高速公路资源利用现状及对策范文

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高速公路具有公益性、经营性的双重特征，属准公共用品，是基础性和服务性行业。为适应经济社会的快速发展和交通量的急剧增加，中国必须进行大规模道路基础设施建设，预计建设高峰期将持续15年左右。在高速公路规划、设计、施工、养护和管理过程中，施工建设成本如土地资源、物料、建设费用和环境保护费用等约占高速公路建设总投资的90％。可见，如何实现资源优化利用和环境友好是目前高速公路建设中必须思量的重要问题。在资源短缺、生态环境恶化、健康受到威胁的情况下，资源循环利用、环境保护显得非常紧迫，更是实现交通“资源节约和环境友好”两型社会建设的重要考量。

1高速公路资源利用现状及问题

1．1建设资源消耗

1．1．1土地资源占用

高速公路建设需要占用大量土地资源，公路路基、边坡、服务区等永久性占用土地会导致农田、林地等农林用地面积绝对数量的减少，加剧耕地使用压力；施工便道、拌合场、施工营地、预制厂、原材料堆放场地等临时用地使土地的农业功能暂时受到限制，地表植被破坏，土壤理化性质改变，在恢复原有功能前将对土地利用产生一定影响。施工期间，环境污染会使周围的土壤质量下降、土地生产力降低公路营运期间，会使沿线区域土地功能发生变化，单一的农业用地逐渐变化为特殊的商业服务用地，影响土地资源的可持续利用和发展。

2007年，中国交通运输部公路科学研究院开展了《公路建设用地若干关键问题研究》，根据其研究结果：2001年以来，中国每年公路建设用地面积为14．7万hm2左右，其中耕地面积占45％左右；在每年公路建设用地总面积中，高速公路占32％左右，其中耕地面积占45％左右；截至2006年底，中国公路建设用地总量估计已达500万hm2，占可利用土地总量的0．7％左右，其中高速公路4．5万km，占用土地32．7万hm2，约占公路用地总量的6．5％。一般而言，双向四车道高速公路需占地30m宽，平均占地8hm2／km，按2007年公路里程5．39万km，高速公路占用土地将超过43万hm2（合80万亩以上），建设公路2．2万km，估算用地22．234万hm2。

根据有关预测和估算，2007—2020年，中国规划建设高速公路7．7万km，需新增用地50万hm2，其中耕地面积为23万hm2；新改建的一级、二级公路分别为7．8万和30万km，需新增建设用地约120万hm2，其中耕地面积约50万hm2。交通量的不断增加，导致公路建设对土地资源的依赖性不断增强，为进一步合理利用有限的国土资源，节约、集约利用土地，2008年10月23日，国务院实施《全国土地利用总体规划纲要（2006—2020年）》。

1．1．2沥青消耗

沥青路面的高速公路需要消耗大量沥青，每公里用量达23t。中国石油资源短缺，人均石油可采储量只有世界平均值的10％，石油消耗对外依存度大幅度提高，1993年依存度为6．3％，2004年提高到45．1％，2007年已接近50％；1996年石油进口量大约2200万t，到2010年石油净进口量达2．1亿t，比2009年增加5．5％。不可再生的石油资源的大量开采和消耗，未来必将枯竭。

1．1．3其他材料消耗

高速公路建设还需消耗大量钢材、水泥、碎石、砂、水、优质土、电子通信器材等材料和资源。路面基层材料一般采用水泥稳定类和石灰粉煤灰稳定类半刚性材料，对资源消耗很大，每立方米路面基层需消耗约2t石料和80～160kg水泥或石灰，而且在这些原材料开采过程中会造成植被破坏、山体滑坡、泥石流等自然灾害，在成品堆放和使用过程中还会影响施工人员的健康、污染周边环境，导致生态环境逐渐恶化等不良后果。

1．2生态环境影响

高速公路建设会造成生态破坏和环境污染，不合理、不约束、不保护的开发利用会导致较为严重的生态破坏。施工中大规模的土石方开挖导致植被破坏、水土流失、山体滑坡、河流沟渠阻塞和地形变化等；临时施工便道、原料场、施工营地、生活垃圾及工程弃土和弃渣的松散堆积，在降雨时易发生水土流失，导致土壤肥力下降，环境生态变化、恶化；高速公路建设会影响景观的连通性，阻碍生态系统间的物质能量交换，破坏动植物的栖息环境，对动植物的种类、种群数量、分布、生活习性和迁移等带来影响。高速公路建设还会产生废气、废渣、废液和噪音等生态污染。土石方爆破、材料加工、材料储运和拌和等产生大量扬尘、烟雾和噪音，形成污染带；施工中不合理开挖、爆破、排水等活动会引起地下水位变化，改变地下水资源埋藏和运动，引发土壤侵蚀、劣化，饮用水和农业用水流失以及影响鱼类和野生动物的生存等一系列生态环境问题；工地生活污水、弃渣、油料等排入水体，未清理用料场和人工构造物及未平整、绿化路边弃土等遗留大量废弃物。这些都会对生态环境造成严重污染，如果处治不及时、不合理，就会造成生态环境的继续恶化。

1．3人类健康影响

高速公路建设中产生的废渣、废气、废水、扬尘和噪音都会影响人们的生产、生活，损害身心健康。在高温混合料拌和、运输和施工过程中，沥青会产生烟雾和苯等有毒有害物，长时间会引起人体咳嗽、流泪、头晕、乏力等中毒症状，严重的可引发皮肤癌、呼吸道系统癌症等，对施工人员和周围居民的身体健康造成影响。施工过程中，大量工程机械产生的噪音、扬尘、废气等对人体都有较大的危害。高速公路通车后，汽车尾气排放，在高速公路两侧形成200～300m空气污染带；货物运输中的抛洒物、滴漏的燃油等随地面径流排入水体、农田，导致水体污染；高速公路服务区产生的生活污水、洗车水、加油站污水（含固体、有机物、油类、有毒物和生物污染物等），将对公路沿线的水资源造成一定的污染。日积月累，生态环境会恶化，人类健康受到影响和威胁。汽车运行中，发动机、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭等产生噪音，在公路两侧形成噪音污染带，会影响人们的精神状况，造成失眠、心跳加速及精神紧张，提高心脏病、呼吸系统疾病、高血压或精神病等发作概率。

2循环经济基本概念

20世纪90年代，美国经济学家鲍尔丁最早从经济发展的角度提出了环境问题产生的根源，并提出人类经济发展模式有必要从单向线性经济向循环式经济转移。循环经济的基本概念：为实现物质资源的永续利用及人类的可持续发展，在生产与生活中通过市场机制、社会调控及清洁生产等方式促进物质循环利用的一种经济运行形态，其最重要的实际操作原则为“减量化（reduce）、再利用（reuse）、再循环（recycle）”。减量化，即用较少投入达到既定生产或消费目的，从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染；再利用，即要求制造产品和包装容器能以初始的形式被反复使用，该原则要求抵制一次性用品的泛滥并尽量延长产品的使用期；再循环，即要求产品完成其使用功能后能重新变成可用资源。

3循环经济理念下高速公路资源优化利用

依据国家相关法规和精神，节约资源和保护环境，在高速公路规划、设计、建设、运输和养护管理等过程中，必须始终贯彻循环经济的理念，以资源“减量化、再利用、再循环”为原则，采用新理论、新思路、新技术、新材料、新工艺等达到对资源的高效利用和对环境的低污染。

3．1合理规划

高速公路的规划应符合国家中长期战略发展需要，找准其在综合运输体系中的作用和位置，发挥高速公路干线公路运输的比较优势，并与其他运输方式协调、互补。根据《国家高速公路网规划》和《公路建设用地指标》，集中力量加快国道主干线等大通道建设，发展“蛛网模式”，将现在公路的平行走向改为伞状放射走向，既缩短运距，又填补交通线的空白，实现土地、河流、岸线等国土资源的集约开发利用。高速公路规划不仅要考虑交通量和经济因素，还应全面考虑、反复权衡自然地理、土地占用、资源环境、人口聚居、文物保护、安全行车、噪音传播、能源消耗等各种因素，将规划的不同方案加以遴选、评价、修改，产生最佳方案，尽量避免或降低工程造价、节约土地和减少环境污染。

高速公路建设既要满足路用功能，又要节约资源、保护环境。规划应根据建设区域经济发展趋势、现有路网、未来交通需求进行详细调查研究和经济评价，就项目建设的必要性、技术的可行性、经济的合理性和实施的可能性等进行综合研究，拟订多种方案，避免因盲目建设而造成的损失和资源浪费。结合中国环境现状，规划中充分体现土地、能源等资源节约利用和发展循环经济，详细调查当地土地资源情况，收集资料，分类别统计，将土地占用情况作为路线选择的重要指标。通过合理选线、架设桥梁、建设隧道，在有条件的地方进行土地复垦等措施来减少耕地占用，保护土地资源。

3．2优化设计

最佳的设计方案不仅线形优美、景观漂亮、使用寿命长，而且节约大量工程造价。设计阶段能主动控制工程投资造价，其影响度为75％～95％。要树立全寿命周期成本理念，统筹考虑设计、建设、营运、养护的全过程，优化设计线形，系统解决工程结构的耐久性、安全性、可行性、防灾减灾的有效性以及环境景观的协调性等问题。设计中应贯彻环境保护意识，要“尊重自然、保护自然、恢复自然”，把景观设计融入在全程设计中。合理的路基路面结构，不仅舒适、经久耐用，而且可以节约后期养护维修成本。优化设计可节约用地，通过采取各种技术措施，尽量减少耕地占用，避让基本农田和农作物区，充分利用荒山、荒坡地、废弃地和劣质地。

3．2．1优化线形设计

线形设计控制整个高速公路的路线走向和长度及路基、桥涵等构造物的总量，直接关系到工程造价及沿线生态质量，对车辆行驶安全性、舒适性及车辆通行能力起着决定性作用，直接影响公路建设总体规模和总体设计效果。线形设计必须考虑沿线地区的工程地质、人文景观，尽量少占用耕地、林地资源，合理选择道路的平、纵设计指标和互通立交形式，适当增加桥梁、隧道数量，尽可能利用荒地、山地等不宜耕种的土地，严格按照公路附属设施建设用地标准和规范控制附属设施用地。在路线经过山岭重丘区时，要进行高路堤与高架桥梁的比较、深路堑与隧道方案的比较，在高路堤超过20m、深路堑超过30m时，选用桥梁和隧道方案。通过综合考虑，进行线形优化设计。

3．2．2优化路基设计

路基是按照设计线形、路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，它贯穿公路全线，与桥梁、隧道相连，是公路建筑的主体。路基工程具有工程量大、施工难度大、劳动力耗费多、涉及面广、投资高等特点。路基设计主要受交叉道路、铁路、江河、人行通道等的影响，合理控制路基填方高度，不仅可以节约土地、降低造价，而且对生态环境破坏小。在路基设计中，应贯彻“废物利用、保护环境”的原则，从资源的可再利用角度出发，采用工业、建筑垃圾等废料充当填料，不仅可以变废为宝，保护生态环境，节约大量废渣堆放征地和建设费用，还能大大减少筑路取土。对路基修筑高度与桥梁、通道等方案进行比选、论证，尽量采用低路堤方案，以减少路基取土填方，减少公路建设占地；避免取用有植被的土壤作路基填料，避免开挖路堑所产生的弃土堆放占用土地导致植被覆盖率降低、土壤结构和肥力破坏、水土流失；在通过基本农田及经济作物区的高填深挖路段，应在技术经济比较的基础上，尽量考虑设置挡墙、护坡等防护设施，缩短边坡长度，节省土地资源。

3．2．3优化路面设计

路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。优化路面设计应把全寿命设计理念贯穿其中，从路面所需的强度、刚度、稳定性、耐久性及表面的平整度、抗滑性能等技术层面进行设计，从沥青砼、水泥砼再生技术或其他新型材料的使用等方面来提高资源利用率，从新技术、新工艺上考虑如何降低公路通车后对沿线生态环境的影响（如采用新技术降低车辆与路面摩擦所带来的噪音污染），以实现节约资源、保护生态环境的目的。高速公路改扩建设计中要尽量利用旧路资源，尽量在原有路基上加宽改造，少占耕地，保护基本农田，减少环境污染。如利用旧沥青砼再生技术，既可节省大量的沥青、碎石等原材料，又利于废料的处理，保护环境，而且节约工程造价。

3．2．4优化景观设计

高速公路路线设计既要考虑设计车速和特殊路段要求，又要顺应地形变化与自然景观相协调，还应考虑人造景观与自然景观相协调，不能以牺牲公路沿线两侧原来的生态面貌为代价。在设计景观和绿化时，需要以景观视线诱导确保行车安全，人造景观、绿化植物、植被品种的选择要因地制宜，依据自然地理环境（地形、地貌、地质、服务区设置要求等）、气候条件而定，采用不拘一格的景观设计方式（如波浪起伏式、梯形式、展开式等），以多树种、多花色、落叶和常绿叶相结合等植被来改善景观、美化环境、净化空气、降低噪声、防止水土流失，最终实现高速公路与生态环境之间相互协调，达到景观优美、行车安全舒适的目标。

3．2．5优化施工过程设计

高速公路施工建设应坚持“因地制宜，就地取材”和“最小程度地破坏和最大程度地恢复”的原则，打破“先施工后绿化，先破坏后恢复”的传统观念，在公路建设的同时进行生态恢复，施工时要严格控制工程破坏植被的面积。优化施工过程设计应仔细计算土石方数量，合理调配、细化施工组织设计，有序推进，加强管理。根据设计将弃土进行堆放、压实，在其表面进行植被覆盖；施工临时用地（料场、拌和场和预制场等）应尽可能少占土地，少毁植被，少侵占农田，不得破坏原有的排水系统；应注意保护当地的植被及水土资源，将取土坑与地方水产养殖、农田排灌结合起来，综合利用，对弃土堆应及时整平复垦或绿化，对已占地应及时复垦；对公路建设产生的废弃料，通过填垫房基、低等级道路硬化等措施加以利用，减少土地占用和环境污染；优化施工组织，合理选择公司地址、拌和站和料场，合理调配施工机械和运输车辆，高效开展施工作业；做好施工材料（如沥青、油料、化学品等）的管理和保护；在有珍稀动物出没的地区施工时，对施工人员加强野生动物保护知识的宣传教育，严禁猎杀珍稀野生动物。

3．3新材料、新技术和新工艺应用

3．3．1资源综合利用技术

将沥青路面和水泥路面再生技术、废旧橡胶粉应用技术、聚合物改性水泥砼技术、机制砂砼技术等作为资源利用技术，推进道路沥青砼、水泥砼和钢材等建材的再生循环利用，积极推广废旧轮胎橡胶粉改性沥青、粉煤灰、煤矸石、矿渣等工业废料在高速公路建设中的应用。

（1）钢渣和粉煤灰应用技术。粉煤灰和钢渣可用作高速公路路基填料。例如：河北某高速公路建设中用粉煤灰填筑路基，共利用粉煤灰100万m3，少占耕地99．99余万m2；在北京远大路、莲花池西路等10余项道路工程建设中，使用钢渣近80万t。因为钢渣中含有多种氧化物和矿物质，具有与硅酸盐水泥熟料相似的物化成分，钢渣集料力学性能较轧制碎石好，不但耐磨，而且具有一定的水化活性，适合作为沥青混合料骨料和基层集料。大量利用粉煤灰、钢渣等工业废渣，充分发挥其材料性能优势，可减少废渣堆存用地及公路建设开采集料用地，保护耕地和青山植被，与一般的路面基层材料相比，可大幅度降低工程造价，提高工程质量，具有良好的经济、环保和社会效益。

（2）旧沥青砼路面材料再生技术。沥青路面再生可分为热再生和冷再生，即厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生。再生技术把旧沥青砼作为原材料加以利用，添加再生剂和部分新沥青混合料，可简化施工工序，节约材料，缩短工期，保护环境，维修成本仅为传统方式的70％～80％。德国废旧沥青路面再生利用技术处于世界前列，日本沥青砼废料再生利用率已超过70％，中国在2002年京津塘（北京—天津—塘沽）高速公路路面中修工程中首次采用再生技术，掺入粘结剂后新料占25％、旧料占75％，造价降低30％左右。

（3）旧水泥砼路面材料再生技术。1976年，国际材料与结构研究实验联合会成立“砼拆除和再利用技术委员会”，开始研究废弃砼的消化与再生利用，并将废弃砼再生骨料用于高速公路等实际工程；1998年，吴中伟院士提出“绿色高性能砼”的概念。一方面，在建设水泥砼路面时，每年需要消耗大量水泥砼材料资源与能源。另一方面，大量的破损水泥路面需要拆除重建，传统方法是将其废弃放置或填埋。随着材料资源的枯竭和再生技术的发展，把废弃砼作为骨料，与水泥砂浆拌和而制得再生砼加以应用，既解决了混合料再生利用问题，又可减少废弃料的堆放、环境污染，并节约费用。

（4）旧水泥砼路面碎石化技术。碎石化技术是一种将旧水泥砼路面击碎而离散化的施工工艺，它是一种节约资源、保护环境较为成功的旧水泥砼路面维修改造方式。碎石化的基层具有较大的刚度，约为普通基层的3倍，进行碎石化的根本目的在于消除反射裂缝、节约资源。相对沥青砼路面而言，水泥砼路面修复难度大、耗费时间长、效果难以保证、噪音大、舒适性较差等，致使水泥砼路面在中国高等级公路中的应用趋于萎缩态势，而碎石化技术为水泥砼路面的改造拓展了空间。

（5）软基处治技术。超轻质填料聚苯乙烯泡沫（EPS）在道路工程中的应用，解决了软基过渡沉降和差异沉降、路堤与桥台相接处的差异沉降等问题。1965年挪威在路面下铺设5～10cm厚EPS板作为隔温层，以满足严寒季节对道路防冻的要求，1972年挪威道路研究所在研究填土施工法时首次采用EPS代替填土获得成功。另外，膨胀土、盐渍土、黄土等特殊土处置技术，已成为道路界的一种研究发展趋势。软基处治技术的应用加强了劣质土壤的应用，节约了土地资源和其他高价位材料。

（6）废旧轮胎利用技术。废旧轮胎被称为“黑色污染”，其回收和处理技术是世界性难题。利用废旧轮胎生产橡胶粉在环境保护方面具有独特价值，在各国得到广泛研究应用。根据有关资料，125万个轿车废轮胎可生产1万t橡胶粉，可替代沥青改性剂3300t，减少施工成本，改善和延长沥青路面使用寿命，并降低行车道路噪音2～4dB，相当于减少30％～50％车流量产生的道路噪音。将废旧轮胎加工成胶粉用于公路建设具有重要的综合效益：一是能改善路面路用性能，提高路面耐久性、抗车辙（永久变形）和抗老化氧化能力，延长路面寿命；二是能降低路面噪声，当车速在100km／h时，与最好的水泥砼路面相比，噪音降低3～10dB；三是具有经济优势和环保利用价值，橡胶沥青产品价格低于普通沥青和改性沥青，橡胶沥青路面养护费用减少，寿命延长，能够进一步节约资金。

3．3．2生态环境保护技术

（1）沥青路面减噪技术。目前，高速公路除加废旧轮胎达到减噪目的外，还普遍采用透水性路面或多孔隙路面来实现减噪效果，它是在沥青路面或水泥路面结构层上铺筑一层具有很高孔隙率（20％～25％）的沥青混合料。多孔沥青路面具有良好的宏观构造，在路面内部形成发达而贯通的孔隙，其减噪量一般为2～7dB。日本研究显示，与普通沥青砼相比，多孔隙沥青砼对小汽车可降低5～8dB、对于载重汽车可降低3dB噪音。可见，多孔隙沥青砼路面具有显著的降噪效果。

（2）氮氧化物吸收技术。日本研制出一种含有二氧化钛的路面材料，能吸收汽车尾气中的氮氧化物。阳光照射时，活性氧分子能与氮氧化物发生化学反应，下雨时则变成稀硝酸溶液，刚好与砼中的弱碱溶液中和。当氮氧化物浓度为1％以下时，这种路面材料可将其消耗掉90％，且这一清除效率是恒定不变的，不会因路面使用时间过长而有所下降，只是氮氧化物的清除率会因空气湿度的升高而下降。

（3）边坡生态防护技术。在高速公路边坡防护技术方面，应从单一的植草绿化发展到草木结合的立体绿化，以多种类的花、草、木营造与环境协调的优美景观效果，并将支挡结构与植被技术相结合，达到护坡和改善生态环境的双重效果。生态防护技术与传统的工程防护方法相比，不仅具有防护功能，而且在净化空气、降低噪音、保持水土、防灾减灾和美化环境等方面具有积极的作用，对生态环境恢复和重建也有着非常重要的意义。可运用种子撒播法、移植草皮、挖沟植被法及机械化程度较高的各种喷播植被法（如湿式喷播技术、岩石边坡TBS植被护坡绿化技术、干根网状护坡法、特殊空间绿化技术、公路边坡绿化技术和景观仿真技术等）对高速公路边坡进行植被防护。

（4）附属设施的保护技术。对高速公路的附属设施（如交通管理设施、交通安全设施和服务性设施），需利用绿化和防噪技术，减轻甚至消除大气污染对环境造成的危害，美化环境，将公路与周围自然景观融合。目前，国际上最先进的声屏障材料为泡沫陶瓷，在高速公路两边和高架互通修建泡沫陶瓷消音屏障，可达到非常好的降噪效果。也可采用不留痕迹的自然隔声设计，使环境敏感目标处于噪声影响之外，如采用下穿路基设计和隔声土堤设计。还可利用路基边坡、土堤作为天然隔声屏障，加上景观绿化，体现沿线自然优美景观。

3．4及时养护

高速公路建成后，应专门研发路面修复和养护技术，加强预防性养护，注意路面清扫保洁，及时处理油污，减少路面病害的出现。应加强日常巡查，加大对超限运输的治理，减少路面损坏，对已经出现的病害（如路面裂缝、小坑槽等）应及时处理，防止病害继续发展，影响行车效果。做到及时养护，这既可提高高速公路行车安全性和舒适性，延长使用寿命，提高公路营运效能，还能保护生态环境，实现人与自然和谐发展，走上可持续发展道路。

4结语

高速公路的技术标准和建设管理，都要从全寿命周期成本设计和建设理念出发，既要满足使用功能要求，又要节约资源和保护环境；要充分认识高速公路建设中发展循环经济的重要意义，树立“废物利用，保护环境”的观点，遵循循环经济的“减量化、再利用、再循环”原则，把循环经济的理念贯穿于高速公路规划、设计、施工和养护管理全过程中。一是公路规划设计应考虑到沿线的耕地、水资源、矿产及自然保护区的情况，尽可能少占资源，采用优化线形和方案；二是施工设计时减少对土石方、沥青、水泥、钢材等资源的消耗，采用新技术、新材料、新工艺，以延长公路的使用寿命；三是废旧轮胎、旧料废料的再生利用，既达到变废为宝的目的，又缓解废弃材料对环境的污染；四是利用生态环境保护技术减少高速公路施工和营运过程中的危害，并及时进行养护。