鶴大高速努力打造季凍區(qū)公路建設綠色范本——第二屆全國綠色公路發(fā)展交流會側記
2016-09-06
第二屆全國綠色公路發(fā)展交流會現(xiàn)常
代表們關注鶴大高速公路工程科技創(chuàng)新成果。
人造濕地。
震撼！在參觀考察完吉林省鶴大高速公路科技示范工程項目后，多位代表表達了同樣的心聲。山東交通科學研究院院長王林透露，多年前，他第一次看到雁鳴湖的時候，就為修路可能產(chǎn)生的破壞擔心?！霸诂F(xiàn)場看到路在山水中，道路與環(huán)境能做到如此和諧，真是非常好。”王林贊賞地說。
8月24日至25日，中國公路學會聯(lián)合吉林省交通運輸廳舉辦第二屆全國綠色公路發(fā)展暨鶴大高速公路科技示范工程技術交流會，與會專家、代表實地參觀考察鶴大高速公路，依托該科技示范工程項目，研討綠色公路科技政策，交流創(chuàng)新技術，推動公路建設轉型升級。
鶴大高速公路實體工程的震撼感受加上綠色公路帶來的理念沖擊，讓代表們直呼不虛此行。交通運輸部科學研究院副院長，現(xiàn)掛職寧夏固原副市長的陳濟丁說：“我們想借鑒吉林的經(jīng)驗，加強固原綠色公路建設，下一步還要著手旅游公路的規(guī)劃。”
樹科技“范本”建綠色“標本”
鶴大高速公路是國家高速公路規(guī)劃網(wǎng)中南北縱線中的第一縱，是黑、吉兩省出海通道，也是我國東部邊境國防建設的重要通道。
與會代表參觀考察的是鶴大高速吉林省境內的小溝嶺至撫松、靖宇至通化段高速公路，共計339公里，概算總投資251億元，于2014年4月開工建設，2016年10月底建成通車。該項目也是吉林省投資額最大、里程最長、區(qū)域生態(tài)最敏感、施工技術難度最大的高速公路建設項目。
作為季凍區(qū)的典型代表，吉林省一直存在公路基礎設施建設技術難度大、公路冬季養(yǎng)護成本高的問題。為解決季凍區(qū)抗凍技術領域難題，經(jīng)過20余年的科研攻關，吉林省在路基、路面、橋梁、隧道抗凍技術以及公路運營技術始終堅持科技創(chuàng)新發(fā)展。依托已有的科技成果積累，“長白山區(qū)鶴大高速公路資源節(jié)約循環(huán)利用科技示范工程”2013年獲部批準，成為季凍區(qū)新建高速公路科技示范工程。
吉林省交通運輸廳廳長常曉春介紹，作為全國首個季凍區(qū)新建高速公路科技示范工程，鶴大高速公路以抗凍耐久、生態(tài)環(huán)保、循環(huán)利用、低碳節(jié)能為著眼點和施力點，實現(xiàn)了“以工程為載體，政、產(chǎn)、學、研、用相結合”的科技成果開發(fā)與推廣應用模式的探索。同時以資源節(jié)約和循環(huán)利用為核心，致力于為占國土面積53.5%的季凍地區(qū)高速公路建設提供示范，全力打造行業(yè)科技創(chuàng)新與應用的“范本”和行業(yè)科學發(fā)展的鮮活“標本”，共開展了7個專項、23個子項的科技示范，融新技術的集成應用和關鍵技術的科技創(chuàng)新于一體。
據(jù)統(tǒng)計，通過示范工程，全線共收集表土228.32萬立方米，保護原生生態(tài)環(huán)境9.1萬平方米，施工初期保護樹木34.5萬余棵，現(xiàn)階段測算共替代標油3.58萬噸，節(jié)約標煤2.04萬噸，減排二氧化碳15.05萬噸。
綠色理念深入人心
今年8月，交通運輸部印發(fā)了《關于實施綠色公路建設的指導意見》，進一步明確了“十三五”乃至未來較長時期公路建設工作的重點任務和目標。在本次交流會上，部公路局副局長周榮峰對《意見》進行了更詳細地解讀。
而鶴大示范項目在建設之初，總體思路就已經(jīng)契合了綠色公路的發(fā)展內涵。吉林省交通運輸廳總工程師王潮海介紹，針對項目地處季凍區(qū)、長白山生態(tài)敏感區(qū)，地產(chǎn)材料豐富等特點，鶴大高速公路將綠色理念應用于公路工程設計、施工、運營全壽命周期，貫穿公路建設的各個階段、工序的全過程，從抗凍耐久、生態(tài)環(huán)保、循環(huán)利用、低碳節(jié)能全方位，發(fā)動建設管理、設計科研、施工、監(jiān)理參建各方全員參與，為示范項目實施保駕護航。
建設成果顯而易見，甚至超出很多專家、學者的預期。
長安大學公路學院教授、長江學者陳建勛坦言，確實沒想到植被被保護得這么好，珍稀樹木、珍貴樹種都得以很好地保護，從這點看，科技示范名副其實。
在立項之初，交通運輸部科學研究院就聯(lián)合吉林省的科研院所，包括企業(yè)，開展了生態(tài)環(huán)保方面的相關研究，院長石寶林認為，在濕地環(huán)境下的水系連通、表土的再生利用、原生植物的保護等方面，鶴大高速公路科技示范項目在全國有推廣意義。
“過去講綠色，更多的是綠化。今天講綠色，是可持續(xù)發(fā)展、全生命周期的概念。”王林表示，此番“綠色”，讓人耳目一新。他指著隧道口對記者說：“你看現(xiàn)在的這個隧道口，很少見到大批量的混凝土，全都是很自然的一種狀態(tài)。減少開挖，說明對自然的保護意識加強了?！?br />
科技水平顯著提升
采訪中，交通運輸部公路科學研究院副總工程師黃頌昌和吉林省高等級公路建設局副局長李長江等專家、代表分別提到，綠色理念由來已久，而技術進步才是將理念落地的必要條件。
比如，多年前曾有過大面積試驗卻沒有得到有效推廣的橡膠粉SBS復合改性瀝青技術。李長江認為，橡膠瀝青的使用性能和耐久性比常規(guī)的路面材料好，但受生產(chǎn)能力和技術水平的限制，發(fā)展并不理想?！拔覀兝砟钕鹊轿?，技術再跟進，事業(yè)就好做了?！敝辽僭邡Q大高速公路身上，李長江找到了信心。
為適應季節(jié)性冰凍地區(qū)氣候特點，鶴大科技示范工程有6項創(chuàng)新技術值得稱道——
建立路基路面長期使用性能監(jiān)測體系，形成抗凍耐久的長壽命路面典型結構與材料指標階段研究成果；
開展地產(chǎn)筑路材料填料型火山灰改性瀝青混合料及在大體積混凝土中應用的關鍵技術，形成地產(chǎn)筑路材料的成套綜合利用技術；
形成應對極端氣候的高性能橡膠粉SBS復合改性瀝青成套技術，形成工業(yè)和礦業(yè)廢棄材料在公路工程中的循環(huán)利用技術；
深化隧道棄渣、棄方巨粒土及尾礦渣填筑路基關鍵技術，實現(xiàn)筑路材料和土地資源的節(jié)約；
采用隧道照明節(jié)能與智慧控制技術，形成高速公路低碳節(jié)能技術；
提出保護水系連通的路基建造技術、濕地營造與補償技術、寒區(qū)服務區(qū)污水處理與回收利用技術。
成效初顯示范引領
鶴大高速公路科技示范作為全國首個季凍區(qū)新建高速公路科技示范工程，集萬千矚目于一身，依托本省20余年的科研成果，集合全行業(yè)的智慧力量，實現(xiàn)了“范本路”與“標本路”的既定目標。
科研水平不斷提高。依托科技示范項目，共發(fā)表論文200余篇，編制了《季節(jié)性凍土地區(qū)公路設計與施工技術規(guī)范》行業(yè)標準。
節(jié)能減排效果明顯。開工至今，共有粉煤灰利用、隧道棄渣利用、橡膠粉改性瀝青路面、施工期集中供電、瀝青拌合樓油改氣五個項目產(chǎn)生節(jié)能減排效果。
環(huán)境保護初見成效。目前，鶴大高速公路全線植被保護、表土收集成效顯著，包括水曲柳等國家二級保護植物的大量原生植被被保留下來。
工程質量有效提高。通過“季凍區(qū)柔性基層路面技術、隧道保溫防凍技術”等一批抗凍耐久關鍵技術的應用推廣，有效提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性以及橋隧構造物的抗凍耐久性。
談及科技示范工程的意義，吉林省交通運輸廳廳長常曉春表示，鶴大高速公路對吉林省未來3000多公里高速公路建設將起到示范作用，對全國季凍區(qū)未來2萬多公里高速公路的建設也將起到引領和帶動作用。下一步，吉林省交通運輸廳將取得的技術成果全方位應用于吉林拾十三五”啟動的集安至雙遼、輝南至白山、龍井至大蒲柴河等高速公路工程建設項目中，實現(xiàn)優(yōu)秀技術成果的復制和推廣，擴大示范效果，有效促進科研成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉化。
□前沿科技
長白山生態(tài)敏感區(qū)綠色高速公路建設關鍵技術
吉林省交通運輸廳科技處處長陳東豐
鶴大高速公路科技示范項目共23項，分為抗凍耐久、資源節(jié)約、低碳節(jié)能和生態(tài)環(huán)保四類。其中，抗凍耐久類技術有5項，資源節(jié)約類技術有11項，低碳節(jié)能類項目有3項，生態(tài)環(huán)保類項目有4項。
抗凍耐久技術?；邡Q大高速公路需求，項目開展了生態(tài)敏感路段濕地路基修筑關鍵技術研究應用，提出了濕地路基穩(wěn)定性的水系連通性保護技術。
在路基路面抗凍耐久方面，對研究成果進行創(chuàng)新集成，開展了季節(jié)性凍土地區(qū)高速公路路基路面長期使用性能研究和季凍區(qū)柔性組合基層瀝青路面合理結構形式的推廣應用研究。
此外，在抗凍耐久方面，開展了橋隧抗凍技術方面研究，包括結構混凝土抗凍耐久關鍵技術推廣應用、高寒山區(qū)隧道抗凍保溫技術推廣應用兩個項目研究及應用工作。
資源節(jié)約類技術。針對鶴大高速公路極端氣候特點，開展了應對極端氣候的橡膠粉SBS復合改性瀝青成套技術研究與應用。
針對鶴大沿線油頁巖豐富的特點，開展了油頁巖瀝青混合料路用性能研究與應用，同時，利用植物廢棄料，開展了植物瀝青混合料路用性能及關鍵技術研究。
針對鶴大沿線火山灰資源豐富的特點，開展了火山灰的綜合利用研究。實現(xiàn)在先期試驗工程和鶴大高速公路進行推廣應用近20公里。
針對鶴大高速公路沿線資源煤矸石和尾礦渣豐富的特性，開展了煤矸石筑路技術推廣應用和尾礦渣筑路技術研究。
針對鶴大隧道多，出渣量大的實際特點，開展了隧道棄渣綜合應用技術研究，包括生態(tài)砌塊應用、填筑路基以及用于加工機制砂用于水泥混凝土中。
低碳節(jié)能類技術。在低碳節(jié)能方面，開展了隧道及服務區(qū)照明節(jié)能與智慧控制技術研究。
還開展了寒區(qū)高速公路房屋建筑工程節(jié)能保溫技術推廣應用技術研究。將被動式技術理念引入高速公路服務區(qū)設施建筑，推廣應用了寒區(qū)高速公路服務區(qū)節(jié)能關鍵技術。通過采用集成式建筑模式、門窗節(jié)能優(yōu)化設計、預制窗臺板技術，實現(xiàn)了服務區(qū)提高節(jié)能標準15%，達到65%的目標。
生態(tài)環(huán)保類技術。基于鶴大生態(tài)環(huán)保要求，開展了基于生態(tài)補償?shù)臐竦貭I造技術研究應用。
在植被保護與恢復技術方面，創(chuàng)新性地提出了路基分步清表施工技術和植物資源分級與保護技術，全線保護了沿線植被，收集了表土資源，最大限度地保護了原始的植物景觀。
在污水處理方面，提出了多介質生物濾池和潮汐流人工濕地組合污水處理技術，闡明了潮汐流人工濕地脫氮機理，采用實時定量熒光技術測定濕地床體不同深度的功能基因豐度，形成定向基因調控技術。
綠色高速公路設計理念
吉林省交通規(guī)劃設計院總工程師胡雪峰
鶴大高速項目總體設計貫徹環(huán)保優(yōu)先，堅持“安全至上、以人文本”的原則。路線布設“適應地形，順勢而行”，避免高填深挖，靈活的運用技術指標；體現(xiàn)“以橋代路、以隧代路”思想，注重橋隧結構與自然環(huán)境的協(xié)調性；提出生態(tài)保護設計思想，注重對水環(huán)境、動植物生態(tài)系統(tǒng)保護；進行景觀專項設計，體現(xiàn)沿線自然、人文景觀的特點，注重互通、服務區(qū)特殊工點景觀設計，打造綠色自然通道。
勘察中運用了機載激光掃描測圖技術（LIDAR）生成精密數(shù)字地面模型（DTM），利于路線優(yōu)化，提高勘測精度。
路線隨山就勢，避免高填深挖，減少對自然植被破壞，與路側景觀相協(xié)調。以生態(tài)環(huán)保為原則，避讓自然保護區(qū)、飲用水源保護區(qū)。項目局部為河谷平原和臺地，設計采用低路堤方案，減小填土高度，減少土石方開挖、運輸及碾壓環(huán)節(jié)的能源消耗，有效節(jié)約占地。
路基采用斷面柔化設計，在穿越生態(tài)濕地路段時，采用小直徑鋼波紋管加碎石盲溝排水方式，加強地表水和深層水系連通。對隧道出渣合理調配，用于填筑路基，生產(chǎn)生態(tài)砌塊，隧道出渣利用率超過90%。利用沿線豐富的鐵尾礦渣資源填筑路基、處理路床、臺背回填，減少借土量，變廢為寶。
路面采用橡膠粉SBS復合改性瀝青，有效提高瀝青路面應對極端高低溫氣候的能力。使用植物瀝青修筑試驗路，有利于資源再生利用。利用沿線豐富的火山灰代替礦粉可提高瀝青混凝土高溫抗車轍性能50%、低溫抗變形能力15%，取材方便、降低成本。
高填路段和經(jīng)過較大面積濕地路段以橋代路，保護環(huán)境、節(jié)約土地資源。常規(guī)橋梁上下部結構采用標準跨徑和尺寸，利于集中預制、減少模板種類，提高工程質量。
隧道洞門設計遵從“早進洞、晚出洞”、仰坡“零開挖”的思想，力求做到洞門造型簡潔，體量小，隱蔽，不突兀。對隧道進行防寒保溫設計，在二襯內表面設置聚酚醛保溫層。
互通立交設計突出節(jié)約用地、自然協(xié)調，在樞紐互通匝道適當增加橋梁規(guī)模，節(jié)約用地、景觀通透；互通區(qū)內放緩邊坡，進行地形整治，消化廢方；結合排水打造人工濕地。
隧道、收費廣場照明采用LED燈。隧道照明和隧道監(jiān)控采用分布式智慧供電系統(tǒng)，使用隧道照明節(jié)能與智慧控制技術，通過車輛識別和環(huán)境識別，對隧道照度按需供給，延長燈具壽命，降低隧道照明系統(tǒng)能耗和運營成本。
服務區(qū)選址由建設單位、主體、景觀及房建設計單位共同踏勘確定服務區(qū)位置，并結合服務區(qū)地形及周邊風景，在服務區(qū)設置觀景臺。
環(huán)境保護與景觀設計按沿線自然景觀不同，有針對性地進行環(huán)保景觀設計，體現(xiàn)地域特色。路線穿過林區(qū)路段，為保證動物通行，橋隧兼做動物通道。加強原生植被的保護和利用，對無法保留的喬、灌木，特別是國家保護植物紅豆杉、黃檗等進行移栽。清除的表層種植土進行集中堆放，用于綠化。路線經(jīng)過雁鳴湖、靖宇、哈尼河等自然保護區(qū)外緣時，對排水系統(tǒng)進行了環(huán)保專項設計。
□代表心聲
鶴大高速公路項目的理念、工藝、技術，都值得借鑒。我覺得生態(tài)砌塊的理念和做法很好，循環(huán)利用。另外，他們把工廠設置到施工工地，實際上把生產(chǎn)放到了施工現(xiàn)場，能夠提高棄渣的有效利用，降低運輸成本。
——交通運輸部科學研究院院長石寶林
隧道保溫在其他項目上也有過應用，還存在一些問題，比如保溫層的設置長度。在其他地區(qū)約定俗成設置為500米，但長白山地區(qū)的寒冷程度更大。那么，保溫層長度應該做多長，在國際上有爭議。通過鶴大項目，我們想把保溫層的長度從實踐和理論層面都解決掉。
——長安大學公路學院教授、長江學者陳建勛
這次實地查看鶴大高速公路科技示范工程還是有很多感受的，這條路有其特殊性，一是處于季凍區(qū)，二是地處生態(tài)敏感區(qū)，環(huán)境十分優(yōu)美。今天一路看下來，生態(tài)保護做得非常好。在東北修路，路基、路面結構更具一些地方特點，火山灰、橡膠瀝青等應用，項目做了大量的工作，我認為做得非常有成效。
——交通運輸部公路科學研究院副總工程師黃頌昌
這條路做得非常好，有點在歐洲的感覺，周圍景觀很好，相信再過一個月會更美。路兩側整個植被的保護確實非常到位，很多植被在隔離以外的基本上沒有被破壞，保留下來了。綠化很有特色，用的腐殖土，覆上去以后很多植物都是自然地生長，一路上好多地方都能看到，表土已經(jīng)覆回去了，做得非常到位。
——寧夏回族自治區(qū)固原市副市長陳濟丁
鶴大提供了科技示范和綠色示范的雙示范，是給大家做出的模板。部里推廣的這個示范工程，有典型性有代表性，它把工程實踐和綠色環(huán)保理念完全結合起來，這兩天也分享了一些在工程中解決問題的方法。吉林把好多問題做到了前面，考慮得非常細。
——山東交通科學研究院院長王林
鶴大高速公路有三點讓我感受深刻：首先是規(guī)模特別大；第二是層次特別高；第三是技術含量特別尖端。比如隧道保溫防凍關鍵技術，這條路上有很多新的科技發(fā)明、新的關鍵技術，有些已經(jīng)參加了國家級的評獎，這些科技成果值得全國交通行業(yè)科研工作者借鑒和學習。此次會議也是行業(yè)創(chuàng)新技術的一次交流，在促進技術合作等方面的意義非常重大。
——交通運輸部科學研究院交通產(chǎn)品認證中心項目經(jīng)理石磬
