文章编号：1009-6825（2019）09-0156-03绿色循环低碳高速公路设计优化思路与方法收稿日期：2019-01-12作者简介：程慧敏（1986-），女，工程师程慧敏（山西诚达公路勘察设计有限公司，山西太原030006）摘要：介绍了优化我国高速公路的总体设计思路，并从高速公路规划设计、路面设计与路基设计、桥涵立交设计、绿色循环低碳设计理念的引入等方面详细论述了具体优化设计方案，探讨了高速公路附属工程中绿色循环低碳技术的应用，旨在推进我国高速公路工程设计的发展。关键词：高速公路，绿色循环低碳，优化设计中图分类号：U412文献标识码：A0引言随着社会的不断发展，我国的基础建设水平不断提高，截止到2015年我国已经拥有了11．19万km的高速公路（已投入使用）。作为高速公路设计人员在进行高速公路设计时，应该坚持绿色循环低碳的环保理念，优化高速公路设计，实现社会发展与生态保护的有效平衡。1优化我国高速公路总体设计思路根据我国汽车产业销售的数量进行调查发现，我国的汽车数量呈现几何倍次的增长，为了满足我国交通发展的需求，我国大力发展高速公路建设，但这也带来一个显著的问题。汽车尾气污染严重，对于高速公路的环境产生了重要的影响。同时高速公路在建设的过程中会对沿线的植被、地形、生态造成一定的破坏，引发当地生态保护与基础建设的冲突。绿色循环低碳高速公路，是指在高速公路使用周期内，从设计、建设及运营将绿色、循环、低碳作为其发展的重点，确保主体工程在使用周期内最大限度的降低对周边生态的影响。建设新型公路，需要高速公路设计者打破已有的思维模式，将绿色、生态、环保、低碳、高效等多项因素融合到设计理念当中，结合工程建设的实际情况，通过不断的优化设计方案、组织、管理达到节约资源、降低生态破坏、提高工程的使用寿命等诸多目标［1］。2高速公路主体设计工程的具体优化方法2．1做好高速公路工程设计规划1）综合考虑公路投入使用时遇到的问题。高速公路在设计的过程中不仅要考虑实地工程施工地点地理因素、位置因素、气候因素，还要充分的考虑到工程投入使用后，使用耗损以及路基损坏造养护成本投入。为此高速公路设计人员在进行公路设计时，应该长远考虑高速公路建成后后续投入资本问题。櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅高速公路施工人员在线路的设计与安排上尽量选择线阻尼接近109时最大竖向位移基本消失且趋于不变。由图5可知钢轨的最大竖向位移随着扣件刚度逐渐增大先增大后减小，所以在选取扣件时应避免选取钢轨达到竖向最大位移时的扣件材料。图4最大竖向位移与扣件阻尼的关系图5竖向最大位移与刚度关系1.61.41.210.80.60.40.20竖向最大位移12345678910阻尼c×108×10-63.532.521.510.50竖向最大位移/m12345678910×108刚度k/N·m-2×10-54结语1）轨道扣件阻尼大小对钢轨的竖向位移的影响作用比较明显，而且阻尼越大，钢轨的竖向振动降低的越快，并且当阻尼减弱到一定程度时基本无变化。2）可以看出扣件刚度的变化同样也影响着竖向位移的，并且当刚度增大到4×107时达到最大并且迅速减小，随后基本没有影响。参考文献：［1］雷晓燕．高速铁路轨道动力学———模型算法与应用［M］．北京：科学出版社，2015．［2］樊思成．高速铁路轨道与地基的动力响应研究［D］．徐州：中国矿业大学，2018．［3］CONNOLLYDP，KOUＲOUSSISG，LAGHＲOUCHEO，etal．Benchmarkingrailwayvibrations-track，vehicle，groundandbuildingeffects［J］．Construction＆buildingmaterials，2015（92）：64-81．DynamicresponseanalysisoftrackstructureundermovingloadWangFeiGongYipu（CollegeofMechanics＆CivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xvzhou221116，China）Abstract：Withthegrowingdevelopmentofdomesticundergroundrailway，trackstructurevibrationissueowningtothemovingtrainarousingwideattention．Thepaperstudiesthedynamicresponsematterofundergroundrailwaytrackstructureundermovingloadinordertoprovidecertainguidanceforundergroundrailwaydesignandoperation．ItsimplifiestheundergroundrailwayasEuler-Bernoulliwithsinglelayer，establishesdy-namicdifferentialequationoftracksystemundermovingload，makesasolutionthroughFouriertransformationandfastdiscreteFourierinversion，andanalyzestheimpactofloadingfrequency，fasteningsystemdampingandrigidityuponthesinglelayerdisplacement．Keywords：trackstructure，movingload，Fouriertransformation，singlelayer·651·第45卷第9期2019年3月山西建筑SHANXIAＲCHITECTUＲEVol．45No．9Mar．2019DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2019.09.085路短、新技术、新材料的高速公路建设方案，通过减少高速公路建设里程，减少汽车运行的排放量从而达到节能减排的目的。2）全面考虑公路建设过程中的客观因素。高速公路在建成后需要保证工程施工质量、路面平整、路基稳定，提高高速公路的使用周期，达成绿色优化设计高速公路方案的目的。高速公路设计人员在设计路线的过程中，尽量要避开不良地质地段，降低施工的技术难度与施工成本。同时尽量选择地势相对平缓的地理位置，确保投入使用后该路段的行车安全，但线路的设计要秉承着“少占耕地，少占林地、不占农田”的施工设计原则［2］。3）根据当地的实际建设情况选择高速公路设计的指标。高速公路在建设的过程中不仅要考虑到客观的自然因素，更要考虑到工程造价成本、工程技术水平、工程实施的可行度，合理的选择技术指标。对于地理位置相对复杂的高速公路建设地段，高速公路设计人员要将工程建设分为多个部分进行分段设计，每个设计地段采用不同的设计标准，增强设计方案与工程建设适配度。对于地理位置十分复杂且无法避开的地段进行工程设计时，工程设计人员可以通过建设工程规模、缩减最小圆曲线与竖曲线半径、降低最大纵坡与安全指标的标准。高标准不仅可以带来高品质，也可以加大施工难度，造成高速公路工程施工方案的不可行性，为此结合当地的实际地质情况有针对性、合理的选择高速公路设计指标，才是推进高速公路设计方案可行性的重要方式。4）优化公路路基设计。高速公路路基是确保公路质量的重要基础建设项目，如果高速公路路基设计不合理，就会导致高速公路在投入使用的过程中出现路面移位、裂缝，极大的减少了工程使用周期，过高的高速公路路基也会给当地的地理环境造成破坏。为此高速公路工程设计人员在设计路基时，可以在保证工程质量的同时，降低路基的整体高度，减少路基工程建设对于周边地貌的破坏，并通过优化高速公路坡边设计等多种方案，达到节约土地资源的目的。2．2优化高速公路路面与路基的设计高速公路工程设计人员在进行路基的设计中，可以考虑使用周边工程的废弃渣土、碎石作为高速公路路基填筑过程中的原料。尤其隧道工程建设的过程中会挖掘大量的土方，形成废弃渣土、碎石。高速公路在路基填筑工程建设中就可以将这些废旧渣土、碎石作为填筑的材料进行路基填筑，实现废旧资源的有效利用，符合我国绿色循环低碳的高速公路设计理念。2．3科学设计桥涵立交高速公路工程设计人员在设计的过程中应该秉承绿色优化低碳设计理念，尽可能的降低桥涵立交的规模，避免在同一地域内集中排放汽车尾气。高速公路工程设计人员在设计桥涵立交时，应该充分的考虑到当地的地形条件与汽车流量，通过合理优化桥涵组合结构以满足绿色设计，节能减排的目的。同时设计人员在针对当地的地形设立桥涵路线时，应该注意尽量建少对自然环境的破坏，增强设计路线与地形的适配度，达到工程与自然的有效融合，对于桥涵中的主桥梁建设，尽量减少桥梁的跨度，降低工程成本、工程规模对周边自然环境的影响，对于一些特殊地段的自然保护区高速公路进行设计时，还要考虑到桥涵建设后对于周边自然环境破坏后的重建工程，从而将环保绿色工程纳入到高速公路工程设计中。图1为环保绿色桥涵设计概念图。2．4绿色循环低碳设计理念的有效融入1）加强对绿色循环低碳设计理念的重视。高速公路工程设计人员在进行工程设计时要加强对绿色循环低碳设计理念的重视，构建高速公路工程与自然的和谐发展关系，并在设计阶段尽可能的减少对周边生态环境的影响，将绿化建设工程、生态恢复工程融入到高速公路工程设计当中，如：部分高速公路在建设的过程中通过在将草、乔等植被种植到高速公路路基旁的坡图上，既能够起到美化环境的作用，又能够起到防风固沙、固碳释氧的作用。图1环保绿色桥涵设计概念图2）注重高速公路建设与自然的协调。高速公路设计者在进行工程设计的过程中既要考虑到工程造价、工程质量，也要将生态环境保护理念融入到设计当中，注重高速公路工程与自然环境的协调，让高速公路成为景观的一部分，而不是自然景色的破坏者。为此设计人员在设计的过程中尽量减少工程规模与人工造景，通过植物造景的方式加强高速公路建设与自然的协调［3］。设计者通过互通绿化的方式将高速公路工程更好的融入到工程建设当中，如在工程建设之前在原有地面进行片植、大树种植等多种方式弱化人工景观的突兀性。3）结合当地自然环境合理选择植被。高速公路工程设计人员在对考虑工程的绿化时，需要结合当地的自然环境合理的选择植被，最好选用当地的本土化植被，并选用绿色装饰性强、病虫害少、易于养护、价格适宜、碳吸收能力强的植被。3高速公路附属工程的设计优化3．1对于高速公路工程安全设施进行合理设计优化设计人员在针对安全设施进行设计优化时，应该坚持以人为本的设计理念，在安全设施设计上考虑到人们的实际需求。如在高速公路的两侧设计防护栏，防止附近居民误入高速公路威胁生命健康，并在高速公路的中间地带建设活动防护栏以减少翻车事故造成多车道的连锁安全事故。3．2ETC车道的设计ETC是目前我国乃至世界上收费方式最先进的一种设计，ETC技术具有智能车辆识别系统，能够对通过的车辆上的电子标签及其他技术手段，实现后台技术的自动化收费。ETC技术的应用对于我国高速公路附属工程优化有着非常重要的意义。3．3采用太阳能现代能源技术优化机电工程随着太阳能源应用技术的发展与成熟运用，实现了我国高速公路工程建设的有效优化。高速公路工程设计的过程中会涉及到隧道设计、桥涵设计，照明系统也就成为了高速公路工程设计中的必要组成。设计人员可以通过利用太阳能源，安装光伏发电系统实现对公路隧道与桥涵的照明，并满足高速公路工程的其他用电需求。4结语随着社会的发展，人们环保意识的增强，社会各行各业将绿色理念融入到行业发展当中。高速公路工程在设计的过程中应该坚持绿色循环低碳高速公路设计理念，从而优化思路与方法，促进社会和谐发展。·751·第45卷第9期2019年3月程慧敏：绿色循环低碳高速公路设计优化思路与方法文章编号：1009-6825（2019）09-0158-02集通铁路蒙根塔拉至林西线路方案研究收稿日期：2019-01-16作者简介：郭亮武（1993-），男，助理工程师郭亮武（中国铁路设计集团有限公司，天津300142）摘要：集通铁路是我国北方的重要运输通道，沿线所经环境敏感点多，地形地质困难，选线设计方案复杂。通过对集通铁路蒙根塔拉至林西段局部区段进行方案研究分析，在满足线路方案设计要求的同时，对比分析不同方案的工程数量及工程费用，列举出不同方案的优缺点。最终确定蒙根塔拉至工业园区段160km/h方案和工业园区至经棚段方案120km/h方案。关键词：山区选线，集通铁路，最优方案中图分类号：U212．38文献标识码：A1概述集通铁路横贯内蒙古自治区中东部，是我国北方内蒙地区干线之一，联络西北和东北的重要运输通道。集通铁路横贯内蒙古大草原腹地，西起集二线贲红站，东接霍通线的通辽北站，途经乌盟、锡盟、赤峰和哲盟的13个旗县，是全国最长的地方铁路。它的建设对加快沿线经济发展，加强民族团结，巩固北疆边陲，促进少数民族地区的繁荣和稳定都有十分重要的意义。2线路走向研究本段研究范围自既有集通铁路K437+000引出，经既有蒙根塔拉站后向东，于K442+100处撇开既有线新建双线折向东南。之后跨过丹锡高速及其辅道后，在工业园区西侧设工业园区站。随后线路折向东北，依次跨过丹锡高速及其辅道、既有集通铁路、303国道，沿既有线北侧通过敖包山进入既有经棚站。出站后线路向北，依次跨过碧柳河和303国道，并行国道南侧，于哈达山村前跨过既有集通铁路。之后，线路从合意村东侧进入隧道，于三地村西南出隧道，跨过303国道，随后在三地村南侧设热水汤站。出热水站后线路绕避热水温泉保护区，从新地村西南侧出隧道，跨过303国道后与既有集通铁路接轨，其后沿既有线左侧增二线，经良种场村至宇宙地站。出站后线路继续并行既有铁路通道向东，于黑水村南撇开既有集通线，新建双线向外包林西镇向东南至林西南站。线路长99．59km，其中桥梁长17．24km，隧道长20．54km，桥隧比37．94%，利用既有线18．3km。全线新设工业园区、热水、林西南3座车站，改建蒙根塔拉、经棚、宇宙地3座车站。主要的环保敏感点有热水塘河克什克腾旗源头保护区、热水温泉地质公园。主要的军事设施有经棚镇敖包山防空洞及炮坑。主要高等级道路有：丹锡高速及其辅道、并行303国道段落等。2．1线路走向方案研究原则集通铁路蒙根塔拉至林西段地质构造复杂，沿线控制要素多，确定一系列具有代表性的选线原则，对控制工程可行性，把握设计质量具有重要的指导意义。1）经济选线。经济据点一般都是客货流的集散地，对发挥铁路的功能至关重要。蒙根塔拉至林西段内有工业园区、经棚镇、热水汤镇、宇宙地镇及林西镇等，在保持线路尽量顺直的情况下，线路宜经过重要的经济据点城市。线路走向与区域内相关的城镇规划紧密结合，兼顾地方经济发展。2）环保选线。力求铁路建设与自然环境的高度和谐，实现可持续发展。重点关注水源地保护区、国家自然保护区等环境敏感地区，一定要满足环保要求。3）地质选线。本线经过沙丘地带、山岭地区，线路地质情况复杂，选线设计中需要充分考虑地质条件对线路走向的影响，绕避影响本建设和运营的不良地质因素，确保项目的可行性，提高项目的可实施性。2．2线路局部方案比选2．2．1蒙根塔拉至工业园区段方案比选比较段落DK442+100～DK449+700，段落内主要控制因素为在建丹锡高速，结合速度目标值及地形情况，本段共研究了两个方案，160km/h方案（Ⅰ方案）和120km/h方案（Ⅱ方案）。160km/h方案（Ⅰ方案）：线路自方案比较起点DK442+100折向东南，采用两个1600m曲线半径，櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅跨过在建丹锡高速及其辅参考文献：［1］杨向莲．绿色循环低碳高速公路设计优化思路与方法［J］．交通企业管理，2016，31（10）：50-52．［2］老关．沪宁高速公路绿色循环低碳公路主题性建设项目入选2017年优秀能源管理案例［J］．公路交通技术，2017（5）：30-33．［3］袁雍宸，刘牧晖，方云峰，等．浅谈宁宣绿色低碳高速公路节能减排［J］．建筑工程技术与设计，2018（8）：2385，2498．OptimizationthinkingandmethodofgreencyclelowcarbonexpresswaydesignChengHuimin（ShanxiChengdaHighwaySurveyandDesignCo．，Ltd．，Taiyuan030006，China）Abstract：ThispaperintroducestheoptimizationofthegeneraldesignideasforexpresswaysinChinaanddesignsthehighwayplanning，pave-mentdesignandsubgradedesign，bridgeandculvertinterchangedesign．Thispaperintroducestheconceptofgreencyclelowcarbondesignanddiscussesindetailtheconcreteoptimaldesignschemeanddiscussestheapplicationofgreencyclelowcarbontechnologyinthehighwaysubsid-iaryengineeringinordertopromotethedevelopmentofhighwayengineeringdesigninChina．Keywords：expressway，greencyclelowcarbon，optimaldesign·851·第45卷第9期2019年3月山西建筑SHANXIAＲCHITECTUＲEVol．45No．9Mar．2019DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2019.09.086