基于环保理念的公路路基设计对策研究.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 193 基于环保理念的公路路基设计对策研究 林 宣 李伟光 中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710000 摘要：摘要：公路是促进区域经济发展中重要的交通设施，随着近年来环保意识的提升，以及可持续发展理念深入人心，各行业对环保理念逐步重视。我国公路数量多、范围广，在公路设计与施工中也需积极践行节能环保理念，减少资源消耗和环境污染，适应公路行业的未来发展格局。其中，在公路路基节能环保设计中，无论采取何种设计方法，都要保证设计的科学性和合理性，充分根据实际施工情况、地形地质条件等优化设计方案。文章分析了当前公路路基设计中存在的一些问题，并阐述了路基设计原则，并探讨公路路基节能环保设计方法和措施。关键词：关键词：环保；公路路基；设计原则；对策 中图分类号：中图分类号：U416 我国社会经济发展下，在“大干交通、干大交通”的时代背景下，公路事业不断进步。作为公路中的主要载体，路基工程的稳定性影响着公路整体建设水平，需加大对路基工程的重视。具体路基施工作业量大、环节多，且公路施工多在露天环境下进行，面临多方面因素影响，施工过程中也会反过来影响当地环境。因此，需采用绿色环保理念开展路基设计，既要考虑路基设计科学性、路基工程质量，也要尽量减少资源浪费和污染问题，充分体现新时期绿色发展理念。1 公路路基设计和施工引发环境问题 1.1 施工操作引发污染问题 在公路路基施工中，需搭建一些临时设施，可能会破坏植被、耕地等，且搭建过程中会产生机械噪音污染、排放废气污染、扬尘污染等，还会消耗一定的材料和能源；施工前开展相关试验检测工作中，可能产生废液和废渣；施工测量需深入现场进行，有可能对耕地造成破坏，且测量活动也产生废弃物；地基清理过程中，会破坏植被，以及存在噪音、废气、扬尘污染和材料消耗问题，运土车可能会撒漏部分土渣；洒水、风干碾压、填土、削坡整形施工中存在各类污染，使用核子密度湿度仪还需注意其射线源问题；一些情况下存在操作不当等问题，可能会引发爆破炸药和化学品等爆炸、毒害材料泄漏、发电机自燃等事故，不仅废气和污染物会污染大气、土地和地下水，且可能引发爆炸、着火事故，造成严重经济损失和人员伤亡1。1.2 材料污染 公路路基材料保管、使用不当，也会造成污染问题。一方面是材料消耗方面违背环保原则，比如对材料的保管不当、领取管理不严格等，造成严重材料冒领冒取等现象，加大材料消耗。同时，施工人员技术水平低的情况下，其操作技能无法满足环保施工要求，也会产生资源浪费。另一方面则是材料保管和使用中形成的污染问题，比如材料质量不合格引发质量问题、安全隐患和环境问题，在保管过程中对其监管不严，导致材料受潮变质，以及没有封闭存放粉料而引发扬尘污染。施工中使用的易燃易爆品没有放置在指定位置对其严加保管，而引发火灾事故和环境危害。最后就是运输材料过程中，车厢不够密闭，在进入施工现场过程中产生扬尘。1.3 施工现场布局设计不合理引发污染 原则上，路基施工不得侵占征地红线范围外耕地。但可能由于设计不周全导致施工空间不足，往往需要进一步占据耕地；施工前取土场、弃土场位置选择不当，导致运土距离加大，会增加耕地占用；项目办公区和生活区占用耕地，以及事先缺乏考察在红线范围内和闲置场地可设置料场的情况下，选择占用耕地；堆料场和混凝土厂等容易产生污染的场所设置距离居民区较近，而对周边环境和居民生活造成不良影响。2 当前公路路基环保设计的不足 2.1 施工材料环保性能差 在公路路基施工中，使用的材料如沥青、高聚合化合物等传统施工材料，都会对大气造成严重的污染，会产生具有强烈刺激性的味道，在加工以及施工应用中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 194 时所形成的气体内存在有毒物质。若是处理不当，还会受渗水和荷载影响，导致路基变形和塌陷，造成多次重复返工维护处理，增加资源消耗、人力消耗和财力消耗。2.2 不重视节能环保设计 当前公路路基设计中，存在普遍不重视节能环保的问题，出现这种情况主要原因有两方面，一是设计人员专业知识缺乏，以及技术水平有限，导致其对节能环保重视不足，难以在设计中有效结合路基专业知识和节能环保理念。二是节能环保理念兴起时间较晚，是近年来提出的新理念，因此一些设计人员观念未跟上形势发展，存在节能环保意识薄弱的情况，在路基设计中，首要考虑经济性以及质量、安全问题，而对环保不重视。2.3 生态防护不到位 路基设计中，由于路面宽度存在限制，因此会不断压缩绿化面积，公路宽度充足，但绿化面积不断缩小。在当前车流量增加的背景下，汽车尾气污染也随之增加，空气污染更加严重。同时，不合理的排水设计下，导致无法快速排出路面积水，会不断渗漏对路基结构产生破坏，导致其稳定性降低。此外，不合理的路基防护设计，难以形成完善的支挡和加固建设体系，也就无法保障路基性能，还会破坏绿化效果。3 基于环保理念的公路路基设计原则 3.1 因地制宜原则 建设公路工程过程中，首先需做好环境勘察工作，并对环境条件开展有效评估，出具详细、全面的报告。还要调查当地建筑材料、掌握气候条件等信息。路基设计要坚持因地制宜原则，根据国家和行业标准保证设计合理性，控制好边坡坡率、路基横断面型式等。同时要考虑到自然环境因素对工程的影响，路基设计要符合当地地理环境，以确保路基稳定性。如果当地多雨水，则需加大对排水设计的重视，避免排水不畅引发路基失稳。同时，还要考虑到经济方面问题，尽量选择当地材料，不仅利于控制成本，且较短的运输距离也可减少材料运输污染，保障施工经济效益和环境效益。3.2 重点原则 公路路基设计需遵循重点原则，有的放矢，即需要做到有针对性，分清主次要点，有层理的实行路基设计工作，从而确保路基施工可以在关键位置集中资源，提高资源利用效率。在目前的公路工程建设过程中，一些节点作为质量与进度的管控要点，往往要投入大量物资与时间才能完成施工任务，而部分节点所需用到的资源非常少，如果设计没有重点，则无法有效控制进度和成本，还可能延长施工周期、提高造价。因此，在环保理念下路基设计工作中要有重点，分得清主次，可以将资源集中在重点环节，一般和次要工序资源配置满足施工需要即可，最大程度降低工程浪费2。3.3 绿化原则 经济发展下环境污染也愈加严重，环保成为重要发展课题。在公路建设中对绿化的重视进一步加强，环保理念下开展路基设计，需重视绿化设计。公路工程中，合理的绿化布局和植物配置等，可以净化空气，同时缓解行车驾驶疲劳、放松驾驶员眼睛。同时绿化还可降低周边环境水土流失几率。设计过程中，首先要考虑到交通需求，不可影响交通运输，同时兼顾环境要求增强绿色气息。此外，设计人员还应考虑到公路工程周边农业防护栏，将其融入绿化设计中，共同打造绿色环境。植物方面多选择易种植、生命力顽强、需水量少的植物，且可多选择几种类型，以扩大生物多样性，维护周边生物圈良性发展。3.4 确保深路堑边坡稳定 合理进行深路堑的设计工作，以此确保周边边坡的稳固可靠性。为此，应当对各个设计方案进行科学合理的对比评估，首先，应当对路基施工路线予以改进，挑选好深路堑的设置位置，调节施工角度，制定最优的施工路线；其二，隧道与深路堑施工存在一定的关联性，应当将施工期间产生的废土处理到位，再对施工现场的稳定性作出准确判断，及时发现不良地质因素，具体可采取圆弧法、直线法以及定性方式予以计算分析，以此得出最佳的路基加固方案，在施工环境简单的状况下评估深路堑稳定程度时，可采取类比法，要保证处理的科学合理性。4 基于环保理念的公路路基设计对策 4.1 选择科学合理的公路路基设计方案 公路路基设计中，需深入分析工程完工后运营期中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 195 可能面临问题，既要考虑到所在区域地理条件、气候特点等因素，还要重视公路运营中产生的损耗、维护成本。因此，设计人员要站在长远角度开展设计工作，结合环保设计理念，积极创新施工技术与材料应用，尽量缩短施工里程、减少车辆废气排放，实现环保目标。同时要始终将工程质量安全放在首位，根据施工目标和施工条件确定施工工艺和技术方案，在此基础上做好材料选择、施工参数控制等工作，保证路基设计方案科学性和合理性。比如在进行城镇段公路路基设计时，其横断面属于人/车行道、绿化带以及非机动车道相结合的形式，应当按照周围环境以及公路工程的等级来加以设计，其中，路基标高依照中央分隔带边缘的标准高度作为参考，纵断面的设置则应当按照土方开挖填充平衡以及洪水发生频率来进行确定。在确定边坡形式以及坡率之时，必须要分析地质条件、填料类型与边坡标高，若是填方不超过十二米，就可以去掉填方平台，直接在和路面间隔 8m 的地方展开折线操作。填方高度高于12m，但低于 20m，此时选择在路间外边缘 8m 处建设填方平台。超过 20m，就需要借助路面路用性能，使用冲击碾压的方式来进行补充碾压，防止路基出现不均匀沉降的问题。基于动态化设计模式，全面有效的实施路基稳定程度的监督控制。再对挖方路基边坡进行处理时，必须要落实对边坡高度的合理设计，结合地质条件与土石方挖填平衡状况确定每级边坡的坡率。对于风化岩质、土质挖方边坡标高超出二十米的状况，必须要依照特殊工点设计标准、地质参数来分析边坡的稳固程度，选择合适的边坡种类与最优的加固策略。4.2 做好特殊路基设计工作 现代公路工程在发展中，其规模扩大，施工中容易遇到特殊地质情况，需做好相应的设计工作。比如在开挖中遇到软土地基，需合理设计软土地基处理方案，为后续施工奠定良好基础。比如可采用换填技术，使用符合工程要求的材料换填软基，并采取措施进行加固和防护。软基主要构成就是粉土、粘土，地下水发生变化会随之影响到土质稳定性，导致地基产生不均匀沉降。常见的软基处理技术除了换填技术外，还有真空预压、水泥搅拌桩技术等，不同地区软基性质不同，需采用的处理手段也不同，需结合实际情况确定。同时在路基设计中合理运用植物防护、工程防护等手段，提高边坡稳定性。特别是植物生态防护策略，可以起到防护作用，并具有环保性质。一般采取铺草皮、种草的方式，可人工栽植一定数量的灌木幼苗，来做好土质边坡防护工作。通过三维网培土植草方法等生态举措，开展相关路段防护作业。设计路堤防护方案过程中，要注意边坡填土高度，如果低于 4m 则选择灌木、植草防护；如果超过 4m，则适合采用土工网、人字形骨架手段防护；超过 12m 的情况下，要全面实施边坡防护，需建设二级边坡和平台沟，在边坡防护中有效融入环保理念、践行环保主张。4.3 路基开挖环保设计 在进行路基开挖施工时，难免会对植物与动物的栖息地造成一定程度的破坏，且此种破坏难以随时间而恢复，同时，土壤挖开之后，会导致土壤的结构、肥力均受到影响，因此，在开挖阶段必须要预先做好环保设计工作。主要的开挖环保措施包括下述几方面：（1）严格把控好施工作业的范围，不可任意破坏规定范围之外的植物与土壤。（2）路基开挖时必须要制定科学合理的土方调配计划，同时，要尽量利用原来的路基材料。开挖施工必须要由上至下的开展，不能任意进行开挖作业与超挖。尤其是施工现场的土壤条件相较于设计方案较为松散之时，必须要调整施工方案，从而保证边坡的稳固程度。在施工期间，若是平台斜坡在遭遇强降雨天后之后发生不稳定或者是出现坍塌先写，就必须要立即采取建设石护坡、在斜坡面上栽种植被或者建设挡土墙等措施。对于降雨量较多的区域，需要及时修建好排水沟与截水沟，防止边坡出现坍塌与滑坡问题。若是挖开的表层土没有用于后续的环境恢复之后，就必须要将其运送到可供栽植的区域加以平整处理与二次利用。若是要进行局部生态修复，就必须要在施工现场周围集中堆置，还要采取必要的防雨与排水措施。(3)施工取土要做到边采、边平整、边绿化，做到有计划地取土，及时返耕。对于公路两侧的取土，应做好规划，以便于荒地改造。(4)超挖超填地段应避开雨季施工，尽量安排在 11月至次年，避免雨季施工造成严重水土流失。如果无法避免雨季施工，则应尽可能减少雨季施工。因此，中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 196 需要控制施工面的坡度，并做好填料收集、运输、摊铺和压实的协调处理，避免被雨水冲刷和侵蚀。(5)开挖和回填时，应建立临时排水系统，并在雨季前处理好边坡的开挖、回填和处理。(6)如果路基开挖在临时土堆、雨水径流收集区或其他易受土壤侵蚀的区域内，则需要设置沉淀池。这主要是为了减少雨水径流的流量，使其中的泥沙下沉，避免水土流失。土壤沉淀池的长度可以根据路线的长度来确定。路基旁沉淀池采用挖掘机开挖，深度控制在 0.51m，宽度控制在 2030m。同时，在沉淀池出口设置土工布围栏，对泥沙进行二次拦截。路基施工完成并铺设排水涵管后，路基施工完成且铺设排水涵管道后，应对沉淀池进行平整。此外就是爆破施工，尽量不采用这种方式，需要的情况下应先进行试验试爆，根据现场试验结果来决定爆破方案。尽量采取预裂、光面爆破技术，避免破坏周边地貌景观和山体。爆破作业中需注意控制单位耗药量、一次起爆药量等，采取毫秒爆破、加强覆盖，减少噪音和粉尘污染。4.4 路基填筑环保设计(1)路堤填筑过程中，应采取相应的环境措施，防止和控制边坡侵蚀和土壤侵蚀，确保路基的稳定性。必须按照国家有关规定严格控制机械作业产生的灰尘、噪音和振动，特别是在住宅区、学校和其他区域施工时，以有效控制这些环境污染，避免影响人们的生活。严禁在夜间施工。如果需要连续作业，必须向环境保护部门提交申请。只有在获得周围居民的批准和公告后，才能进行施工。(2)路基施工时，应保证道路的湿度，避免车辆通行产生的扬尘对周围环境和空气造成污染。施工设备的操作应控制在施工范围内，不得超速、不能漏油，防止污染水土环境。运输车辆上应加一块防水油布，以避免物料掉落，影响周围环境的清洁。(3)路基填筑时，应采用分层碾压法压实。只有当一层的压实度达到设计标准时，才能填充上层土壤。只有确保填土的压实度，才能有效地控制水土流失问题。对于需要岩石填充的路段，应使用冲击压实机，但应避免可能损坏周围结构的强烈振动。(4)施工段形成后，应及时洒水，有效控制扬尘污染。临时边坡应设置集中排水沟，裸露面应及时浇水夯实，确保做好水土保持工作。（5）在设计取弃土场时，通常需要遵循就近原则，不破坏周围的自然环境。如果用于填充路基的土方不符合相应要求，则应将其作为废物处理。弃土前应设置排水沟和挡土工程，弃土作业完成后，应清理场地，植树种草，做好护坡，做好周围环境的排水。弃土堆往往具有良好的土壤条件，因此为了恢复植被，应首先种植一种湿地松和马尾松，然后再进行普通的喷雾播种。在土木工程项目的施工过程中，开挖的坡面土和低洼地区的疏浚土应根据实际需要统一存放，确保绿化带的回填土能够满足喷洒时土壤的实际需要，从而最大限度地减少公路路基施工对周围环境的影响。4.5 注重景观绿化设计 在设计路基过程中，就要保障路基主体环保性，还要合理设置周边绿化景观，将二者有机结合提升公路建设效果和美观性。路基较宽的情况下，可设置隔离带区分车道，确保行车安全。设计隔离带绿化，需全面分析植物生长习性，尽量选择本土物种。同时合理搭配植株大小和色彩，形成错落有致的绿化效果，能够美化道路，同时净化空气3。5 结语 基于环保理念开展公路路基设计，需充分结合地形地质、水文气候等因素因地制宜设计，有的放矢优化设计方案，保障路基功能性与环保性，科学设计开挖、填筑等环节环保措施，满足路基稳定性要求，同时保护自然景观、做好路基绿化，充分实现路基环保设计目标。参考文献 1易文锋.高速公路路基路面设计方法及要点研究J.价值工程,2023,42(7):126-128.2孟斌.基于环保理念的公路路基设计对策探究J.四川建材,2023,49(2):162-163.3马腾.基于环保理念视角下的公路路基设计方法分析J.科学与财富,2020(24):56.