绿色高速路线设计方案评价体系研究

李泓韦

（中咨华科交通建设技术有限公司,北京 100024）

0 引言

截至2022 年底，全国公路总里程5 354 800 km，其中高速公路177 300 km，高速公路成为人们出行方式的重要选择之一，尤其是国家节假日7 座以下(含7 座）小型客车通行收费公路免收通行费政策的出台，让高速公路出行变得越来越普遍。近年来，虽然高速路线规模的不断扩大给社会经济发展带来了量的提升，但由于在路线方案设计阶段缺乏较为综合全面的考量，给不少高速沿线地区的生态环境造成了不可逆破坏。因此，随着高速路线的不断发展，高速路线的设计理念也需要不断进步，绿色高速路线设计是践行建设环境友好型社会、构建绿色生态出行的必然要求，目前国内有关绿色高速路线的设计还处于探索研究阶段，存在着评估体系不健全等若干问题[1]。为了有效提升我国绿色高速路线设计方案，优化设计方案的评价体系，该文通过介绍绿色高速路线设计的理念及要点，构建绿色高速路线评价体系的一、二级指标，利用模糊综合评价法对某高速的5 种设计方案进行了综合对比分析，确定了与设计单位相一致的高速路线设计方案，达到了建设绿色高速路线的目的。

1 绿色高速路线设计理念及要点

为了实现环境友好型社会的建设目标，绿色、低碳、可持续的高速公路成为我国未来交通基础设施建设领域的重要发展任务。随着国家交通部〔2016〕93 号文《关于实施绿色公路建设的指导意见》出台，建设以质量优良为前提，以资源节约、生态环保、节能高效、服务提升为主要特征的绿色公路，实现公路建设健康可持续发展的任务目标被提上日程。然而在过去的高速路线设计过程中，大多数设计人员只对路线区域内的交通功能和沿线城市的经济带动效应有所关注，秉持着先开发再修复的态度进行路线设计，为顺利推进工程进展，肆意进行大开大挖。绿色高速路线设计在项目的可行性研究阶段就需要将绿色、低碳、可持续发展的理念融入其中，将路线沿线范围内的生态、经济、社会等各方面因素综合考虑进去，从而能够确定最有利的高速路线设计方案，以达到高速路线与周围生态环境有效融合的目的[2]。同时，绿色高速路线设计要贯穿整个高速路线的规划、设计、建设、运营等全生命周期，让绿色可持续的高速路线真正得以发展。绿色高速路线全生命周期过程如图1 所示。

图1 绿色高速路线全生命周期

绿色高速路线设计是依据原有的高速路线设计原则和方法，在新形势下不断发展和演变而来的，绿色高速路线在方案设计过程中需要考虑以下几点：首先是在高速路线设计的可研阶段，严格谨慎地分析此项工程对环境的影响作用，在对比不同的路线设计方案后，确定最优的绿色高速路线方案提供给建设方。其次是考虑绿色高速路线的经济性，在确保高速路线的安全性能和基本通行功能的前提下，争取以最小的工程建设量来实现高速路线的施工和运营。再次是在路线的选择设计时将平纵线性考虑其中，并结合基本农田规划红线，做到尽量少占用基本农田。同时，高速路线的经济、社会价值也同样需要考量，在路线方案设计选择时要将公路沿线的经济产业区、风景旅游区等众多因素考虑在内，提升路线的经济社会价值，不能单纯地以保护生态环境为目的而盲目扩张路线范围，造成社会资源的浪费。最后，需要对路线方案加强评审工作，选择较为环保的建筑原材料来减少对沿线生态环境的污染和破坏。

2 绿色高速路线设计评价体系及应用

绿色高速路线设计方案评价指标相对较多，从不同的维度分析可以划分为一级评价指标和二级评价指标。一级评价指标主要包含安全指标、技术指标、经济指标、节能指标、环境影响指标等[3]。二级评价指标相对较多，主要包含平曲线最小半径、平纵线性组合、纵坡角度、行车视距、路线总长、桥梁隧道总长、工程造价、投资回收期、经济净现值、工程建设能耗、公路运营能耗、地貌结构改变量、自然资源影响、生物多样性影响等指标。

安全指标是高速路线设计方案评价中需要考虑的最基础指标，只有在确保高速路线能够安全通行的前提下，其他指标才可进行评价。车辆在高速路线规定的车速范围内行驶过程中，路过弯道时会出现侧滑情况，平曲线半径越大，车辆过弯出现事故的概率也就越小。平纵线性对车辆驾驶员的心理干扰影响很大，良好的平、纵组合可以使驾驶员保持连贯舒畅的感受。高速路线设计时尽量避免纵坡角度过大的情况，以防交通事故的发生。足够的行车视距长度可以给车辆驾驶员在面对突发状况时留下充足的调整时间，在受地形等条件限制的不良视线路段确保最短安全视距，是判断路线设计好坏的重要指标。

技术指标是高速路线设计方案评价体系中的重要指标之一，合理地选用技术指标，是评价高速路线设计方案优劣的重要依据。路线总长指的是路线方案从起点到终点的实际距离长度，对工程的造价、工期、工程量等有直接影响。桥梁隧道总长越长，表明整个工程的施工难度越高，工程量和工程造价会大幅度提高。工程造价能够较为直接地反映整个高速路线建设的成本支出，造价越低，路线方案越好。

经济指标分为投资回收期和经济净现值。投资回收期即高速路线建成后的净收益与高速路线总投资额持平所需要的时间。经济净现值则可以反映出项目建设过程中经济效益的经济指标。

节能指标分为工程建设能耗和公路运营能耗。工程建设能耗即高速路线建设工程中的能源消耗，是能够直接测算的。公路运营能耗指的是维持高速公路运营所必需的能耗。

环境指标是绿色高速路线设计方案的重要评价指标，是确保生态环境和谐稳定的重要参考。在高速路线设计过程中，会遇到山岭、丘壑等无法绕开的自然地理环境，不得不进行开挖、填充等造成地貌形态变化的施工，会使原有植被遭到破坏，土壤风化流失。高速路线施工过程中，路基的开挖与铺设可能会对沿线的水、土、空气、声环境产生不良影响，甚至在潜移默化间对沿线的生物多样性产生严重破坏，改变当地自然种群原有的发展规律[4]。

通过构建上述绿色高速路线设计方案评价指标，采用较为通用的模糊综合评价法来对某高速路线的多个设计方案进行评价研究，该高速路线的主要技术指标如表1所示。

表1 工程主要技术指标

根据高速路线地形地质条件、沿线的城市区域分布以及预算投资资金，共拟定了5 条路线方案，分别是A、B、C、D、E，其中方案A 有助于推动落后地区的经济发展，与省道相连，施工条件较好，但此方案总里程较长，且桥梁隧道总长较长，施工难度大；方案B 有助于推动起点附近城市的经济发展，但此方案会穿越某自然保护区，对自然环境造成一定破坏。方案C 与某立交相连，对沿线地区的经济发展能起到较好的带动作用，但此方案会穿过某旅游度假区，对自然景观有一定的破坏性，同时会途经某水库上游，对此水库的水质有破坏作用；方案D 途经沿线地形较为平坦，桥梁隧道总长较短，施工难度较低，同时靠近某机场，方便乘客换乘。但路线离主城区较远，无法带动当地的社会经济有较大的发展，同时该路线起点位置较为偏远，导致路网规划布局不够合理。方案E 路线位于某水库下游，对水资源破坏性较小，起点在东线高速路线中部，能够将路网较好地串联起来，沿线地形较为平坦，桥梁隧道总长较短，施工难度较低。但此方案沿线施工建设条件较差，尤其是与某高速相交的立交建设地形复杂，施工难度较大。设计单位拟以方案E 为建设施工方案。

图2 和图3 给出了上述5 种方案中路线总长和工程造价两项较为重要的指标，从图中可以看出，方案A 的路线长度最长为95.632 km，且工程造价最高为859 876 万元，为最不利的设计方案，方案D 路线长度最短为81.726 km，工程造价为784 595 万元，方案E 路线长度为84.517 km，工程造价最低为748 764 万元，较其他4 种方案比，可大大节省工程开支。

图2 各方案路线长度对比（km）

图3 各方案工程造价对比（万元）

通过采用模糊评价法对各个方案的各项指标进行综合对比分析，对比结果如图4 所示，可以看出方案E 的评价结果数值最高，表明方案E 能够在实现高速路线安全、节约工程成本的基础上，同时最大限度地与公路沿线的生态环境协调适应，达到了绿色、可持续建设高速路线的目标，为该高速路线设计的推荐方案。方案D 的评价结果数值最低，表明方案D 虽然在路线长度、工程造价等安全、技术指标上具有一定的优势，但综合生态环境等其他指标来看，为最不利选择。

图4 模糊评价法综合对比

3 结语

该文通过介绍绿色高速路线设计的理念及要点，构建绿色高速路线评价体系的一、二级指标，利用模糊综合评价法对某高速的5 种设计方案进行了综合对比分析，确定了与设计单位相一致的高速路线设计方案，可以得出以下结论：

（1）基于绿色高速路线设计理念及要素，构建了包括安全、技术、经济、节能和环境在内的5 个一级评价指标和14 个二级评价指标，在传统高速路线设计的基础上，将高速路线对自然资源和生物多样性的影响考虑进去，力图充分体现出绿色、可持续的高速路线发展[5]。

（2）项目路线的5 种设计方案中，虽然方案D 能够做到总路线长度最短且工程造价不高，但综合需要结合环境、节能等评价指标。模糊评价法计算得出的综合评价结果却不甚理想。方案E 相比于其他4 种方案，由于在环境、节能指标上有较为突出的表现，通过模糊评价法计算得出的综合评价结果优于其他4 种方案，能够达到建设绿色高速路线的目的。