高速公路資源利用現狀及對策范文
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高速公路具有公益性、經營性的雙重特征，屬準公共用品，是基礎性和服務性行業。為適應經濟社會的快速發展和交通量的急劇增加，中國必須進行大規模道路基礎設施建設，預計建設高峰期將持續15年左右。在高速公路規劃、設計、施工、養護和管理過程中，施工建設成本如土地資源、物料、建設費用和環境保護費用等約占高速公路建設總投資的90％。可見，如何實現資源優化利用和環境友好是目前高速公路建設中必須思量的重要問題。在資源短缺、生態環境惡化、健康受到威脅的情況下，資源循環利用、環境保護顯得非常緊迫，更是實現交通“資源節約和環境友好”兩型社會建設的重要考量。
1．1建設資源消耗
1．1．1土地資源占用
高速公路建設需要占用大量土地資源，公路路基、邊坡、服務區等永久性占用土地會導致農田、林地等農林用地面積絕對數量的減少，加劇耕地使用壓力；施工便道、拌合場、施工營地、預制廠、原材料堆放場地等臨時用地使土地的農業功能暫時受到限制，地表植被破壞，土壤理化性質改變，在恢復原有功能前將對土地利用產生一定影響。施工期間，環境污染會使周圍的土壤質量下降、土地生產力降低公路營運期間，會使沿線區域土地功能發生變化，單一的農業用地逐漸變化為特殊的商業服務用地，影響土地資源的可持續利用和發展。
2007年，中國交通運輸部公路科學研究院開展了《公路建設用地若干關鍵問題研究》，根據其研究結果：2001年以來，中國每年公路建設用地面積為14．7萬hm2左右，其中耕地面積占45％左右；在每年公路建設用地總面積中，高速公路占32％左右，其中耕地面積占45％左右；截至2006年底，中國公路建設用地總量估計已達500萬hm2，占可利用土地總量的0．7％左右，其中高速公路4．5萬km，占用土地32．7萬hm2，約占公路用地總量的6．5％。一般而言，雙向四車道高速公路需占地30m寬，平均占地8hm2／km，按2007年公路里程5．39萬km，高速公路占用土地將超過43萬hm2（合80萬畝以上），建設公路2．2萬km，估算用地22．234萬hm2。
根據有關預測和估算，2007—2020年，中國規劃建設高速公路7．7萬km，需新增用地50萬hm2，其中耕地面積為23萬hm2；新改建的一級、二級公路分別為7．8萬和30萬km，需新增建設用地約120萬hm2，其中耕地面積約50萬hm2。交通量的不斷增加，導致公路建設對土地資源的依賴性不斷增強，為進一步合理利用有限的國土資源，節約、集約利用土地，2008年10月23日，國務院實施《全國土地利用總體規劃綱要（2006—2020年）》。
1．1．2瀝青消耗
瀝青路面的高速公路需要消耗大量瀝青，每公里用量達23t。中國石油資源短缺，人均石油可采儲量只有世界平均值的10％，石油消耗對外依存度大幅度提高，1993年依存度為6．3％，2004年提高到45．1％，2007年已接近50％；1996年石油進口量大約2200萬t，到2010年石油凈進口量達2．1億t，比2009年增加5．5％。不可再生的石油資源的大量開采和消耗，未來必將枯竭。
1．1．3其他材料消耗
高速公路建設還需消耗大量鋼材、水泥、碎石、砂、水、優質土、電子通信器材等材料和資源。路面基層材料一般采用水泥穩定類和石灰粉煤灰穩定類半剛性材料，對資源消耗很大，每立方米路面基層需消耗約2t石料和80～160kg水泥或石灰，而且在這些原材料開采過程中會造成植被破壞、山體滑坡、泥石流等自然災害，在成品堆放和使用過程中還會影響施工人員的健康、污染周邊環境，導致生態環境逐漸惡化等不良后果。
1．2生態環境影響
高速公路建設會造成生態破壞和環境污染，不合理、不約束、不保護的開發利用會導致較為嚴重的生態破壞。施工中大規模的土石方開挖導致植被破壞、水土流失、山體滑坡、河流溝渠阻塞和地形變化等；臨時施工便道、原料場、施工營地、生活垃圾及工程棄土和棄渣的松散堆積，在降雨時易發生水土流失，導致土壤肥力下降，環境生態變化、惡化；高速公路建設會影響景觀的連通性，阻礙生態系統間的物質能量交換，破壞動植物的棲息環境，對動植物的種類、種群數量、分布、生活習性和遷移等帶來影響。高速公路建設還會產生廢氣、廢渣、廢液和噪音等生態污染。土石方爆破、材料加工、材料儲運和拌和等產生大量揚塵、煙霧和噪音，形成污染帶；施工中不合理開挖、爆破、排水等活動會引起地下水位變化，改變地下水資源埋藏和運動，引發土壤侵蝕、劣化，飲用水和農業用水流失以及影響魚類和野生動物的生存等一系列生態環境問題；工地生活污水、棄渣、油料等排入水體，未清理用料場和人工構造物及未平整、綠化路邊棄土等遺留大量廢棄物。這些都會對生態環境造成嚴重污染，如果處治不及時、不合理，就會造成生態環境的繼續惡化。
1．3人類健康影響
高速公路建設中產生的廢渣、廢氣、廢水、揚塵和噪音都會影響人們的生產、生活，損害身心健康。在高溫混合料拌和、運輸和施工過程中，瀝青會產生煙霧和苯等有毒有害物，長時間會引起人體咳嗽、流淚、頭暈、乏力等中毒癥狀，嚴重的可引發皮膚癌、呼吸道系統癌癥等，對施工人員和周圍居民的身體健康造成影響。施工過程中，大量工程機械產生的噪音、揚塵、廢氣等對人體都有較大的危害。高速公路通車后，汽車尾氣排放，在高速公路兩側形成200～300m空氣污染帶；貨物運輸中的拋灑物、滴漏的燃油等隨地面徑流排入水體、農田，導致水體污染；高速公路服務區產生的生活污水、洗車水、加油站污水（含固體、有機物、油類、有毒物和生物污染物等），將對公路沿線的水資源造成一定的污染。日積月累，生態環境會惡化，人類健康受到影響和威脅。汽車運行中，發動機、輪胎與路面摩擦、鳴喇叭等產生噪音，在公路兩側形成噪音污染帶，會影響人們的精神狀況，造成失眠、心跳加速及精神緊張，提高心臟病、呼吸系統疾病、高血壓或精神病等發作概率。
2循環經濟基本概念
20世紀90年代，美國經濟學家鮑爾丁最早從經濟發展的角度提出了環境問題產生的根源，并提出人類經濟發展模式有必要從單向線性經濟向循環式經濟轉移。循環經濟的基本概念：為實現物質資源的永續利用及人類的可持續發展，在生產與生活中通過市場機制、社會調控及清潔生產等方式促進物質循環利用的一種經濟運行形態，其最重要的實際操作原則為“減量化（reduce）、再利用（reuse）、再循環（recycle）”。減量化，即用較少投入達到既定生產或消費目的，從經濟活動的源頭就注意節約資源和減少污染；再利用，即要求制造產品和包裝容器能以初始的形式被反復使用，該原則要求抵制一次性用品的泛濫并盡量延長產品的使用期；再循環，即要求產品完成其使用功能后能重新變成可用資源。
3循環經濟理念下高速公路資源優化利用
依據國家相關法規和精神，節約資源和保護環境，在高速公路規劃、設計、建設、運輸和養護管理等過程中，必須始終貫徹循環經濟的理念，以資源“減量化、再利用、再循環”為原則，采用新理論、新思路、新技術、新材料、新工藝等達到對資源的高效利用和對環境的低污染。
3．1合理規劃
高速公路的規劃應符合國家中長期戰略發展需要，找準其在綜合運輸體系中的作用和位置，發揮高速公路干線公路運輸的比較優勢，并與其他運輸方式協調、互補。根據《國家高速公路網規劃》和《公路建設用地指標》，集中力量加快國道主干線等大通道建設，發展“蛛網模式”，將現在公路的平行走向改為傘狀放射走向，既縮短運距，又填補交通線的空白，實現土地、河流、岸線等國土資源的集約開發利用。高速公路規劃不僅要考慮交通量和經濟因素，還應全面考慮、反復權衡自然地理、土地占用、資源環境、人口聚居、文物保護、安全行車、噪音傳播、能源消耗等各種因素，將規劃的不同方案加以遴選、評價、修改，產生最佳方案，盡量避免或降低工程造價、節約土地和減少環境污染。
高速公路建設既要滿足路用功能，又要節約資源、保護環境。規劃應根據建設區域經濟發展趨勢、現有路網、未來交通需求進行詳細調查研究和經濟評價，就項目建設的必要性、技術的可行性、經濟的合理性和實施的可能性等進行綜合研究，擬訂多種方案，避免因盲目建設而造成的損失和資源浪費。結合中國環境現狀，規劃中充分體現土地、能源等資源節約利用和發展循環經濟，詳細調查當地土地資源情況，收集資料，分類別統計，將土地占用情況作為路線選擇的重要指標。通過合理選線、架設橋梁、建設隧道，在有條件的地方進行土地復墾等措施來減少耕地占用，保護土地資源。
3．2優化設計
最佳的設計方案不僅線形優美、景觀漂亮、使用壽命長，而且節約大量工程造價。設計階段能主動控制工程投資造價，其影響度為75％～95％。要樹立全壽命周期成本理念，統籌考慮設計、建設、營運、養護的全過程，優化設計線形，系統解決工程結構的耐久性、安全性、可行性、防災減災的有效性以及環境景觀的協調性等問題。設計中應貫徹環境保護意識，要“尊重自然、保護自然、恢復自然”，把景觀設計融入在全程設計中。合理的路基路面結構，不僅舒適、經久耐用，而且可以節約后期養護維修成本。優化設計可節約用地，通過采取各種技術措施，盡量減少耕地占用，避讓基本農田和農作物區，充分利用荒山、荒坡地、廢棄地和劣質地。
3．2．1優化線形設計
線形設計控制整個高速公路的路線走向和長度及路基、橋涵等構造物的總量，直接關系到工程造價及沿線生態質量，對車輛行駛安全性、舒適性及車輛通行能力起著決定性作用，直接影響公路建設總體規模和總體設計效果。線形設計必須考慮沿線地區的工程地質、人文景觀，盡量少占用耕地、林地資源，合理選擇道路的平、縱設計指標和互通立交形式，適當增加橋梁、隧道數量，盡可能利用荒地、山地等不宜耕種的土地，嚴格按照公路附屬設施建設用地標準和規范控制附屬設施用地。在路線經過山嶺重丘區時，要進行高路堤與高架橋梁的比較、深路塹與隧道方案的比較，在高路堤超過20m、深路塹超過30m時，選用橋梁和隧道方案。通過綜合考慮，進行線形優化設計。
3．2．2優化路基設計
路基是按照設計線形、路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物，它貫穿公路全線，與橋梁、隧道相連，是公路建筑的主體。路基工程具有工程量大、施工難度大、勞動力耗費多、涉及面廣、投資高等特點。路基設計主要受交叉道路、鐵路、江河、人行通道等的影響，合理控制路基填方高度，不僅可以節約土地、降低造價，而且對生態環境破壞小。在路基設計中，應貫徹“廢物利用、保護環境”的原則，從資源的可再利用角度出發，采用工業、建筑垃圾等廢料充當填料，不僅可以變廢為寶，保護生態環境，節約大量廢渣堆放征地和建設費用，還能大大減少筑路取土。對路基修筑高度與橋梁、通道等方案進行比選、論證，盡量采用低路堤方案，以減少路基取土填方，減少公路建設占地；避免取用有植被的土壤作路基填料，避免開挖路塹所產生的棄土堆放占用土地導致植被覆蓋率降低、土壤結構和肥力破壞、水土流失；在通過基本農田及經濟作物區的高填深挖路段，應在技術經濟比較的基礎上，盡量考慮設置擋墻、護坡等防護設施，縮短邊坡長度，節省土地資源。
3．2．3優化路面設計
路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結構物。優化路面設計應把全壽命設計理念貫穿其中，從路面所需的強度、剛度、穩定性、耐久性及表面的平整度、抗滑性能等技術層面進行設計，從瀝青砼、水泥砼再生技術或其他新型材料的使用等方面來提高資源利用率，從新技術、新工藝上考慮如何降低公路通車后對沿線生態環境的影響（如采用新技術降低車輛與路面摩擦所帶來的噪音污染），以實現節約資源、保護生態環境的目的。高速公路改擴建設計中要盡量利用舊路資源，盡量在原有路基上加寬改造，少占耕地，保護基本農田，減少環境污染。如利用舊瀝青砼再生技術，既可節省大量的瀝青、碎石等原材料，又利于廢料的處理，保護環境，而且節約工程造價。
3．2．4優化景觀設計
高速公路路線設計既要考慮設計車速和特殊路段要求，又要順應地形變化與自然景觀相協調，還應考慮人造景觀與自然景觀相協調，不能以犧牲公路沿線兩側原來的生態面貌為代價。在設計景觀和綠化時，需要以景觀視線誘導確保行車安全，人造景觀、綠化植物、植被品種的選擇要因地制宜，依據自然地理環境（地形、地貌、地質、服務區設置要求等）、氣候條件而定，采用不拘一格的景觀設計方式（如波浪起伏式、梯形式、展開式等），以多樹種、多花色、落葉和常綠葉相結合等植被來改善景觀、美化環境、凈化空氣、降低噪聲、防止水土流失，最終實現高速公路與生態環境之間相互協調，達到景觀優美、行車安全舒適的目標。
3．2．5優化施工過程設計
高速公路施工建設應堅持“因地制宜，就地取材”和“最小程度地破壞和最大程度地恢復”的原則，打破“先施工后綠化，先破壞后恢復”的傳統觀念，在公路建設的同時進行生態恢復，施工時要嚴格控制工程破壞植被的面積。優化施工過程設計應仔細計算土石方數量，合理調配、細化施工組織設計，有序推進，加強管理。根據設計將棄土進行堆放、壓實，在其表面進行植被覆蓋；施工臨時用地（料場、拌和場和預制場等）應盡可能少占土地，少毀植被，少侵占農田，不得破壞原有的排水系統；應注意保護當地的植被及水土資源，將取土坑與地方水產養殖、農田排灌結合起來，綜合利用，對棄土堆應及時整平復墾或綠化，對已占地應及時復墾；對公路建設產生的廢棄料，通過填墊房基、低等級道路硬化等措施加以利用，減少土地占用和環境污染；優化施工組織，合理選擇公司地址、拌和站和料場，合理調配施工機械和運輸車輛，高效開展施工作業；做好施工材料（如瀝青、油料、化學品等）的管理和保護；在有珍稀動物出沒的地區施工時，對施工人員加強野生動物保護知識的宣傳教育，嚴禁獵殺珍稀野生動物。
3．3新材料、新技術和新工藝應用
3．3．1資源綜合利用技術
將瀝青路面和水泥路面再生技術、廢舊橡膠粉應用技術、聚合物改性水泥砼技術、機制砂砼技術等作為資源利用技術，推進道路瀝青砼、水泥砼和鋼材等建材的再生循環利用，積極推廣廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青、粉煤灰、煤矸石、礦渣等工業廢料在高速公路建設中的應用。
（1）鋼渣和粉煤灰應用技術。粉煤灰和鋼渣可用作高速公路路基填料。例如：河北某高速公路建設中用粉煤灰填筑路基，共利用粉煤灰100萬m3，少占耕地99．99余萬m2；在北京遠大路、蓮花池西路等10余項道路工程建設中，使用鋼渣近80萬t。因為鋼渣中含有多種氧化物和礦物質，具有與硅酸鹽水泥熟料相似的物化成分，鋼渣集料力學性能較軋制碎石好，不但耐磨，而且具有一定的水化活性，適合作為瀝青混合料骨料和基層集料。大量利用粉煤灰、鋼渣等工業廢渣，充分發揮其材料性能優勢，可減少廢渣堆存用地及公路建設開采集料用地，保護耕地和青山植被，與一般的路面基層材料相比，可大幅度降低工程造價，提高工程質量，具有良好的經濟、環保和社會效益。
（2）舊瀝青砼路面材料再生技術。瀝青路面再生可分為熱再生和冷再生，即廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生和就地冷再生。再生技術把舊瀝青砼作為原材料加以利用，添加再生劑和部分新瀝青混合料，可簡化施工工序，節約材料，縮短工期，保護環境，維修成本僅為傳統方式的70％～80％。德國廢舊瀝青路面再生利用技術處于世界前列，日本瀝青砼廢料再生利用率已超過70％，中國在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術，摻入粘結劑后新料占25％、舊料占75％，造價降低30％左右。
（3）舊水泥砼路面材料再生技術。1976年，國際材料與結構研究實驗聯合會成立“砼拆除和再利用技術委員會”，開始研究廢棄砼的消化與再生利用，并將廢棄砼再生骨料用于高速公路等實際工程；1998年，吳中偉院士提出“綠色高性能砼”的概念。一方面，在建設水泥砼路面時，每年需要消耗大量水泥砼材料資源與能源。另一方面，大量的破損水泥路面需要拆除重建，傳統方法是將其廢棄放置或填埋。隨著材料資源的枯竭和再生技術的發展，把廢棄砼作為骨料，與水泥砂漿拌和而制得再生砼加以應用，既解決了混合料再生利用問題，又可減少廢棄料的堆放、環境污染，并節約費用。
（4）舊水泥砼路面碎石化技術。碎石化技術是一種將舊水泥砼路面擊碎而離散化的施工工藝，它是一種節約資源、保護環境較為成功的舊水泥砼路面維修改造方式。碎石化的基層具有較大的剛度，約為普通基層的3倍，進行碎石化的根本目的在于消除反射裂縫、節約資源。相對瀝青砼路面而言，水泥砼路面修復難度大、耗費時間長、效果難以保證、噪音大、舒適性較差等，致使水泥砼路面在中國高等級公路中的應用趨于萎縮態勢，而碎石化技術為水泥砼路面的改造拓展了空間。
（5）軟基處治技術。超輕質填料聚苯乙烯泡沫（EPS）在道路工程中的應用，解決了軟基過渡沉降和差異沉降、路堤與橋臺相接處的差異沉降等問題。1965年挪威在路面下鋪設5～10cm厚EPS板作為隔溫層，以滿足嚴寒季節對道路防凍的要求，1972年挪威道路研究所在研究填土施工法時首次采用EPS代替填土獲得成功。另外，膨脹土、鹽漬土、黃土等特殊土處置技術，已成為道路界的一種研究發展趨勢。軟基處治技術的應用加強了劣質土壤的應用，節約了土地資源和其他高價位材料。
（6）廢舊輪胎利用技術。廢舊輪胎被稱為“黑色污染”，其回收和處理技術是世界性難題。利用廢舊輪胎生產橡膠粉在環境保護方面具有獨特價值，在各國得到廣泛研究應用。根據有關資料，125萬個轎車廢輪胎可生產1萬t橡膠粉，可替代瀝青改性劑3300t，減少施工成本，改善和延長瀝青路面使用壽命，并降低行車道路噪音2～4dB，相當于減少30％～50％車流量產生的道路噪音。將廢舊輪胎加工成膠粉用于公路建設具有重要的綜合效益：一是能改善路面路用性能，提高路面耐久性、抗車轍（永久變形）和抗老化氧化能力，延長路面壽命；二是能降低路面噪聲，當車速在100km／h時，與最好的水泥砼路面相比，噪音降低3～10dB；三是具有經濟優勢和環保利用價值，橡膠瀝青產品價格低于普通瀝青和改性瀝青，橡膠瀝青路面養護費用減少，壽命延長，能夠進一步節約資金。
3．3．2生態環境保護技術
（1）瀝青路面減噪技術。目前，高速公路除加廢舊輪胎達到減噪目的外，還普遍采用透水性路面或多孔隙路面來實現減噪效果，它是在瀝青路面或水泥路面結構層上鋪筑一層具有很高孔隙率（20％～25％）的瀝青混合料。多孔瀝青路面具有良好的宏觀構造，在路面內部形成發達而貫通的孔隙，其減噪量一般為2～7dB。日本研究顯示，與普通瀝青砼相比，多孔隙瀝青砼對小汽車可降低5～8dB、對于載重汽車可降低3dB噪音。可見，多孔隙瀝青砼路面具有顯著的降噪效果。
（2）氮氧化物吸收技術。日本研制出一種含有二氧化鈦的路面材料，能吸收汽車尾氣中的氮氧化物。陽光照射時，活性氧分子能與氮氧化物發生化學反應，下雨時則變成稀硝酸溶液，剛好與砼中的弱堿溶液中和。當氮氧化物濃度為1％以下時，這種路面材料可將其消耗掉90％，且這一清除效率是恒定不變的，不會因路面使用時間過長而有所下降，只是氮氧化物的清除率會因空氣濕度的升高而下降。
（3）邊坡生態防護技術。在高速公路邊坡防護技術方面，應從單一的植草綠化發展到草木結合的立體綠化，以多種類的花、草、木營造與環境協調的優美景觀效果，并將支擋結構與植被技術相結合，達到護坡和改善生態環境的雙重效果。生態防護技術與傳統的工程防護方法相比，不僅具有防護功能，而且在凈化空氣、降低噪音、保持水土、防災減災和美化環境等方面具有積極的作用，對生態環境恢復和重建也有著非常重要的意義。可運用種子撒播法、移植草皮、挖溝植被法及機械化程度較高的各種噴播植被法（如濕式噴播技術、巖石邊坡TBS植被護坡綠化技術、干根網狀護坡法、特殊空間綠化技術、公路邊坡綠化技術和景觀仿真技術等）對高速公路邊坡進行植被防護。
（4）附屬設施的保護技術。對高速公路的附屬設施（如交通管理設施、交通安全設施和服務性設施），需利用綠化和防噪技術，減輕甚至消除大氣污染對環境造成的危害，美化環境，將公路與周圍自然景觀融合。目前，國際上最先進的聲屏障材料為泡沫陶瓷，在高速公路兩邊和高架互通修建泡沫陶瓷消音屏障，可達到非常好的降噪效果。也可采用不留痕跡的自然隔聲設計，使環境敏感目標處于噪聲影響之外，如采用下穿路基設計和隔聲土堤設計。還可利用路基邊坡、土堤作為天然隔聲屏障，加上景觀綠化，體現沿線自然優美景觀。
3．4及時養護
高速公路建成后，應專門研發路面修復和養護技術，加強預防性養護，注意路面清掃保潔，及時處理油污，減少路面病害的出現。應加強日常巡查，加大對超限運輸的治理，減少路面損壞，對已經出現的病害（如路面裂縫、小坑槽等）應及時處理，防止病害繼續發展，影響行車效果。做到及時養護，這既可提高高速公路行車安全性和舒適性，延長使用壽命，提高公路營運效能，還能保護生態環境，實現人與自然和諧發展，走上可持續發展道路。
4結語
高速公路的技術標準和建設管理，都要從全壽命周期成本設計和建設理念出發，既要滿足使用功能要求，又要節約資源和保護環境；要充分認識高速公路建設中發展循環經濟的重要意義，樹立“廢物利用，保護環境”的觀點，遵循循環經濟的“減量化、再利用、再循環”原則，把循環經濟的理念貫穿于高速公路規劃、設計、施工和養護管理全過程中。一是公路規劃設計應考慮到沿線的耕地、水資源、礦產及自然保護區的情況，盡可能少占資源，采用優化線形和方案；二是施工設計時減少對土石方、瀝青、水泥、鋼材等資源的消耗，采用新技術、新材料、新工藝，以延長公路的使用壽命；三是廢舊輪胎、舊料廢料的再生利用，既達到變廢為寶的目的，又緩解廢棄材料對環境的污染；四是利用生態環境保護技術減少高速公路施工和營運過程中的危害，并及時進行養護。