(shè)計(jì)的汽車荷載等級(jí)達(dá)公路-I級(jí)。

    4 綠色公路設(shè)計(jì)在舊路改造中的具體應(yīng)用

    本項(xiàng)目為舊路改造項(xiàng)目,針對(duì)公路建設(shè)中的關(guān)鍵地段,按新建設(shè)項(xiàng)目的核心要求進(jìn)行詳細(xì)建設(shè)。包括橋梁、路基路面、涵道等,以及對(duì)原有的瀝青路面進(jìn)行強(qiáng)化,既要保證路面的承載能力,又要保證道路的行駛和舒適性。對(duì)于舊路的鋪設(shè),必須嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的成果,采用瀝青路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序,結(jié)合實(shí)際的施工條件。根據(jù)分析數(shù)據(jù)可以看出,舊路的承載能力很高。另外,對(duì)舊路的破損狀況進(jìn)行細(xì)致調(diào)研和分析,采取有效防治對(duì)策,以保證道路工程的安全運(yùn)行。

    4.1 應(yīng)用通道資源以降低資源的應(yīng)用量

    通過(guò)對(duì)現(xiàn)有公路工程現(xiàn)狀的綜合分析,可以看出該工程的地基具有較高的強(qiáng)度和較高的干燥性。所以,在公路施工中[4-5],必須做好新舊道路的治理。路面具有很大承載能力,對(duì)舊路面進(jìn)行碾壓,然后重新覆蓋,可以達(dá)到特殊的設(shè)計(jì)需求。所以,在公路建設(shè)中,做好舊路的施工工作,既可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,又可以節(jié)約工程造價(jià)。同時(shí),也能提高公路的壽命,給居民帶來(lái)更為安全、舒適的交通環(huán)境。為提高舊路使用中的改善率,對(duì)舊路的平縱設(shè)計(jì)要根據(jù)舊路的實(shí)際情況,并與線路設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合;選擇了平縱指數(shù),對(duì)已有的渠道資源進(jìn)行了綜合利用,其表現(xiàn)為:

    (1)在方案的規(guī)劃上,為了提高改建道路的合理性,減少對(duì)舊路的資源的耗用,舊路的規(guī)劃要盡量符合舊路的規(guī)劃。對(duì)原有道路兩側(cè)進(jìn)行適當(dāng)拓寬,這種方案可以在一定程度上降低改建時(shí)占用空間,提高改建的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性,從而為廣大市民營(yíng)造一個(gè)優(yōu)良的運(yùn)輸條件。

    (2)按照舊路改建方案,縱斷面設(shè)計(jì)要充分考慮舊路縱坡度,在滿足規(guī)范的前提下,適當(dāng)減少斜坡長(zhǎng)度。

    (3)利用舊路工程實(shí)際長(zhǎng)度達(dá)21.838km。

    4.2 充分利用通道資源對(duì)路基路線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

    在公路路基路面改造中采用綠色公路設(shè)計(jì),應(yīng)著重于路基的強(qiáng)度和狀況,而在實(shí)際設(shè)計(jì)階段,還要考慮路面承載能力。通過(guò)對(duì)線路平面規(guī)劃和立面設(shè)計(jì)的合理指標(biāo)和參數(shù)的選取,確保改造設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際需求相一致,以提高舊路的利用率,并充分利用信道資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

    首先,在進(jìn)行改建方案設(shè)計(jì)時(shí),必須從原有的線路形式和設(shè)計(jì)內(nèi)容出發(fā),以最大程度地優(yōu)化新的設(shè)計(jì)線路與原有的線路形式??梢圆捎脙蓚?cè)的拓寬來(lái)減少新的占用。此外,為了保證道路的安全和暢通,在原有的路線上,應(yīng)當(dāng)將原有的道路向兩側(cè)擴(kuò)展。其次,根據(jù)舊路改建方案需要充分發(fā)揮原有道路建設(shè)結(jié)構(gòu)的特性,在滿足規(guī)范要求的情況下,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,減少坡長(zhǎng),有效地利用渠道的資源;再次,合理布置走廊,盡可能選擇在拆遷較少的區(qū)域,以保證后續(xù)工程的順利、有序進(jìn)行。因此,要根據(jù)工程實(shí)際,降低工程建設(shè)的難度,提高選線的靈活性,防止高填深開挖,減少能源消耗,保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境;同時(shí),要強(qiáng)化交通組織設(shè)計(jì),保證道路的通暢;保證了交通的安全,達(dá)到了能源和環(huán)境保護(hù)的目的。最后提出了對(duì)高速公路縱坡進(jìn)行科學(xué)的控制,以減少橋梁與隧道的比例,減少縱坡,減少車輛在行駛時(shí)的能量消耗過(guò)大而造成的安全事故。通過(guò)設(shè)置消能設(shè)備,保證車輛運(yùn)行的安全。

    要確保設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)與原來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、線路等高度協(xié)調(diào),推動(dòng)新技術(shù)、新工藝的開發(fā)、新材料的應(yīng)用,始終堅(jiān)持以“安全耐用、利用資源、節(jié)能環(huán)保、智能分享”四個(gè)理念來(lái)開展。因此,今后還需要深入地對(duì)各類技術(shù)方法進(jìn)行深入探討,要真正做好新老道路的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)特性的配比和配比技術(shù),在道路工程中起到示范和帶頭的作用。在改善交通條件的前提下,加強(qiáng)城市綠化建設(shè),合理設(shè)置道路兩旁綠地,改善環(huán)境品質(zhì)[6]。

    4.3 通過(guò)舊路廢舊材料再進(jìn)行混合攤鋪加工

    舊路改建的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物料,如污水管道、舊路擋墻以及瀝青路面開挖料等,這些都具有強(qiáng)度高、耐水性好等特點(diǎn),屬于可再生資源。在這一背景下,舊路廢棄物料的回收利用還需要得到充分的開發(fā),既能節(jié)約原材料,又能有效地達(dá)到環(huán)保等目的。路面基層可以采用瀝青混合料,處理已拆除的水穩(wěn)碎石,混凝土面板等作為路基的填充物和基底的更換,瀝青混合料的鋪面處理,需要采取措施將瀝青混合料轉(zhuǎn)變成液體;攤鋪機(jī)在均勻、連續(xù)的情況下,還應(yīng)減少混合料的離析,有效地改善道路的整體性,提高舊道路的廢棄物料的利用率,有效地實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約,有利于減少工程項(xiàng)目的總投資,防止重復(fù)出現(xiàn)資源浪費(fèi)。

    舊路工程廢料統(tǒng)計(jì),工程主要廢舊材料如下:舊路工程擋墻總計(jì)2676.86m3,挖掘舊瀝青路面總計(jì)41481.9m3,雨污水管道開挖量總計(jì)24385.9m3,緣石水泥砼路面總計(jì)13482.8 m3,舊橋涵拆除總計(jì)4931.59m3。

    從對(duì)舊路上被破壞的各類物資的檢查來(lái)看,這些廢棄的物料整體的硬度要高得多。因此,廢水的穩(wěn)定度很高,在新道路建設(shè)中,可以回收使用。針對(duì)公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢舊石材,可以通過(guò)粉碎再混合獲得可回收的骨料,再與水泥、砂等原料按照一定的比例混合,制成一種新的建材,以達(dá)到公路修復(fù)工程中廢舊材料的回收。已建好的瀝青混凝土鋪裝工程中,可以利用可回收的骨料取代一部分自然石材作為鋪面材料,從而在不影響其外觀美感的前提下,保持原路面的正常使用。此外,還對(duì)舊路工程中的銑刨瀝青混合料、水穩(wěn)碎石以及橋涵工程結(jié)構(gòu)、防護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了拆卸,這種材料能夠滿足新、改擴(kuò)建工程建設(shè)的需求,為人們的出行創(chuàng)造了一個(gè)有利的條件,可減少各種新型物料使用,具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

    4.4 積極做好建筑垃圾回收和現(xiàn)有設(shè)施重復(fù)利用工作

    對(duì)于公路的建設(shè),在前期施工中常常要通過(guò)集鎮(zhèn)路段,并且在一定程度上存在著城市化嚴(yán)重問(wèn)題,產(chǎn)生填土、建筑垃圾等一系列問(wèn)題。就建筑廢棄物而言,整體結(jié)構(gòu)松散,缺乏系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以住宅為中心。因此,要達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的,必須充分考慮高速公路建設(shè)項(xiàng)目周邊的環(huán)境,在不具備良好的土壤條件下,能夠?qū)⒔ㄖ糜诼坊奶钪7],既符合節(jié)約資源的要求,又能兼顧環(huán)保、和諧的目標(biāo)。在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行有效的利用,盡量減少重復(fù)投資。

    對(duì)待改建的高速公路項(xiàng)目進(jìn)行分析,舊路項(xiàng)目通過(guò)集鎮(zhèn)段,路旁的城市化現(xiàn)象十分突出,這一段存在著大量的人造土壤。填埋方式主要是填土,垃圾為輔,建筑垃圾三大類,每一層的實(shí)際土層均應(yīng)為0.7~3.9m。而填料是最主要的成分。這三個(gè)階段中,建筑廢棄物的構(gòu)造比較松散,整體的穩(wěn)定性較低,這一塊位置多在原來(lái)的房屋施工項(xiàng)目中。由于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)戶對(duì)建筑廢棄物的處置技術(shù)和管理水平不高,導(dǎo)致工程建設(shè)不僅沒有效果,而且對(duì)周圍的環(huán)境也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。通過(guò)對(duì)該工程的基本情況進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)該工程周邊地勢(shì)平坦,缺少合適的土壤開采條件;在老公路改造過(guò)程中,為了減少資源化和保護(hù)生態(tài),必須采用建筑廢棄物;利用建筑廢料作為老公路改建的原料。通過(guò)對(duì)工程實(shí)踐的分析,指出了建筑廢棄物是一種優(yōu)良的自然集料,通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囂幚?,可以作為道路的基礎(chǔ)或地基的填充物。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,舊路改建項(xiàng)目由于長(zhǎng)時(shí)期的車流量很大,會(huì)有大量的重型車輛經(jīng)過(guò),因此,重型汽車會(huì)提高道路的品質(zhì),為實(shí)現(xiàn)對(duì)舊路改造期間的施工質(zhì)量進(jìn)行全面的控制,在對(duì)施工廢物進(jìn)行再生處理之后,只在新建道路上使用。

    (1)有管網(wǎng)再利用

    本項(xiàng)目包括雨水管道和污水管道,總長(zhǎng)度為6.201公里。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況合理設(shè)計(jì)出道路縱斷面,并對(duì)原有的雨水管道和污水管道特性和大小進(jìn)行分析。經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了初步的計(jì)算,認(rèn)為原有的雨水管道和污水管道全部能達(dá)到項(xiàng)目的要求,故對(duì)原有道路進(jìn)行改建,能在原有道路上直接使用雨水管道和污水管道,無(wú)需新建管道。

    (2)綠植再利用

    根據(jù)舊路原有綠化植物狀況分析,可發(fā)現(xiàn)在原有路段上種植著數(shù)量眾多、種類繁多、規(guī)格一致、且生長(zhǎng)良好、可達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境目的的綠化植物。舊路改造中,可對(duì)原有公路工程附近栽植綠色植物加以利用,原路栽植值大量女貞,側(cè)柏,紫葉李多種植物。根據(jù)舊路改造的現(xiàn)狀,為使現(xiàn)有綠植得到合理運(yùn)用,發(fā)揮其應(yīng)有的功能,實(shí)現(xiàn)綠植再利用,可采用以下措施:首先,對(duì)改建舊路路基雙側(cè)綠化所施加喬木可利用女貞原苗木,利用原有苗木實(shí)現(xiàn)新建公路改造的基礎(chǔ)上,降低綠化植物運(yùn)輸成本。其次,針對(duì)側(cè)分帶綠化帶可利用觀賞性強(qiáng)的紫葉李。

    通過(guò)對(duì)舊路原有綠化植被現(xiàn)狀的剖析可以看出,在原來(lái)的道路上種植著數(shù)量眾多、種類繁多、規(guī)格一致的樹種生長(zhǎng)良好,可達(dá)到改善生態(tài)和環(huán)境作用的綠化樹種。在舊路的改建中,可以在原來(lái)的道路上種植綠化,并在原來(lái)的道路上種植許多的側(cè)柏、女貞以及紫葉等。針對(duì)舊路改建的實(shí)際情況,為了充分利用已存在的綠化植物,充分發(fā)揮其作用,達(dá)到綠化再生的目的??刹扇∪缦碌姆椒ǎ旱谝?,在老道路兩側(cè)的綠化中應(yīng)用喬木,可使用原樹種,并在現(xiàn)有的苗木基礎(chǔ)上,完成新道路的改造,從而減少綠化植株的運(yùn)輸費(fèi)用;第二,在側(cè)分帶綠地中可以充分發(fā)揮觀賞價(jià)值的紫葉李。

    5 總結(jié)

    總而言之,舊路改造是一個(gè)較為復(fù)雜的工作,在進(jìn)行的實(shí)際操作中,對(duì)施工的計(jì)算有很高的要求。因此,要充分考慮到舊路的檢查力度,以平縱指標(biāo)為基礎(chǔ),最大限度地利用舊有的道路資源,進(jìn)而降低新建道路建設(shè)的土地,并在改造時(shí)投入資金,降低項(xiàng)目成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。在舊道路改造中,會(huì)產(chǎn)生大量的可再生資源和廢舊物料,在確保道路工程質(zhì)量達(dá)到要求的情況下,對(duì)各類廢物進(jìn)行合理的處理,減少各種廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。

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