低碳公路优化设计论文

2022-04-19

【摘要】建立可持续发展的交通运输系统，不仅要考虑交通出行的效率，还应该尽量降低交通系统的能耗和对环境的影响。西安市是我国西北地区的交通枢纽，近年来经济发展迅速，我国大量的物流运输车辆都要经过此地。大量的机动车辆排放造成了严重的空气污染，给当地的道路环境和自然资源产生很大的压力。为了保护自然环境，响应国家低碳经济的政策，西安市要创建绿色低碳出行模式。今天小编为大家推荐《低碳公路优化设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

低碳公路优化设计论文篇1：

关于建设发展山区生态公路的进一步思考

摘要：根据党和国家大力推进生态文明建设的要求，结合山区脆弱的生态环境状况和人们对生态公路传统认识的局限，阐述了新时期“生态公路”的基本内涵，提出了绿色，低碳、资源高效利用、产品价值最大发挥和因地制宜的核心理念，并探讨了一些实现山区公路可持续建设发展的思路与方法。

关键词：山区生态公路内涵理念

面对生态系统退化的严峻形势和实现可持续发展的需要，党的十八大报告强调：“把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程”。由此，生态文明建设不但要做好其本身的生态建设、环境保护、资源节约等，更重要的是要放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，这就意味着公路的建设过程中需要全面贯彻生态文明的科学发展观，融入生态文明理念、观点、方法。

因此，实现山区公路的生态文明建设与发展，尤显迫切和重要。在新的发展时期，我们要立足于生态文明观，在传统生态公路概念的基础上，不断探索创新山区生态公路的规划与建设管理理念，积极探讨和诠释公路生态文化建设的内涵，努力在山区建造一批现代生态公路，对引领山区公路和综合交通网的建设有着重要的现实意义和历史价值。

1.生态公路的基本内涵

交通运输部在2004年全国公路勘察设计工作会议上，提出了“六个坚持、六个树立”的理念和尊重自然、保护环境的建设要求后，公路建设的文明程度和对自然环境的保护力度得到了逐步提升。在节约用地、保护植被、生态边坡方面取得了良好的成效，但主要是用静止或短暂的眼光和主要局限于节约用地、加强边坡绿化和视觉去看待问题、处理问题和评价问题，很少站在长远的视觉，进行预评价和预处理；存在建设成本高、资源耗费多、后期维持难度大等问题和简单重复建设的不良现象。在新的历史时期，面对山区脆弱的生态环境和时代要求，运用生态文明观建设山区公路，首要的工作是用发展的眼光，不断探索、辨识“生态公路”的内涵。我们可以对“生态公路”理解或定义做以下尝试。

“生态公路”是生态文明观在公路建设与管理领域的深化发展与具体细化体现，是指在尊重自然的前提下，将自然、人和公路有机结合，运用生态学原理，不以牺牲生态环境为代价进行建设和营运，强调人、自然与公路的和谐相处，从而形成生态、环保、安全、舒适、经济、景观和谐的可持续的公路发展模式。

现代“生态公路”不同于传统生态路的两大显著特征可以概括为：一是以可持续发展为原则，追求效益最大化的特征。生态公路建设的可持续发展思想主要体现在对自然资源的合理利用和高效利用。在规划时要统筹考虑公路及交通网络的空间资源最少占用和运输效益的最大提升，在设计中要考虑资源的最小消耗，在施工期要合理组织，以减少对不可再生资源及水资源的浪费和最大程度实现建设资源的共享，在投入运营期需加强管理，要高效利用道路条件，保持交通畅通，减少车辆燃油及其他能耗和污染。二是系统性、协调性的特征。从时间顺序和建設环节上讲，生态公路理念需要从规划、设计、施工、营运、管理等各个阶段都进行充分贯彻执行，才能实现目标；从构成要素的空间角度看，要把公路放在地理环境、生物资源、污染等诸要素中进行有机协调，构建“人路环境社会”的和谐氛围。

2.生态公路的核心理念

2.1绿色、低碳理念

山区公路建设要继续坚持：“在设计上要最大限度地保护生态环境，在施工中要最小程度地破坏环境和最大限度地恢复环境”。在规划、建设和营运管护等建设及使用的各个阶段要强调保护环境、节约资源、保护生态平衡，但不能仅局限于设计和施工阶段，也不能仅局限于长廊式绿化带、植物景观边坡和侧重顾及耕地的占用及取土弃土场的防治处理等方面的环保做法，要用长远的观念和系统的方法去思考、谋划和实施。

生态文明地建设发展山区公路，不仅要做好施工建造阶段的材料、设备的能耗优化，实现低碳建造；更重要的是：一方面要积极应用新工艺、新设备，努力减少运营期照明、通讯、排风设备的能耗，另一方面要通过路线里程、平纵面线形、行车提示的优化，最大程度地让车辆保持稳定的行驶状态，从而减少能耗和碳排放量。

2.2资源高效利用，产品价值最大发挥的理念

山区公路在改革开放特别是西部大开发战略初步实施后取得了长足的发展，但由于山区经济基础差、公路建设起点低的历史现实，致使山区的公路网络效益低下，农村道路、干线公路的服务能力依然存在滞后于社会经济发展和人民生活进步的需求，造成部分道路短期简单重复建设的问题较为突出，从而再度破坏环境、浪费资源。

山区公路建设长期依赖的天然石材资源和石灰、水泥、沥青等矿产资源日渐贫乏和匮缺，对这些资源在公路的大修、改造和建设时，如何充分再利用？我们尚未加强重视。

因此，从生态文明的角度，我们需要思考：建成一条公路如何持久满足社会经济发展对交通的需求？公路的使用价值如何能够最大程度发挥？既成公路的残余价值如何最大程度的利用？从而更好地保护环境、节约资源。

2.3因地制宜的理念

我国山区广布，不同地域的山区，其气候、资源、地理条件差异较大，加之，国家对山区在规划重点生态功能区的同时，也布置有少量的重点开发区域，因此，我们贯彻生态文明观建设山区公路，需要根据不同的区域自然环境特点和发展政策，进行区别对待。不能用一个标准、一把尺度去决策和评价山区公路的生态文明建设。

3.生态公路的实现要点

3.1科学规划，避免重复建设造成环境再破坏

规划是建设发展的指针。建设与发展山区生态公路，在规划阶段，需要认真贯彻生态文明理念，坚持可持续发展观，科学地做好规划。近年来，由于经济发展速度较快，部分地区物流和客运需求的提升速度超过了公路规划期预测的指标，造成公路交通支持与需求的矛盾较为明显呈现，部分地区为了解决这一矛盾，着力紧迫推进了既有公路的改扩建，从而使正在恢复的路周生态环境和人们的生产、生活秩序遭受到再破坏、再打乱。当然，制订和编制规划时不可能准确预测未来运量和运输途径，但可以从以下思路去解决或缓解规划实施效果不良的问题，尽力避免重复建设造成环境再破坏。

（1）认真开展前阶段规划实施效果的后评价，积极总结经验、教训

目前对规划实施效果后评价工作的重视程度还十分欠缺，而做好当前规划的重点之一，就是要对前一阶段的规划思路、目标制定、风险机制应用等编制研究的过程和规划实施后的效果进行全面总结，在前一阶段的经验工作中去吸取营养，以有效地指导新规划的编制。

（2）加强规划的时限和空间外延，保持规划建设的可持续性

当前，地方交通运输规划多以5年的近期规划为主，较少有中期规划、远期规划。对运输需求的预测和未来交通发展的规划仅局限于5年的短期，且地方级的5年交通规划在各种运输方式间的有机协调、动态配合方面一般很少深入考虑和分析。从时间上，编制本期规划时缺乏中远期发展需求的预测，相应也没有中远期的交通发展思路或纲领。从空间上，一是缺乏根据社会发展形式预测各种交通方式的转变而产生的运输方式在综合交通网络内部分配的动态变化；二是局限于规划地区的经济发展来预测交通需求，对重要影响区的在本区的交通需求较为忽视；事实上，山区很多交通枢纽地区（方）自身经济发展速度与其干线交通没有必然联系。因此，建议在制定规划时，应先放眼长远，再着手近期；应先放大视觉，再缩小地域和领域。在编制5年规划时，应先策划远期未来20至30年的交通发展纲领思路，先统筹考虑，再确定这5年的指导思想和实施目标。同时，编制公路规划时，需要先研究分析影响区的水运、航空、轨道、管道等其他交通方式的发展趋势，再回到本地区本行业本专业的规划。

（3）做好规划实施风险预案，加强风险评估

合理预测社会经济发展和运量及运输方式发展趋势是做好交通（公路）规划的基础。但由于区域经济和区域交通的发展预测受全球经济形势、地区经济政策、战争、区域自然灾害等环境条件影响，加之，人们认识的局限性，是很难准确预测其规划期的交通需求，不可避免地会形成预测交通需求与未来实际发生的交通需求有一定偏差或较大差量，这就要求我们在规划研究过程中，做好规划实施风险即纠偏的预案，并加强评估。做到面对变化的需求，有较完善、可操作的解决办法，避免面对变化而束手无策或过急盲从，造成不合理建设或重复建设。

（4）倡导用持续建设和完善路网的办法来解决交通需求与供给的矛盾

山区地方财力普遍薄弱，而单位公里投资指标很高，公路的建设发展需求与投资供给的矛盾始终困惑着山区公路发展，很大程度地呈现出公路的服务能力总滞后于需求的增长。在各个时期总显投资窘迫的情况下，为了提高公路的服务能力满足需求增长，很多道路采用了另一种“分期建设”的方式，一次一次地不断在原路基础上进行改扩建，不断地造成生态破坏，且在不断的改扩建施工期间，造成走廊交通不畅，负面影响了区域社会经济发展和人们有序的物质文化生活。为此，为推进山区公路生态文明地发展，让山区公路建设逐渐步入良性轨道，建议在近期规划兼顾远景发展需要的基础上，科学规划路网结构，采用多走廊、多路径分期建设的办法解决山区公路建设资金长期存在的实际困难，特别是市到县、市县到重要经济区只有一条公路的地区。即一个交通流向，可以规划多条道路，根据交通需求和建设条件，按效率优先顺序分期分批地建成这些道路。这样，一是通过路网结构的完善，有利于增加道路交通抗战争、自然灾害等风险的能力；二是通过路网结构的交通流自平衡分配的功能，不断满足持续增长的交通需求；三是有利于各条道路的使用价值充分发挥；四是按此种思路分期建设，可以较大程度减轻环境破坏，不会造成在某个区域带不断进行改造自然的作业，使环境难以修复而持续恶化；五是可以避免原路改建造成的交通断道、绕行，减少不良的社会影响。

3.2加强防灾减灾设计与评估，预防环境灾害

山区的水文和地质条件复杂，山川纵横广布，气候异常多变，各类自然灾害频发，对道路、桥涵、隧道等设施的工程安全和营运安全构成严重的威胁，特别是暴雨、洪水灾害对公路、桥涵的危害尤为突出。近年来，水毁灾害给公路、桥梁造成的损失是巨大的，2006年以来，连续6年公路水毁损失均超过100亿元，且逐年呈上升趋势。公路自然灾害的发生，不仅影响道路正常使用，甚至造成生命线的断道，形成道路不可持续使用，而且灾害本身和后续的治理工程会破坏环境，因此，从“生态”的角度，运用现代技术手段，坚持“預防为主”的方针，加强山区公路的防灾减灾设计与评估，显得十分迫切和重要。做好山区公路的防灾减灾工作主要在于灾前的灾害识别与防治。山区公路灾害致发因素主要在于对气象、地质的潜在危害主观重视不够或认知不准，防排水功效不力，过分或盲目深挖高填和随意改变水系。所以，我们对新建工程，要切实做好环境影响评价、地质灾害评估、抗洪评价和水土保持方案，并建议在条件允许时，尽量提高路基路面桥涵工程的设计洪水频率，并加强排洪、抗洪能力及漂浮物通过性分析；对高填路堤、斜坡路堤，尽量采用桥梁措施替代，对欠稳和可能失稳的边坡要加强处治，沿河、沿溪线改变水系时要加强研究并采取可靠的对策。对既成工程存在的历史遗留问题，我们要提前做好改造、整治方案的评价、规划、设计工作，根据条件，积极地进行改善和解决。

历史经验表明，运用抵御自然灾害的科学理论及手段、评估与设计方法和防治工程措施，加强山区公路的防灾减灾设计，最大限度地减轻未来灾害可能造成的破坏，不仅能保护人民生命和财产的安全，保证道路桥隧的可持续使用，而且还能有效避免生态环境破坏。

3.3优化工程方案，积极保护和主动改善生态环境

建好生态公路，设计阶段需要从路线、工程实体措施、环境三个维度进行综合谋划。近十年来，各地都在积极打造“生态公路”，但较多实质是从“绿色长廊”的角度进行传统定位，多局限于应用常规绿化手段改善路侧植被和视觉感观，真正贯彻川九路的理念，全方位去进行优化设计和精细做好建造管理的生态公路依然甚少。新的时代，我们需要在总结川九路、榆靖高速等已建成项目的成功经验基础上，对路侧净空区、动物通道、路侧交叉衔接等方面的方案，多从宽容的角度去思考与创作；在节约资源，提高国土空间的利用率层面，对走廊狭窄、条件受限地段，可以积极尝试类似成都二环路改建后的多层交通体系方案；对尘土、噪声、灯光污染尽量优化材料、工艺、管控方案，尽力减轻环境污染；对取土、弃土方案不能仅考虑道路的工程造价，更要从保护环境、提高生态效益的层面去研究决策；对筑路材料及建筑物组件的构造方式上，要大胆尝试二次建设利用的方法和手段。以持续提高现代公路的生态文明程度。

3.4加强施工控制，精心管养，建造生态公路产品、巩固生态效益

科学、文明施工是落实生态理念、建成山区生态公路的关键。精心维护、管养和持续完善是巩固及提高公路的生态效益、构建公路现代文明的有效保障。

山区地质条件复杂，在做公路工程施工组织规划前，需要详细了解和掌握沿线的地质地形特征，尤其是不良地质状况，沿线的动植物特性，当地人群的活动特点，相关道路的服务能力，以及区域气象水文特点等相关影响因子的情况。

在做施工组织规划时，需要树立大局和全局的观点，一个项目需要做一个总体的规划，以便处理各合同段间在时间、空间上利用资源的矛盾，诸如弃土与取土借填、建设保通的有机衔接，便道和其他临时工程及场地的共享等。在施工操作时，需坚持“不破坏是最大的保护”的原则，严禁大爆破和随意爆破，倡导利用有利的施工季节和施工方式减少环境的破坏，比如：在少雨、无雨季节开挖边坡、基坑，采用跳槽（坑）施工陡坡带状墙体或斜坡抗滑桩等方式，能有效避免灾害诱发。施工中，需合理处理好“三废”，对地下隐蔽工程，尽量采用“动态设计”手段，据施工中详尽揭示的地质水文情况调整设计参数，以保证构造物安全且经济合理，取得建造阶段的最大效益。

营运期加强对既成公路的维护与完善，合理控制和管理使用人的行为，是巩固公路生态效益的重要保障。

加强灾害源和公路自身病害的及时防治，做好噪声、扬尘、尾气、泥泞的控制，优化更新用电耗能的设备和启闭控制管理，强化超载和货物散装管理等等，以持续保护环境，持续保证公路使用价值的最大发挥。

4.结语

社会经济和人类文明在不断进步和发展，指导公路建设的理念、思路、方法需要根据不同历史时期的要求，不断地探索、创新。

该文在分析新时期建设山区生态公路的重要意义和时代紧迫性的基础上，以实现可持续发展为主旨，阐述了生态公路的基本内涵，提出了绿色、低碳、资源高效利用、产品价值最大发挥和因地制宜的核心理念，并在规划、设计、施工、管养等环节探讨了一些建设与发展生态公路的方法与思路；期望业内人士进一步加强山区公路建设理论、方法的研究与实践总结，共同持续提高公路建设的文明程度。

作者：赵刚

低碳公路优化设计论文篇2：

基于绿色低碳出行模式的西安市城市交通优化策略研究

【摘要】建立可持续发展的交通运输系统，不仅要考虑交通出行的效率，还应该尽量降低交通系统的能耗和对环境的影响。西安市是我国西北地区的交通枢纽，近年来经济发展迅速，我国大量的物流运输车辆都要经过此地。大量的机动车辆排放造成了严重的空气污染，给当地的道路环境和自然资源产生很大的压力。为了保护自然环境，响应国家低碳经济的政策，西安市要创建绿色低碳出行模式。文章结合西安市雾霾和交通拥挤等问题，提出可行的解决措施。

【关键词】绿色交通；低碳；出行模式

本文从绿色循环低碳交通运输体系的角度出发，提出创建绿色循环低碳交通城市的举措，结合西安市整体发展规划，为推动西安市整体发展做出贡献，结合交通运输导致的污染排放情况，提出有效的解决措施。

1 西安市创建绿色低碳交通城市的现状

如今，西安市的社会经济发展非常迅速，城市内部人员流动非常频繁，交通运输方式逐渐实现了多元化，客运量大幅度提升，导致能源消耗量大，污染严重。在2015年，西安市汽车保有量已经超过190万辆，一辆车每年耗油量高达800 L，每升汽油会产生2.3 kg的二氧化碳。一辆车每年就会产生1 800 kg的二氧化碳。西安市为此也采取了相应的措施，完善交通运输基础设施建设。在公路养护方面，西安市养护二级以上的公路共2 200多km，并且针对一些出现损坏的公路进行了大修。2016年，西安市的客运量高达40 000人，客运周转量高达400万km。尽管铁路也会分担一定的客运量，但是汽车在短途运输中的作用还是不能取代。随着客运量的提升，西安市的公共汽车数量也在上升。当地为了落实绿色低碳交通，在2015年将一些高耗能的车辆淘汰，使用天然气车。在货运方面，2015年的货运周转量已经达到600万吨公里。

近年来，西安市交通发展非常迅速，2015年公交车的数量已经超过10 000辆，其中60%以上都是大型车。由于西安市天然气的价格比较便宜，公交车一般采用天然气作为燃料。公交车是当地居民最常用的交通工具，随着地铁线路的开通，公交车的负荷逐渐降低，但随着当地经济的高速增长，公交需求还会进一步提升。

现在，西安市交通运输绿色低碳城市交通建设面临着复杂的局面，私家车的数量非常多，市区内交通出现拥挤的情况，公交车的平均时速非常低。乘坐公交车的价格比较便宜，因此市民一般采用公交出行的方式，这对西安市公交绿色低碳城市交通建设带来一定的困难。

西安市有出租车运营企业近80个，出租车有15 000多辆，从业人员高达3万人。近年来，出租车尾气排放都达到国III标准，在一定程度上降低了城市污染。自2016年以来，西安市的网约车服务发展迅速，在一定程度上缓解了人们出行的压力，也促进了绿色低碳城市交通的建设。西安市在2013年开通了地铁，也开设了大量的公共自行车租赁点，使人们的出行效率不断提升。

在汽车维修和驾驶方面，当地对驾驶培训提出了更加明确的要求。西安市有汽车维修企业2 000多家，其中有一类企业有200多家。当地在企业维修方面也制定了严格的排放标准，很多企业也购买了汽车尾气检测设备，对尾气排放量进行考核，确保汽车在维修后其尾气排放量在国家规定的范围内，如果尾气排放过多，企业就不能在市场上运营。在驾驶培训中，当地的驾校多达80家，教练车数量高达3 000多辆。

随着当地经济的发展和人口的增长，西安市交通运输业呈现出不断扩张的趋势，货运车辆、公交车和出租车的数量都在上升，会产生不可估量的能耗。如果在西安市不能实现绿色低碳交通，那么当地的交通运输事业就会受到很大的影响。西安市交通运输行业应该尽快改革，完善绿色低碳交通运输，降低能源的制约，更好地为当地的经济建设服務。

2 绿色低碳出行模式的西安市交通优化策略分析

2.1 西安市创建绿色低碳城市交通的整体思路

2.1.1 总体目标

结合国家和交通部门的要求，西安市应该结合自身的实际情况，充分挖掘城市交通的潜力，确定节能减排的目标。2016年，全行业的绿色低碳城市交通建设意识有了一定程度的提升，交通管理明显见效，并且形成有效的工作机制。当地已经建立起符合社会主义市场经济体制原则的机制，营运货车单位运输周转量和碳排放量降低了11%，公交车单位运输周转量和碳排放量减少了4%。

2.1.2 年度量化分解目标

结合国家运输部门的具体要求，截至2018年，货运车、客运车和公交车的能源降耗比例分别为9.0%、2.7%和3.4%。碳减排比例分别为10.0%、3.0%和3.7%。

2.2 西安市绿色低碳城市交通建设的主要内容

为了确保西安市绿色低碳城市交通尽快建成，就要促进综合运输的发展，从而有效地推动现代综合交通运输体系的发展，使西安市的交通结构得到进一步发展，使不同种类的运输方式发挥效果，确保各类运输方式科学地组合。此外，要不断地完善公众客运体系建设、促进公共交通发展、提升客运服务质量；要不断完善交通结构，以及通过技术创新提升交通管理能力。

2.2.1 西安市创建绿色低碳城市交通的相关指标

（1）提升西安市公路货运组织化水平。城市内应该不断完善运输组织和管理，使运输业逐渐朝着规模化的方向发展，借助现代交通管理技术，完善运力的调节，对社会零散的运力进行整合，实现网络化的货运发展。革新运输组织方式，提升运输组织的辐射力度，形成优质的运输组织主体，发展一体化的物流，实现包装到运输的全程管理。

（2）完善西安市公路客运组织管理水平和服务质量。对客运的运力进行调节，提升客运企业的集约化水平。建立全方位的客运服务制度，确保各个地区都能覆盖客运体系，引导当地居民尽量采用公共交通。

（3）提升西安市驾驶员的节能减排意识。对驾驶员进行定期的培训和管理，编排合理的教材，完善节能驾驶的培训力度，从而提升驾驶员的综合素质。

（4）优化运输装备结构。进一步完善西安市的运输结构，将一些能耗大的汽车及时淘汰，确保运营车辆朝着环保的方向发展。运营车辆尽量采用天然气作为燃料，在城市交通中可以采用混合动力汽车。提升西安市铁路货运的比重，减少污染。

（5）完善职能交通。在西安市采用公共出行信息系统，通过公众信息系统建设，及时发布出行的信息，并且提供出行咨询工作，为人们提供完善的交通服务信息，为市民的出行提供便利。建立公共信息平台，政府要为市民提供更多的便利，推进物流公共信息平台的建设，有效防止信息流通不畅情况的出现，为货主提供完备的物流信息。

2.2.2 建立西安市绿色低碳交通城市的保障性指标

在西安市建立起节能减排的组织机构，在机构内明确成员的职责，使他们充分发挥作用。节能减排小组应该定期召开会议，促进节能减排工作的落实，在会议中解决相关问题，针对现存问题制定可行的措施，小组内明确任务后进行合理的分工。西安市交通运输主管部门应该尽快制定节能减排规定，并且确保其可以顺利实施。完善节能减排效果的监测，并且制定考核制度。对能耗进行统计，结合一些重点企业进行监测，建立分级节能减排目标。

2.3 建立和完善绿色低碳城市交通组织领导机构

西安市要完善绿色低碳城市交通组织机构的建立，建立工作领导小组，在绿色低碳城市交通建设中进行有针对性的规划，制定科学的政策，协调绿色低碳交通建设的各个环节。小组要及时了解城市内部交通情况，总结工作要点，对各个县区运输部门进行监督。

2.4 完善交通基础设施建设

西安市应该完善交通枢纽的建设，按照区域的范围，建立综合枢纽。对公路客货站点进行合理的布置，公路枢纽是公路运输各个环节的有效衔接，其也结合了其他的运输方式，在公路运输中发挥着不可替代的作用。为了切实提升公路运输的效果，降低公路运输中的能耗，应该对公路站场重新规划，将公路运输枢纽作为关键点，将汽车客货运站作为一个个辅助，实现结构的优化设计。在进行站场优化环节中，应该结合西安市城市的布局，对西安市的基础设施布局进行分析，结合站场布局的规律，对城市未来发展布局进行分析，结合客流分布情况，满足市民的交通需求。在站址确定后，应该结合国家的政策，科学地选择站址。

2.5 完善公交枢纽规划

公交枢纽是一类换乘场所，其要为市民提供方便，所以公交枢纽一般会建立在方便居民出行的位置，提升居民出行的便利。在西安市公交枢纽建设中，应该借助停车系统和换乘系统，从而提升运输效率，有效减少污染。各个支线和干线应该协调起来，结合城市的人口规模和区域发展情况，建立相应的枢纽。在大型的换乘枢纽中，对外交通非常密集，公交枢纽的建设要减少对城市的影响。完善一体化交通枢纽的建设，在建设前应该进行科学的规划，预留衔接用地。一般性的枢纽建设在公交线路比较密集的地方，大型客源充分的地方应该有效衔接，方便乘客换乘。

2.6 提升公交专用道占城市道路的比例

在对城市的布局充分分析的基础上，应该设计公交优先车道的方式，从而减少道路交叉中公交车停滞的时间，确保公交车可以畅通无阻。

2.7 完善西安市城市轨道交通规划

在城市公共交通中，快速轨道的承载量非常大，而且不会产生太大的能耗，发车非常准时，使公交网的效果可以得到充分发挥。城市轨道交通的合理规划，可以缓解交通压力，使城市的运力结构更加合理。西安市应该结合城市结构，建立快速轨道交通线路规划网络，将公共交通作为核心，其他交通作为辅助，实现环保和高效的交通体系的建设。在轨道交通线网规划后，应该完善城市轨道交通的规划，可以适当地增加轨道交通的线路，使轨道交通的辐射效果充分发挥，在临潼和户县等地区也可以带动轨道交通的建设。城市快速轨道交通应该与其他的交通方式有机地结合在一起，实现无缝衔接，确保轨道交通可以顺利到达机场。

2.8 完善发展城市公共交通

在西安市发展公共交通可以缓解交通拥挤的情况，而且确保绿色低碳理念的落实。公共汽车的占道面积比较小，而且其载客的人数更多，公共汽车的能耗也是私家汽车的1/10，其产生的污染物也比私家汽车少90%以上。乘坐公交車的成本非常低，而且可以形成非常好的综合效益。在很多大型的城市中，公交的分担率达到50%以上，但是在西安市的公交分担率不足35%。所以，西安市应该进一步完善公共交通建设，减少私家车的使用。适当地增加公交车辆的配备，应该考虑到人口的分布情况，对道路及环境进行公交车的载客情况分析。城市公交系统应该充分结合城市发展和人口规模；公交车企业应该选择低能耗、安全性高的车辆，将那些大型的高能耗车辆淘汰；合理地配置车辆运行，确保乘客能方便地搭乘到公交车，节省他们的时间；车内的设施要定期保养，为市民营造良好的乘车环境；在城市规划中，应该合理地规划公交车停放站，为公交车的维护提供更好的服务。在西安市内应该提升线网的密度，结合不同的交通方式，确保不同的交通方式可以有效结合，形成高效的公共交通系统。在建立公共交通网络的基础上，应该充分结合其他交通方式，也确保其他形式的交通方式也能发挥作用。采用大容量公共汽车，确保铁路、公路的衔接得当。西安市在道路网改造的基础上，要对车型进行合理的调节，提升公交车的空间利用效率，完善有限车道的信号系统管理，确保车辆顺利行驶。

3 结语

目前，西安市绿色低碳城市交通建设中还存在一定的问题，交通运输结构存在不合理的方面，相关的技术还不够完善。所以，西安市交通运输部门应该不断完善各项政策，确保绿色低碳城市交通建设早日完成。

参考文献

[1]佚名.拉萨市努力提升公共交通水平，积极倡导绿色低碳出行[J].城市公共交通，2018（3）：11.

[2]刘君，刘尚俊.绿色低碳理念下现代城市交通规划措施分析[J].生态经济，2017，33（2）：54-57.

[3]袁乐，孔蔷娜，李钢.绿色低碳导向下的单位交通策略研究——以江苏城乡建设职业学院为例[J].浙江建筑，2014，31（12）：40-44.

[4]朱俊奇.集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化研究——以改善城市交通系统为例[J].安徽理工大学学报：社会科学版，2014，16（3）：24-28.

[5]徐芹芳，陈萍，裘益芳，等.杭州居民“低碳生活—绿色出行”方式的调查研究[J].现代物业（上旬刊），2015，10（3）：90-101.

[责任编辑：邓进利]

作者：薛红强刘佳慧周绍栋

低碳公路优化设计论文篇3：

基于全生命周期的高速公路设计优化探索

摘要基于高速公路全生命周期的建设理念，结合当前国内外最新设计规范，从高速公路的路线设计、道路结构设计、桥涵设计、立体交叉设计、服务区设计等方面展开研究，结合工程实践，提出了与高速公路相关的设计优化方向及措施，为高速公路设计提供参考。

关键词全生命周期;高速公路;设计优化

0 引言

进入21世纪以来，我国公路建设事业发展迅速，截至2018年底，我国公路总里程将近484.65万km，其中高速公路14.26万km。根据国家出台的《国家公路网规划（2013—2030年）》，要进一步加强区级联系，丰富完善高速公路路网，提高通道水平，规划远期展望线约1.8万km。“公路建设，设计先行”，加强设计创新、注重全生命周期设计、关注绿色公路设计、设计与施工深入融合设计等高速公路新的设计理念不断发展，极大地推动了高速公路设计创新，促进了高速公路设计的整体效应、关联效应。高速公路设计专业多、路线长，需要加强统筹规划，注重全生命周期设计，加强优化设计。

1 路线优化设计

路线是高速公路的骨架也将直接影响整个公路的设计方案[1]。合理选定路线方案就是在确保安全、舒适、快速行车的基础上，深入调查路线所经过路段地形地貌、气候条件、水文地质等自然情况，在充分考虑工程造价的情况下，提升技术指标，并尽可能使路线短捷[2]。

1.1 平面线形设计

（1）基于全生命周期及减碳排放的设计理念，尽量选择路线较短的方案，减少建设期工程量、运营的养护里程、车辆碳排放。高速公路平面线形的优化还需与沿线城市、乡镇的既有规划结合，加强设计优化与周围景观的协调设计，充分发挥公路的社会服务效益。

（2）平面线形应综合考虑项目地形、周围景观、当地环境等进行设计，高速公路一旦存在转角，必须设置平曲线，半径最大不应高于10 000 m，控制在9 000 m以内为宜。

1.2 纵断面设计

高速公路纵断面设计是一个系统性工程，关乎路基填土高度、桥梁、互通规模等全局设计，应控制纵断面变坡点与高程控制点重合，得到科学的、合适的高速公路纵断面。

（1）纵坡是决定桥梁规模的主要因素，在满足桥下净空、通航、防洪等需求及相关规范的情况下，应尽可能采取较大纵坡，缩短坡长，提高台背填土厚度，减少桥梁跨径。桥头纵坡应控制在2%～3%的范围之内，纵坡超过2.5%时，坡长不宜超过1 000 m。

（2）综合考虑排水要求，通道、涵洞应尽可能降低标高，如果条件允许，可以适当下挖交叉道路，降低标高，一般平原地区通道底标高控制在超出地面0.2～0.3 m左右。对于被交路上跨主线的分离式立交，在满足路基强度及稳定性的前提下，应尽可能地降低路基高度。

1.3 路线优化案例

某高速公路原线路方案路线于六汉沟河谷中部布线，向西设丰厚隧道穿山，隧道出口附近靠山布线，路线长度3.0 km。经过现场调研进行优化设计，现右移平面35 m，于六汉沟河谷偏北侧布线，向西设丰厚隧道穿山后线位右移25 m，减少隧道偏压段长度，路线长度3.0 km，原方案与优化方案对比情况如表1所示。

2 路基路面及排水设计

2.1 路基优化设计

路基应综合考虑沿线的气候条件、地形、地质情况、路基填料情况以及施工的便利性等分段进行方案设计。

不同的地质条件、材料供应情况、施工条件等分段进行方案设计。

（1）应加强软土路基处治方案优化。当采用水泥搅拌桩处理软土路基时，桥头段桩间距宜为1.1～1.3 m，过渡段宜为1.3～1.6 m;当应用超载预压方式处治软土路基时，不同处治方案的交接长度宜为10～20 m，避免不均匀沉降引起的裂缝。

（2）在填塘路段、新老路基拼接路段，可采用土工格栅处治，但要根据具体情况进行设计，比如填塘路段，当填至近原地面时，可以铺设1～2两层的双向土工格栅防止不均匀沉降;新老路基交界处填土高度大于3 m，填土时，可先布置2～3层单向土工格栅，再进行填土。

（3）高速公路路床、路基填料的掺料应根据土质类别及实验确定，而不是统一采用掺灰处治。路床80 cm内的填料掺灰比例宜为5%～7%，路基中部填料的掺灰比例应控制在5%以内。粘性土可掺适量水泥，降低掺灰比例，可以节约一定的造价。

2.2 路面优化设计

路面应统筹考虑气候条件、筑路材料、交通量、交通荷载等情况进行路面结构层、厚度、使用寿命等优化设计。总的来说，在所有的优化设计方案中，一定要全面解决重载交通车辆的问题，消除早期水损害的影响。通过层层的优化设计，合理配比混合料，从而更好地服务于后期的施工质量[3]。

（1）路面结构优化设计，应从路面的抗车辙、水稳定性、抗反射裂缝等方面进行优化设计，应开展半刚性基层、混合式基层探索应用。

（2）加强路面材料研究，进一步提高材料参数测试质量，提升环保型材料的应用水平。比如在立交匝道上通过橡胶粉沥青路面的使用具有低碳环保、减少变形和抗疲劳开裂等诸多优势，能科学合理地减少路面出现的噪声[4]。钢渣沥青混凝土、PE改性沥青混凝土等环保型路面材料的应用，可以有效保护生态环境。

2.3 排水优化设计

2.3.1 边沟优化设计

高速公路设计通常采用梯形边沟，尺寸一般為底部宽为60 cm，上口宽为180 cm，一般能够承受路面400 m的排水长度，对于平原地区或丘陵地区不适合，设计过于保守，且公路边沟过宽影响高速公路的美观。

根据相关规范，结合实际工作经验，一般地区高速公路，双向四车道的梯形边沟上口宽度不宜大于1.2 m;双向六车道的梯形边沟上口宽度不宜超过1.5 m;双向八车道的梯形边沟上口宽度不宜超过1.8 m。低填方及路堑边沟采用暗埋边沟比较合适。

2.3.2 中分带盲沟

中央带排水主要是为了排除中分带表面的下渗水，雨水下渗土中需经饱和，且渗水量有限，因此中分带盲沟尺寸不宜过大。

中央分隔带盲沟的大小宜在40×30 cm以内，横向过水管的布置应按80～100 m间隔较为合适，可以适当加密横向过水管的间距，从而减少中央分隔带盲沟尺寸。雨水量较大的地段可以适当加大中央分隔带盲沟尺寸和横向排水沟的间距，雨水量不大的路段可不设置中分带排水。

3 桥涵设计

3.1 桥梁设计

3.1.1 优化桥梁建筑高度

（1）主线桥梁线形应与路线布设相互协调，在被交路或者河流地方，可以适当改移，从而降低桥梁的交角及跨径。

（2）对于既有的被交路是二级及以下的公路时，宜在中分带设置桥墩，降低主线高速公路桥梁的跨径及建筑高度。

（3）桥梁全长不大于120 m时，应优先考虑采用先张法预应力混凝土简支空心板，从而减小桥梁的建筑高度和桥长。

3.1.2 主梁设计

（1）为保障混凝土的施工质量，现浇混凝土结构的主筋布置间距应加以控制，一般不宜大于9 cm。不然应适当增大结构尺寸或提高主筋的强度等级以保障受力。

（2）对于现浇预应力梁，当钢束的张拉长度大于125 m时，应合理分段进行浇筑和张拉，宜将平均预应力损失控制在25%之内。

（3）当一联全部采用独柱墩时，为保障桥梁的横向稳定性，联长应控制在125 m。

（4）为减少造价和保障工期，尽量采用结构形式较为简单的桥梁。

3.1.3 下部结构设计

（1）随着六车道、八车道等多车道高速公路的建设增多，其同跨径的墩台受力情况与四车道相比有明显改变，应重视承台的优化设计，确保安全。

（2）主线桥梁基础应优先考虑采用钻孔桩，支线桥梁应根据地质情况采用桩基础或扩大基础，从而控制投资。

3.2 涵洞设计

（1）在满足设计相关规范和过洪要求的情况下，应优先考虑采用管涵。

（2）为便于河沟清淤，涵底标高宜设在原河沟底标高下0.3 m。

（3）无压涵洞内定点至最高流水面的净高不仅要满足相关的规范规定，同时不宜小于1 m。

3.3 桥梁优化案例

某桥梁上跨西江河，桥位处设计洪水位为17.86 m，最高通航水位15.81 m，最低水位1.0 m，常水位时河面宽700 m，现为Ⅱ级航道，通航3 000 t级船舶，规划为内河Ⅰ级航道。原设计方案为主跨采用（70+120+400+120+70）m斜拉桥，上报估算建安费10.35亿元。为确保该桥结构的安全性和合规性，寻求最佳优化设计成果，控制投资规模，尽可能减少或避免该项目在施工和建成运营过程中因设计方案不当造成的工程变更和工程隐患，经研究，主梁桥梁上部构造采用变截面预应力混凝土箱梁，按全预应力构件设计，设置纵、横、竖三向预应力体系。箱梁主跨190 m，边跨110 m，优化方案为（110+2×190+110）m刚构桥，造价为7.747 3亿元。通过优化桥梁结构形式节约造价约2.6亿元，并且大大缩短了工期，极大地保障了投资收益。

4 隧道工程

4.1 隧道优化

（1）加强隧道洞口优化设计，选择合适的洞门形式，尽量避免对隧道洞口原地面边坡的破坏，保护自然环境。

（2）加强隧道围岩勘探，明确围岩级别，确定合适的支护方式。

（3）隧道照明要采用新的照明方式及控制方式，当前宜采用无极调光的LED照明。

4.2 隧道优化案例

某高速有两条中长隧道，长度分别为470 m、570 m，隧道照明原设计方案采用回路控制、高压钠灯的传统照明方式，经研究，决定采用新型的照明方式，即改用无极调光的LED照明方式，同时增加交通量、亮度等实时监测系统，实现隧道智能调光，经测算两条隧道采用新型照明方式后，每月节约电费额度可观，具体如表2所示。

5 立交

5.1 分离式立交

上跨高速公路桥梁对高速公路的景观影响较大，总体上要做到结合周围环境，协调统一。

（1）上跨结构的地面要有良好的整体性，避免产生突然弯折。

（2）視距范围内的上跨高速公路桥梁的锥坡和护坡防护形式要结合地形放缓，同时辅以植物防护，形成良好的视觉效果。

5.2 互通式立交

应适当地降低互通匝道的设计时速，减小规模。

（1）枢纽互通的匝道设计速度应控制在40～60 km/h之间。

（2）当匝道采用的设计时速较低，应适当增加减速车道长度或者设置震荡带降低行驶速度，保障安全。

（3）当转向交通量不大于1 500 pcu/h，双车道匝道采用单匝道出入口设计时，可不设置辅助车道。

（4）当用地受到限制时，可以采用菱形或者半苜蓿叶型控制互通规模。

5.3 互通方案优化