引 言
碳达峰和碳中和是我国向世界作出的庄严承诺，也是一场广泛而深刻的经济社会变革，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。交通领域是我国双碳目标实现的重点领域，推进高速公路绿色低碳发展是交通领域双碳建设的重要举措之一，本文将低碳交通的理念融入高速公路全生命周期，对高速公路规划设计、建设、运营维护各阶段以及桥梁隧道服务区等重点节点的低碳建设措施展开研究，为实现高速公路绿色低碳发展提供可行的途径。
一
规划设计阶段
规划设计阶段直接影响了高速公路建设过程中对资源及能源的消耗，将绿色低碳理念充分融入规划设计全过程，对高速公路低碳发展就有了基础的保证。
01
绿色低碳高速公路规划工作的开展需遵循保护性、自然性和安全性的具体原则。保护性原则要求在开展高速公路规划时，系统考虑高速公路沿线比较有价值的自然和人文资源，减少公路建设对周围资源的损坏。自然式原则要求公路项目规划需考虑所在区域的植物群落，结合地形地势因素，在合理使用生态原理、设计技术的情况下，对路域植物群落的结构组成和岩体规律进行系统划分，减少景观与道路本身之间的干扰。安全性原则要求在路侧设置相应的可变情报板、限速标志、标线，以辅助车辆通行，同时合理选择路线走廊带，实现生态选线以及安全经济选线的结合。
02
绿色低碳高速公路设计理念
二
建设阶段
建设阶段是减少建造垃圾、能源浪费、二氧化碳等的关键所在，加快推广绿色低碳施工技术应用，推进重点工程低碳化建设，提升工程绿色建设效果。
绿色低碳建设技术
01
橡胶沥青路面技术
橡胶粉改性沥青是一种利用固体废弃物的橡胶沥青技术，将大货车以及小客车等不同来源的废旧轮胎循环利用，加工成符合《路用废胎胶粉橡胶沥青》技术要求的废胎胶粉。橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性和抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料，可提升路面上中面层沥青及沥青混合料的疲劳耐久性等综合路用性能。橡胶沥青的应用，能够在解决废旧轮胎堆积占地和焚烧导致“黑色”环境污染问题的同时，有效地降低温室气体的排放及沥青烟等有害气体的排放，降低量高达90%。
02
温拌沥青技术
在路面施工和养护的各工序中，沥青混合料拌和时的温室气体、烟雾的排放最多，热拌沥青混合料产生大量沥青烟和有毒有害气体。温拌沥青则通过外加高分子材料等技术手段，降低沥青高温黏度来降低沥青混合料拌和温度，减轻了热拌混合料的高温对沥青的老化，从而减少能耗排放和对人员的伤害，可以减少20%以上的燃料消耗，同时提高沥青混合料的施工和易性及稳定性，增强路面在使用温度范围内的抗车辙性能。
03
工业固废胶凝材料技术
工业固废绿色生态胶凝材料路用技术，是针对赤泥、煤矸石、工业副产石膏、钢渣、铝尾矿等工业固废材料，采用各类固化剂绿色生态土壤稳定材料进行生产转化，以替代水泥石灰用于路床处治、不良路基填土加固以及低等级道路基层和底基层等应用场景为目标，解决当前公路建设工程面临的优质填土匮乏、砂石材料短缺、水泥石灰等传统建筑材料价格上涨等问题。在高速公路规划、设计、建设中应持续开展工业固废资源分布调研、工业固废复合土壤固化剂技术研发以及生产转化应用。
04
建筑垃圾再生材料技术
针对城市拆迁产生的大量砖混建筑废弃物，分拣处理后替代碎石用于路基填筑、水泥稳定底基层等应用场景，既有助于解决建设项目砂石材料短缺问题，又能够降低垃圾处置费用，减少资源消耗，对于节能减排具有重要意义。建议持续开展建筑垃圾路基填筑、砖混再生集料水泥稳定基层应用技术研究，提高建筑垃圾再生材料的质量和稳定性，适时制定相关规范和标准。针对建筑垃圾再生利用，新建或植入现有建筑材料交易平台，使得典型建筑垃圾处理企业和高速公路建设等相关单位建立密切合作关系，促进建筑垃圾再生产品在高速公路建设场景的应用。
重点工程低碳绿色建设
01
绿色服务区
高速公路服务区规划设计和建设需要积极使用装配式建筑等先进技术、KF外墙保温板等节能环保材料以及太阳能、风能、地热能等清洁能源，实现可持续发展。在服务区规划阶段，应优先考虑建筑使用要求及朝向因素，尽量让主体建筑接近南北主导朝向，有利于夏季充分利用自然风，提高室内热舒适度、降低冬季耗热量。
在高速公路服务区利用太阳能集热板集热、太阳能光伏发电、风能、地热能等清洁能源，促进交通基础设施网与能源网融合发展，满足服务区基本照明、热水供应需求，节约一次能源消耗。修建储存水系统，实现对雨水的收集、过滤和净化，将处理过的雨水用于冲洗卫生间、洗车、绿化灌溉等，提高水资源利用率。对服务区照明系统进行科学规划设计，使用 LED 照明节能灯等节能环保型灯具，利用智能化、自动化技术控制照明系统，根据室内外环境实际情况和需要，自动调节照明亮度、照明时间段。在高速公路服务区就配建快速充电桩建设规模、建设标准等开展布局研究，构建形成快速充电设施网络。支持通过运用云计算、物联网、移动互联网、大数据分析、BIM+GIS等新一代科技技术，开发一体化的服务区综合管理平台，打造“智慧型、数字型、体验式”服务区。
02
装配式桥梁结构
03
基于数值模拟和BIM技术，采用绿色低碳施工技术、施工混凝土绿色配合比优化设计、施工废水无排放循环利用技术、隧道洞渣等土石方综合运用技术、施工扬尘控制技术及预制涵通技术等技术和方法，建造绿色隧道工程。供配电系统采用有源滤波和无功补偿等节能技术，提高供电系统的功率因数，降低无功损耗。变电所或箱式变电站的低压配电柜内配置照明智能控制器，结合交通量、洞外环境实现对隧道内照明灯具的自动调光控制，减少运维期用电消耗。
三
运营养护阶段
01
高速公路是二氧化碳的高排放地区，路域植物碳汇是指高速公路两侧种植的植物通过光合作用，吸收大气中的二氧化碳，并将碳固定在植被与土壤当中，减少大气中二氧化碳浓度的过程，是对枢纽互通匝道区、边坡坡顶的占地界内、服务区外缘空间等占地内的原生植被尽可能地保护和利用，最大限度保留原地形和植被就是最好的减排措施。通过生态环境特征及绿化景观一体化技术实施，打造沿线碳汇林工程，采用乔木搭配灌木的方式，避免景观的单一性和重复感。同时根据各路段特点选择相应的苗木，优先选取碳汇能力强的乔木，提高绿化植被的吸碳、固碳能力，改善自然环境空气质量。研究构建交通运输用地碳汇林建设标准体系。
02
沥青路面材料的循环利用技术是指在对旧路进行养护或大、中修改造时，以路面废旧材料在路面结构层循环再生利用、减少砂石材料用量为目标，再加工回收旧沥青的路面铣刨废旧材料作为原材料铺装到路面的技术。面层材料厂拌热再生是指将回收的旧沥青路面材料（RAP 料），选择适宜的掺配比例与新的沥青混合料拌和，必要时添加一定量的再生剂，使用厂拌设备生产新的热拌沥青混合料。面层材料就地热再生是采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热和软化，然后耙松或者是铣刨到一定深度，掺入适量的新沥青、再生剂、新沥青混合料等，制备出性能可以堪比新沥青混合料的热拌的再生沥青混合料，适合高速公路养护作业。
03
速处治相结合”路面养护技术
深层病害无损修复和表层快速处治相结合路面养护技术是通过高分子聚合物注浆处治深层病害，利用高分子聚合物自身膨胀密实特征，有效填充基层空洞、脱空，以及实现路面宽缝、翻浆、沉陷等病害快速处理，大大减少了路面的铣刨和开挖，减少铣刨废料的产生。此技术具备高强、高效、能快速开放交通等优点，可以在养护专项工程中大范围推广使用。
结语
碳达峰目标和碳中和愿景的提出，将为高速公路全生命周期的建设方式带来深刻而长远的变化，绿色环保低碳新技术、新材料、新工艺等的研发、应用、推广将成为必然选择。未来应积极推进绿色高速建造技术的科研创新、试点验证和成果转化，拓展应用场景，引领交通基础设施建设绿色低碳发展。
作者：杨梦迪 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南交通运输战略发展研究院
联系客服
