程 睿

（深圳市如茵生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司，廣東 深圳 518057）

自1988年10月國內(nèi)首條高速公路滬（上海）嘉（定）高速建成通車以來，我國高速公路建設(shè)正式開啟中國速度和中國模式。2012年后，我國高速公路通車里程已穩(wěn)居世界第一。改革開放促進了我國經(jīng)濟社會全面快速發(fā)展，我國目前已成為世界第二大經(jīng)濟體，其中，高速公路通車里程持續(xù)增加，從零到成為世界第一，以不到30年的發(fā)展歷程取得了發(fā)達國家半個多世紀的成就，世界矚目。我國經(jīng)濟社會和高速公路的發(fā)展歷程說明，作為一項重要的現(xiàn)代化交通基礎(chǔ)設(shè)施，高速公路建設(shè)與經(jīng)濟社會發(fā)展相輔相成。高速公路既是國民經(jīng)濟、社會及國防動員發(fā)展的必然產(chǎn)物，又是經(jīng)濟社會快速發(fā)展的助推器，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展做出了巨大貢獻。但伴隨全生命周期，高速公路建設(shè)、運營也是一個資源、能源消耗和污染排放的過程。隨著全球氣候變暖，能源、資源危機和生態(tài)環(huán)境失衡問題日趨嚴重，嚴重威脅人類命運共同體。采用綠色低碳技術(shù)，發(fā)展綠色公路成為當前及今后交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點任務(wù)。

1 我國綠色公路發(fā)展現(xiàn)狀

2016年7月，交通運輸部發(fā)布《關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》（交辦公路〔2016〕93 號），提出建設(shè)以質(zhì)量優(yōu)良為前提，以資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效、服務(wù)提升為主要特征的綠色公路，實現(xiàn)公路可持續(xù)發(fā)展。2016年5月，交通運輸部公布全國首批8 個綠色公路建設(shè)典型示范工程項目。截至目前，交通運輸部已公布三批全國綠色公路建設(shè)項目，共計33 個。綠色公路建設(shè)作為公路建設(shè)的新模式，是當前我國交通運輸行業(yè)加強生態(tài)文明建設(shè)和實現(xiàn)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措，其主要特征是以理念、技術(shù)、管理和制度創(chuàng)新為驅(qū)動，以優(yōu)化路網(wǎng)功能、控制資源占用、減少能源消耗、降低污染物排放、保護生態(tài)環(huán)境、推進綠色發(fā)展為核心，以健康可持續(xù)發(fā)展為目的。因此，在高速公路規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營全生命周期內(nèi)，充分采用節(jié)能減排和環(huán)境友好的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，成為當前我國發(fā)展綠色公路的首要選擇。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對高速公路建設(shè)期土壤和土地資源節(jié)約、表土資源利用、生態(tài)防護等[1-7]，運營期沿線服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生的生活垃圾處理[8]、污水處理與中水回用技術(shù)等開展了大量的研究[9-10]。目前，國內(nèi)在綠色公路建設(shè)方面開展了大量有益探索，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。例如，三（門峽）淅（川）綠色試點高速公路建設(shè)中將表土資源用于綠化，隧道棄渣用于路基填筑等[11]；道（真）甕（安）高速公路建設(shè)中將棄渣用于混凝土配制，表土用于?。墸┩翀鰪?fù)墾，并采用發(fā)光二極管（LED）照明、隧道玻纖錨桿等綠色低碳新技術(shù)[12]。2017年12月底，鋪設(shè)長度1.8 km、總面積近5 900 m2的國內(nèi)首條光伏高速公路試驗段在濟南市繞城高速南線建成，這對綠色公路發(fā)展來說具有里程碑意義。

2 環(huán)境資源再生利用是建設(shè)綠色低碳高速公路的重要內(nèi)容

高速公路全生命周期內(nèi)的碳排放有內(nèi)源性排放和外源性排放之分[13]。內(nèi)源性碳排放主要是指高速公路在建設(shè)、運營、養(yǎng)護全生命周期內(nèi)直接排放的二氧化碳，而外源性碳排放是指因外部生產(chǎn)用于高速公路全生命周期內(nèi)的各種耗材、能源而間接排放的二氧化碳。當前，面對日趨嚴重的全球環(huán)境危機，發(fā)展綠色低碳公路成為交通運輸行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。綠色公路建設(shè)以內(nèi)源性減碳、減排、節(jié)能、降耗為主，而促進環(huán)境資源的再生利用是降低內(nèi)源性碳排放的重要內(nèi)容之一。

2.1 公路建設(shè)期內(nèi)的環(huán)境資源再生利用

公路建設(shè)期內(nèi)的環(huán)境資源再生利用主要包括沿線表土資源的保護利用、植物資源的保護利用和土石方資源的再生利用等。

2.1.1 表土資源的保護利用

表土是一種幾乎不可再生的土壤資源，自然形成1 cm 的土壤至少需要數(shù)百年時間。公路建設(shè)早期涉及大量的表土剝離工作，而表土不僅富含有機質(zhì)和營養(yǎng)元素，而且是天然的土壤種子庫，是植被自然恢復(fù)的物質(zhì)基礎(chǔ)[14-18]。因此，公路建設(shè)前期對表土資源進行專項剝離收集，在項目建設(shè)中后期將表土資源充分用于公路沿線工程創(chuàng)面的生態(tài)修復(fù)、景觀綠化和土地復(fù)墾中，既有利于沿線生態(tài)環(huán)境保護和景觀恢復(fù)，又能節(jié)約大量土壤資源，減少外部客土輸入，降低次生環(huán)境破壞，節(jié)約工程成本。

2.1.2 植物資源的保護利用

道路工程作為線型工程，往往跨越多個生物氣候帶，路域沿線多分布有豐富的植物資源。其中，珍稀野生植物是重要的遺傳種質(zhì)資源，古樹名木是重要的人文物質(zhì)資源，良花秀木也是優(yōu)質(zhì)的景觀苗木資源。因此，清表前應(yīng)對沿線植物資源進行專項調(diào)查，登記造冊，及時遷移保護，在項目建設(shè)后期將其用于景觀綠化（沿線服務(wù)區(qū)、互通立交、中分帶等區(qū)域）和碳補償生態(tài)林地營建等，即能保護路域沿線植物資源，又能節(jié)約項目建設(shè)成本。

2.1.3 土石方資源的再生利用

道路工程建設(shè)中不可避免地要挖山填谷，涉及土石方量大。因此，道路工程設(shè)計、施工過程中，應(yīng)盡可能地考慮挖填平衡，確保沿線開挖的土石方充分地用于路基填筑，優(yōu)質(zhì)石方作為骨料用于混凝土配制，棄土（渣）用于廢棄地復(fù)墾前的基底回填或地形營造，既能節(jié)約土石方量，降低工程成本，又能避免棄土（渣）堆放占用土地資源。

2.2 公路運營期內(nèi)的環(huán)境資源再生利用

公路運營期內(nèi)的環(huán)境資源再生利用主要包括沿線服務(wù)設(shè)施內(nèi)產(chǎn)生的污水處理與中水回用、固廢的資源化處理和綠色能源的開發(fā)利用等。

2.2.1 污水處理與中水回用

道路沿線服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、集中生活區(qū)等服務(wù)設(shè)施多遠離市政供（排）水管網(wǎng)，日常供（排）水基本都要就地解決。供水多采用汲取地下水或河湖水的方式，而每天產(chǎn)生的數(shù)十噸到數(shù)百噸的生活污水直接排放，必然對沿線居民的飲用水及農(nóng)灌用水造成污染。因此，采用污水一體化生化處理設(shè)備對服務(wù)設(shè)施內(nèi)的生活污水進行凈化和中水處理，以達到回用標準加以再生利用，這是解決道路沿線服務(wù)設(shè)施內(nèi)生產(chǎn)和生活污水處理問題的最佳選擇，既節(jié)約水資源，又能實現(xiàn)零排放和零污染。

2.2.2 固廢的資源化處理

道路沿線服務(wù)設(shè)施內(nèi)日?？土髁看笄壹?，每日都會產(chǎn)生大量固廢，填埋處置占用土地資源，焚燒處置污染空氣，隨意處置更是污染環(huán)境。以餐廚垃圾、綠化廢棄物及生活污泥等為主的生物質(zhì)固廢，若不能及時處理，易產(chǎn)生臭氣，滋生蚊蠅，危害環(huán)境。因此，對固廢進行分類后就地資源化處理是解決道路沿線固廢排放問題的最佳選擇，也是公路運營期節(jié)能減排的一項重要措施。其中，利用有機固廢一體化生物處理設(shè)備對生物質(zhì)固廢進行就地生物降解處理，降解后的生物有機肥可用于道路沿線綠化，實現(xiàn)有機物質(zhì)閉路再生利用，既減少排放，又節(jié)約資源；塑料瓶、玻璃、易拉罐等固廢應(yīng)分類回收處理，剩余少量的塑料袋、包裝盒及其他難降解、難回收類固廢可利用小型熱解設(shè)備進行熱解處理。

2.2.3 綠色能源的開發(fā)利用

高速公路運營時沿線照明、隧道通風、通信監(jiān)測等均是耗電大戶。沿線服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、集中居住區(qū)等可就近接入市電，但對于遠離市電的路段及隧道等，照明、通風、通信、監(jiān)控則要采用中壓供電方案從沿線服務(wù)站點接電，成本高、損耗大。因此，采用風光綜合供電技術(shù)，利用太陽能、風能等無污染、可再生的綠色能源為沿線偏遠路段、隧道補充供電，既解決電力供應(yīng)問題，又節(jié)約能源。

3 環(huán)境資源再生利用技術(shù)

3.1 公路建設(shè)期內(nèi)環(huán)境資源再生利用技術(shù)

3.1.1 表土資源綜合利用技術(shù)

深圳市如茵生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司參與施工的清（遠）云（?。└咚俟啡€對表土資源進行了專項收集，并將其廣泛用于沿線生態(tài)修復(fù)、景觀綠化、廢棄地復(fù)墾中。工程實踐表明，道路沿線土地和土壤類型不同，其表土質(zhì)量差異較大，表土資源利用應(yīng)基于綜合效益最大化原則，在對表土質(zhì)量進行評價分類的基礎(chǔ)上，因地用土，因土施用。路域工程創(chuàng)面尤其是路塹（挖方）和路堤（填方）邊坡生態(tài)修復(fù)規(guī)模大，時間緊，一般要求即挖即防護。

表土資源不僅肥力高，更是富含鄉(xiāng)土植物種質(zhì)資源的種子庫，用于工程創(chuàng)面生態(tài)修復(fù)，具有植被恢復(fù)快、防護效果好、易形成自然植被、景觀融合性好的優(yōu)勢。路塹（挖方）邊坡尤其是裸巖邊坡植被防護中，利用表土替代傳統(tǒng)客土進行表土噴播施工，綜合成本低，可節(jié)省種子、有機肥、復(fù)合肥用量。利用濕噴機或多功能客土噴播機施工前，用于配制噴播基材的表土宜用網(wǎng)篩孔徑不大于20 mm 的機械篩分機進行篩分，去除較大植物殘體及石礫，以防堵管，噴播厚度以6 ～10 cm 為宜。對于以土質(zhì)為主的路堤（填方）邊坡，一般采用液力噴播機直接進行噴播植草施工，利用過篩細表土（不大于5 mm 孔徑篩分）替代傳統(tǒng)紙漿配制噴播植草基材，植被恢復(fù)效果更佳。對于以石渣為主的路堤（填方）邊坡、格構(gòu)梁、人字骨架防護邊坡，應(yīng)直接回覆不小于3 cm 厚的表土，再結(jié)合噴播植草工藝進行植被防護，這被證明為最佳的施工方案。例如，清云高速TJ4、TJ5 標段地質(zhì)構(gòu)造為中風化的炭質(zhì)巖，路堤邊坡均為炭質(zhì)巖填方邊坡，直接進行噴播植草難以恢復(fù)植被，可采用該方案。

路域沿線棄（?。┩翀黾芭R時用地復(fù)墾，宜在地塊平整基礎(chǔ)上直接回覆表土，根據(jù)地塊特點，堅持“宜耕則耕、宜林則林、宜草則草”原則。實踐經(jīng)驗表明，利用表土復(fù)墾為耕地，回覆厚度應(yīng)不小于30 cm；復(fù)墾為生態(tài)林地，回覆厚度應(yīng)不小于50 cm，復(fù)墾為生態(tài)草地，回覆厚度應(yīng)不小于20 cm。沿線中分帶、互通立交、服務(wù)區(qū)等景觀綠化中，表土可作為優(yōu)質(zhì)種植土直接用于綠化種植。其中，用于綠化草坪，表土回覆厚度應(yīng)不小于20 cm；用于景觀樹木種植，回覆厚度應(yīng)不小于80cm。

3.1.2 植物資源保護利用技術(shù)

深圳市如茵生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司參與施工的河（源）惠（州）莞（東莞）高速公路在清表前對全線紅線范圍內(nèi)的古樹秀木進行了遷移，累計遷移數(shù)千棵，取得良好的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。實踐經(jīng)驗表明，為有效保護路域沿線植物資源，施工清表前應(yīng)對路域沿線植物資源進行詳盡調(diào)查評估，登記造冊，確保及時遷移，項目后期移栽到互通立交、服務(wù)區(qū)、集中生活區(qū)等。

原生大樹遷移時應(yīng)保留必要土球，土球直徑一般為樹木胸徑的6 ～8 倍，高度為土球直徑的60%～80%。挖掘時以樹干為中心，先外圍后中心，外圍先機械開挖，后人工斷根修整，使土球呈上大下小的截頭圓錐狀；對樹冠進行適當截枝、修剪、封口后，利用尼龍吊帶小心吊放，遷移到臨時苗圃假植，對傷口、根部及時消毒處理，并做好支撐和養(yǎng)護工作，務(wù)必確保假植成活。道路工程建設(shè)后期，待沿線互通立交、服務(wù)區(qū)、集中生活區(qū)等綠化場地地形營造后，根據(jù)景觀規(guī)劃提前做好施工放樣，挖好移植樹穴，嚴格按照大樹移栽規(guī)程，確保樹木隨到隨栽，并利用四角樹撐進行支撐防護。栽植時可向根部施用適量生根粉或生根劑，用細土均勻回填樹穴，做堰后及時澆透定根水，待水滲完后復(fù)土，第二天再做堰澆水，封土，做好養(yǎng)護，必要時可對大樹樹干注射營養(yǎng)液，提高成活率。

3.1.3 土石方再生利用技術(shù)

道路工程涉及大量山體、隧道開挖，工程開挖線長、面廣，產(chǎn)生的土石方量多。這些土石方也是一種土工材料，經(jīng)過一定的加工處理后均可再生利用，既滿足工程自身建設(shè)需要，又能減少棄土和占地。工程實踐表明，對于壓實性能良好、易于施工的砂礫土、砂土、粉砂土等優(yōu)質(zhì)土，可直接用于路基、路面底基層及基層填筑等；對于標貫擊數(shù)小于2、無側(cè)限抗壓強度小于50 kN/m2、含水率大于80%的軟黏土、有機質(zhì)土、淤泥質(zhì)土等劣質(zhì)土，因施工性能差，強度低、易變形、難固結(jié)等缺點[19]，不能作為路基填方材料，但通過物理脫水、干燥，或化學(xué)固結(jié)后可作為一般填方材料用于隧道口、互通立交、服務(wù)區(qū)等地形營造；對于山體、隧道開挖的飽和抗壓強度大于40 MPa 的弱風化巖或微新巖等，通過破碎、篩分加工后可再生為不同級配的混凝土骨料用于橋梁、隧道、邊坡格構(gòu)梁體等的澆筑。而抗壓強度較低的棄渣、強風化巖等通過破碎、篩分和除塵等加工后，可配制成機制砂混凝土或水穩(wěn)拌合料，用于橋梁基礎(chǔ)、隧道襯砌、路基基層和邊坡砌筑等。

3.2 公路運營期內(nèi)環(huán)境資源再生利用技術(shù)

3.2.1 有機固廢資源化處理利用技術(shù)

固廢排放或處理不當不僅占用土地資源，而且污染環(huán)境。為提高固廢處理效率和避免滋生臭氣污染，應(yīng)對固廢進行源頭分類，尤其是日常餐廚垃圾、果皮、園林廢棄物和生活污泥等，每日進行單獨收集，專項處理。適用于道路沿線服務(wù)設(shè)施的有機固廢一體化生物處理機應(yīng)具備破碎、攪拌、曝氣、加熱、廢氣凈化和自動運行等功能，宜采用好氧堆肥工藝。相比厭氧堆肥工藝，好氧堆肥處理有機固廢，降解快、效率高，不易產(chǎn)生臭氣。由深圳市如茵生態(tài)環(huán)境建設(shè)有限公司設(shè)計、生產(chǎn)的有機固廢一體化生物處理機已在清云高速公路管理中心、服務(wù)區(qū)、集中生活區(qū)應(yīng)用。

根據(jù)經(jīng)驗，處理能力1 ～5 t/d 的有機固廢一體化生物處理機即可滿足沿線服務(wù)設(shè)施的日常有機固廢生物處理需求；生物處理前的初始物料C/N 宜控制在25 ～35，含水率宜控制在55%～65%；日常餐廚垃圾等既可單獨處理，也可與粉碎后的綠化廢棄物以2 ∶3（體積比）或與生活污泥以1 ∶1（體積比）比例混合后處理；首次處理可添加復(fù)合微生物菌劑，處理周期為24 ～48 h，每次出料保留1/5 左右物料作為菌種，也可調(diào)節(jié)初始物料含水率。出料經(jīng)過篩分后作為路域沿線的綠化基肥、追肥及綠地有機覆蓋物進行資源化利用。

3.2.2 污水處理與中水回用技術(shù)

生活污水經(jīng)一體化凈化后，可用于服務(wù)設(shè)施內(nèi)沖廁、綠化澆灌、洗車和清掃等。目前，國內(nèi)常見的生活污水處理工藝較多，但存在活性污泥產(chǎn)量多、易膨脹，水質(zhì)、水量難控制，處理工序多、成本高等缺點，真正適用于高速公路沿線服務(wù)設(shè)施的污水處理工藝方案相對較少。根據(jù)實踐經(jīng)驗，適用于道路沿線服務(wù)設(shè)施污水凈化與中水回用，且脫磷脫氮及除懸浮物、氨氮效果好的工藝方案主要有改進的活性污泥法+膜生物反應(yīng)器（MBR）+消毒組合技術(shù)、序批式活性污泥法（SBR）+膜過濾+消毒組合技術(shù)、曝氣生物濾池（BAF）+砂濾加活性炭濾+消毒組合技術(shù)。氯劑消毒會增加中水含鹽量，而長期用于綠化澆灌會造成土壤板結(jié)，殘留氯的腐蝕性也會影響洗車效果，為避免上述缺點，中水宜采用紫外線消毒。若中水只用于沖廁、清掃，可選用氯劑消毒。

3.2.3 太陽能風能綜合供電技術(shù)

傳統(tǒng)中壓供電方案更適用于用電負荷大且相對集中的路段，對于小功率、低負荷、分散式用電的偏遠路段，布線繁雜，還需要專用中壓供電回路，存在建設(shè)安裝成本高、后期運營維護難的缺點。實踐表明，利用太陽能風能綜合供電方案，更能高效解決偏遠路段及隧道供電問題。風光互補綜合供電系統(tǒng)主要由太陽能光伏板、風機、控制裝置、逆變器和儲能電池等組成。光伏板和風機把太陽能、風能轉(zhuǎn)換為電能，給負載供電的同時，也給儲能電池充電，在無光、無風時，由蓄電池給負載供電。風光互補供電系統(tǒng)可以很好地解決有光無風、有風無光及單一能源轉(zhuǎn)換效率低的問題，對于偏遠路段的小功率、低負荷、分散式用電設(shè)備，其供電更可靠、更穩(wěn)定。

4 結(jié)語

節(jié)能、減排、低碳、循環(huán)、高效、生態(tài)是綠色公路的核心內(nèi)涵，環(huán)境資源循環(huán)利用、生態(tài)環(huán)境保護與修復(fù)、資源節(jié)約與高效利用、清潔能源利用是綠色公路建設(shè)的重要內(nèi)容。實踐表明，加強公路建設(shè)期內(nèi)表土資源、植物資源、土石方資源的保護利用，推進運營期沿線服務(wù)設(shè)施內(nèi)固廢資源化利用、生活污水凈化與回用、綠色能源利用等，能有效提高資源利用效率，減少資源浪費，降低能源消耗，減緩環(huán)境壓力，節(jié)約工程成本。

當前，綠色發(fā)展已成為關(guān)系我國經(jīng)濟社會發(fā)展全局的基本理念。黨的十八大以來，在綠色發(fā)展、科學(xué)發(fā)展理念指導(dǎo)下，加強生態(tài)保護和污染綜合防治，推進資源節(jié)約循環(huán)利用，強化生態(tài)環(huán)境綜合治理已成為當前及今后我國交通運輸領(lǐng)域生態(tài)文明建設(shè)的重點任務(wù)，發(fā)展綠色公路成為交通運輸行業(yè)踐行綠色發(fā)展理念的全新模式。在公路全生命周期促進環(huán)境資源循環(huán)利用，既是內(nèi)源性減碳、減排、節(jié)能、降耗措施的重要組成部分，也是綠色公路建設(shè)的重要內(nèi)容，對公路、社會與環(huán)境的協(xié)調(diào)、健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要實踐意義。