云南西石高速公路内在美学建设

张林洪，吴华金，姚　勇，李志厚

(1.昆明理工大学 电力工程学院，云南 昆明　650500；2.云南省交通运输厅，云南 昆明　650053；3.云南西石高速公路指挥部，云南 昆明　650100；4.云南省交通规划设计研究院，云南 昆明　650000)



云南西石高速公路内在美学建设

张林洪1，吴华金2，姚勇3，李志厚4

(1.昆明理工大学 电力工程学院，云南 昆明650500；2.云南省交通运输厅，云南 昆明650053；3.云南西石高速公路指挥部，云南 昆明650100；4.云南省交通规划设计研究院，云南 昆明650000)

就云南西石高速公路内在美建设，从功能美、安全美、经济美、和谐美、持续美等方面分别进行了介绍。

；西石高速；公路美学；内在美

陆良(西桥)～石林公路是国家高速公路网G78汕头至昆明高速公路中的一段，也是国道324线、326线交汇段；是我国国道网及云南省公路网建设的主骨架之一，位于云南省陆良和石林县境内。西石高速公路是把西石一级公路改建为高速公路，对完善国家和云南省高速公路网布局、加快滇中城市经济圈建设、促进沿线旅游业发展具有重要意义。

1　美学建设

以下按照西石高速公路内在美学建设内容进行介绍，即分别就功能美、安全美、经济美、和谐美、持续美等方面的美学建设进行简叙。

1.1功能美

对于改扩建公路工程而言，既要保证改扩建以后公路满足其预定的功能，又要保证改扩建期间的交通功能要求。根据交通量预测结果，西石高速公路末年(2035年)交通量为：47 689 辆/d，根据对全线运行车速分析和综合研究分析确定西石公路改建方案采用《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)高速公路设计速度100 km/h、路基宽26 m标准进行改建即可满足社会经济发展对西石高速公路的交通要求。为满足改扩建期间的交通要求，先修建平行的三级路，然后再进行改扩建施工。

1.2安全美

公路安全包括施工期间的安全和运营期间的安全。对于改扩建公路工程来说，既要保证公路改扩建期间的安全，也要保证今后运营期间的安全。

1.2.1施工安全

路线在施工过程中严格执行《公路施工安全技术规程》(JTJ 076-95)，其他一些施工中的安全特色措施如下：

1) 在通道或上跨桥梁的施工中，由于施工支架和施工防护等临时工程或设施会影响到车辆通行的净空(车辆的高度和宽度)，为了保证施工人员、设备和运行车辆的安全，在受影响净空之前设置一个临时限制框架并辅以高度、宽度、速度限制警示牌，警示、提醒或限制超宽、超高车辆的通行，避免造成安全事故，如图1。

图1　受限框架及其限制说明

2) 由于施工会占用改建工程的行车道，为了运行车辆与施工之间不互相影响，采用隔离墩、锥形桶、隔离版、沙袋等进行隔离，如图2。

图2　施工区与运行道路的隔离

3) 进行施工安全标志、警示标志和道路禁止、走向标志等的标示，如图3。

1.2.2运营安全

由于原一级公路沿线村镇密集，平交道口较多，安全隐患大，限制了行车的安全、快捷运行。通过项目改扩建，采取有效措施保证公路设施自身的安全、运行车辆和人员的安全。具体措施如下：

1) 平面采取以曲线为主的布线方式(平曲线占总线长的49.86%)，平曲线半径均在510～9 000 m之间，相邻平曲线半径之比控制在1∶2以内，反向相接的两平曲线间直线长度足够。

2) 路线最小偏角为2°56′33″，最小平曲线长度亦满足20 s行车距离。

3) 在部分受限路段纵坡较大(i≥3.0%)，坡长较长(L≥500 m)，均设置了较大竖曲线半径，从计算车辆运营速度时纵坡折算角度考虑，实际陡坡路段较短。

4) 对平曲线内侧设置的人工构造物，或挖方边坡妨碍视线，或中间带设置防眩设施时，均对视

图3　安全警示和道路指引

距进行了检查和验算，并通过调节构筑物、设置交通安全设施和调整线形来保证视距。

5) 设置公路监控系统。预防可能发生的交通事件、事故和阻塞，并防止交通事故对路网交通产生更大的影响。监控设施的配置水平为A21级别，外场设备的配置规模为A2级。

6) 西石公路改扩建时路基抬高了3 m，在路堑段的路面高程也抬高了3 m，就会在道路两旁与原路堑边坡之间形成下一个凹形坑槽。为此，在这个凹形坑槽中填入土料，不设置防撞护栏，既节约，又减小了凹形坑槽造成的“危险”，还可以作为道路的绿化区，既安全又美观，见图4。

7) 在危险路段设置红色路面。在纵坡较大、急弯或者两者的组合路段较为危险，利用红色路面可刺激、提醒驾驶员注意车辆运行速度、集中精力驾驶，见图5。

图4　利用路堑路面抬升形成路侧的凹形空间填土绿化美化

图5　危险路段采用红色路面刺激、提醒驾乘人员

8) 避免平行近距离公路的相互影响。当两平行公路较近，而且不位于同一个高程时，在较高的公路路肩挡墙顶构建防撞墙，以免较高公路发生交通事故时影响较低公路的运行，或者引发更严重的交通事故；同时采用防撞墙，还可避免车灯眩光的相互影响，如图6。

图6　近距离平行公路较高台公路路肩采用防撞墙

1.3经济美

经济美包括建设投资较省，运行维护管理费用低，社会经济效益好。

1) 西石高速公路具有较好的社会经济效益。西石高速公路是云南省重要经济干线，与中、东部发达省份连接的纽带之一。昆明至石林及陆良(西桥)至召夸高速公路已建成通车，汕头至昆明高速公路贵州省板坝至江底段高速公路已建成通车，西石公路项目一级改高速对完善国家高速公路网、云南省公路网络布局、打造出省快速通道具有重要的作用。

2) 促进当地旅游资源开发和区域经济发展。沿途的彩色沙林、石林国家地质公园已享誉国内外，该公路是云南省重要旅游干线，也是一条连接两省、促进我国西南经济发展的大动脉，开发西部的重要经济旅游干线。

3) 推进滇中城市经济圈建设。西石高速公路的建设对滇中城市经济圈的建设，具有提高物流运输效率、带动沿线经济发展的作用。

4) 西石公路充分利用老路路基、路面，降低工程投资。

5) 充分利用当地材料。公路经过地区的石料丰富，利用公路施工开挖中产生和附近的石料作为筑路材料、服务区场地的填料、混凝土结构的骨料等等，节约成本和加快施工进度。

6) 避让重要或经济价值高的建构筑物、厂矿等。在道路布线和相关结构、设施位置选择时，先查清沿线的工农业情况及其分布位置，如北大村立交原先布置在2个石灰窑的位置(见图7)，窑主提出的搬迁费达5 000万元，还有其他费用。后经过业主和设计单位的调研，把立交位置适当前移，避免了石灰窑搬迁费用的发生，还缩短了建设工期。

图7　立交设计避让的石灰窑

7) 废弃物(如弃料、弃渣)的利用。西石公路建设需要开挖坡体，除了尽量考虑填挖平衡外，多余的土石料合理利用也是一种节约方式。如上行线左侧有一个天然洼地，附近多余的路堑挖方土石填入该天然洼地，一是平整了土地，方便利用(用作绿化、育苗基地)；二是解决了多余的废弃土石方的堆放问题；三是限制了高填方路基的侧向变形，见图8。

图8　利用废方填凹为平

8) 通道、排水沟(涵)合并，可以提高通道或沟渠(涵)的利用率，见图9。在公路部分的涵洞或通道，一边建人行通道，另一边建排水沟渠。

图9　通道与排水沟(涵)合并

1.4和谐美

和谐美包括工程与社会的和谐、工程与自然环境的协调两个方面。又可进一步分为减少对沿线群众生产生活产生的影响，且他们受到的不利影响能得到合理满意的补偿；以及减少工程对自然资源和自然环境的影响，且受到的影响能得到恢复。具体的一些做法如下。

1.4.1与沿线社会经济发展相协调

在西石公路规划设计中征求地方政府意见，使公路与地方城镇建设规划密切配合。设计中考虑了沿线乡镇发展情况，做到既满足沿线周围群众生产、生活的需要和地方经济发展要求，对路线交叉的设置兼顾考虑了合并和预留，路线设置了必须的互通式立交、通道，以满足沿线通行要求。在取、弃土前与地方政府和当地群众签定协议。在条件可能的前提下，对拆迁的民房尽量与新农村建设结合。

由于西石高速占用原国道G324线老路，恢复了原国道老路，重新修建辅道，辅道根据沿线城镇布局，采用三级公路标准，设计速度30 km/h，路基宽7.5 m。

做好施工期间的宣传工作。一是安抚驾乘人员；二是安抚改扩建道路周边的居民群众。图10为一施工期间较好的宣传口号“短暂的不便、永久的畅通”，并做好改扩建施工期间的道路疏导和道路指引工作。

图10　改扩建期间的宣传与安抚

1.4.2保护耕地

沿线占地以水田、旱地、林地、经济林地为主，其次为荒草地及经济作物，建筑用地主要为宅基地。料场场地的选择占用独立的荒山，尽量不占用耕地，不拆迁为原则。弃土场设置尽量不占用耕地特别是农田。工程征用耕地影响采取以下减缓措施：

1) 减少工程占用耕地。结合实际，采用设置路肩墙、护肩、路堤墙、坡脚矮墙等收坡，控制坡口、坡脚或排水沟、截水沟与公路用地间的距离，以减小公路用地。见图11、图12。

图11　减小占地的路肩墙形式的路基

图12　坡脚矮墙减小路堑占地

2) 基本农田补偿方案。西石高速公路区内经过路段基本农田，由地方政府划拨一般农田作为占用基本农田的补偿。

3) 取弃土场影响减缓措施。施工弃渣及弃物运到线外指定地点堆放，弃土场坡脚设置拦渣墙，减小征用土地。

4) 临时用地影响减缓措施。施工临时用地中，施工便道尽量利用现有道路进行扩建，路基施工纵向便道选择靠路基坡脚设置，与公路用地界共用边界，或在路基红线范围内修建施工便道，减少施工临时占地。

1.4.3水利设施保护措施

对于横穿公路的农田水利设施，根据其与路线设计标高的关系，采取上跨或设涵跨越的方式给予保护和恢复(见图13)。

图13　恢复建设中的输水沟渠

1.4.4地方道路通行阻隔减缓措施

在进行公路改扩建前，先恢复沿线的地方交通，建一条三级路，在改扩建期间作为交通分流通道，以后作为地方交通道路、高速公路的集散车道、应急车道等，见图14。

图14　恢复三级公路

由于公路建设切断地方道路的，视其标高允许的情况采用主线上跨分离式的方式保证其横向跨越通行功能；对于标高不满足净空要求的，对其进行适当归并后进行改移，选择适当的位置进行跨越或下穿通过。对平行的原道路必须恢复，并尽量把施工便道与以后的高速路两旁的乡村道路结合，便于临时施工便道的永久利用，如图15。

图15　建设和恢复高速公路周边的路网

1.4.5水环境保护

1) 避让。

为了保护沿线的水库——阿玉林水库和石林国家地质公园，采用绕避的方案进行。方案比较(见图16)：K线方案沿阿玉林水库西北侧布线，A线方案沿阿玉林水库东南侧布线。A线方案路线里程较K线方案缩短0.781 26 km，K线方案距石林国家地质公园相对较远，对其影响较小，最终推荐采用K线方案。

图16　A线与K线方案的比较图

2) 施工期水污染防治措施。

① 施工物料，包括沥青、油类、漆料等化学物品不得堆置于河流、沟渠附近，须备有够遮盖的防雨布等，防止物料在雨天随雨水进入水体。

② 路基施工前，先修边沟，防止泥水直接流入河流、水渠或农田中，修建临时性沟渠；在有雨水及地面迳流处开挖路基时，应设置临时性沉淀池，使泥沙沉淀，在沉淀池出水的一侧设土工布围栏，再次拦截泥沙。当路基建成，过水涵洞铺设完毕后，推平沉淀池。

③ 沿河流路段和桥基施工时，所产生的弃渣及其废弃物必须运到指定地点，不允许向河流及沟渠中倾倒，以保护水质。

④ 为避免污染居民生活用水，施工时严禁向沿线所经河流内倾倒生活垃圾。施工期的生活污水和生活垃圾设置污水处理站和生活垃圾堆放站，定期处理。

3) 营运期水污染防治措施。

施工养护部门定期清理排水系统，对收费站的排放系统进行清理。并对沿线水库及路表雨水采取以下防水污染措施：

① 公路对唯一经过的阿玉林水库采取以下保护措施：一是绕避水库，避免从水库上面和近距离经过；二是采取收集桥面、路面雨水，并进行集中净化后再排入水库附近的地表沟渠。

② 路基路面的雨水通过引水沟将路基排水引到天然沟渠中，避免冲毁农田，保证不污染环境；公路建设需要时，适当改移沟渠，保证其原有功能。路肩墙路段为避免路面水直接排放到道路两侧的河沟、田地，设置了路表集水沟，收集处理后才能排放到道路两侧的天然沟渠中，如图17。

图17　路侧集水沟收集路表水

1.4.6水土保护

由于项目区水土流失较为严重，且主要以水力侵蚀为主，因此公路设计中以减小水流冲刷为主要设计对策，通过工程措施和植物措施进行水土保持。主要措施有：

1) 设置完善的排水系统，避免水流冲刷边坡。通过设置截水沟、边沟、排水沟拦截山坡来水、坡面和路基积水，引入沿线自然沟渠，减小开挖面的冲刷。

2) 在路基施工前应先修建排水系统，减小施工过程中的水土流失。

3) 对路基边坡设置挡墙、护面墙、锚索、框格梁等措施进行加固，避免边坡坍塌引起水土流失；加强路基横纵向的排水，减少冲刷在建边坡。路基边坡施工完，尽快恢复植被。

4) 弃土场设置在公路沿线地质条件较好、汇水面积相对较小的山谷或天然沟道中，弃土完毕后，坡面尽快种树植草，恢复植被。对弃土场设置拦渣，减小弃方水土流失。

5) 对路基、弃土场、临时占用的土地均采用表土剥离并采用编织袋装置堆放，用于路基边坡、中分带及其它需要绿化地带的培土；或用于弃土场及其它临时工程占地的复垦和绿化。或将原有地表层耕作的熟土推至临时弃土场堆放，待施工完毕后，再将这些熟土用作恢复土地的原有表层，以利今后耕作或植被恢复。

6) 对边坡进行绿化，利用植物根系固土减小水土流失。

1.4.7环境空气质量保护措施

1) 施工进出场车辆和取土场的道路路面保持湿润，并铺设竹芭、草抱等，以减少汽车经过和风吹引起的扬尘。

2) 施工单位配置一定数量的洒水车，对未铺筑的临时道路、施工便道和堆料场进行洒水，以减少扬尘。

3) 易扬灰的堆料场，尽量选在敏感点的下风方向，采取防风遮盖措施，以减少扬尘。

4) 水泥、砂和石灰等散装物料的运输，采取防风遮盖或灌装车运输等措施，以减少扬尘。

1.4.8生态环境保护措施

1) 对地表植被影响的减缓措施。

① 施工期植被保护措施。进行合理的施工工序规划，尽量减少临时占地面积，缩短使用时间，使用后及时恢复土地原有功能和原有植被。路基施工前，对路基范围内的树木进行集中移植，公路绿化期间重新移回栽植，不减少原有植被数量。

在石林地区修建公路，岩石边坡要进行生态植被的恢复需要土壤和肥料，可采用植生袋技术进行植物恢复，见图18。石林地区的土壤为红土，较为贫瘠，也采用植生袋在红土表面进行植物的恢复，如图19。

图18　用植生袋技术进行开挖岩石的生态恢复

② 减少取、弃土场破坏植被面积。弃土场坡脚设置拦渣墙，直接减小破坏植被面积。对弃土场中的弃土，按设计要求进行碾压，以减小破坏植被面积。弃土前将原有地表层耕作的熟土推至一旁堆放，待施工完毕后，再将这些熟土覆盖弃土恢复原有表层，进行复耕或绿化恢复植被。在立交附近，选择已经征用的内环匝道区域或三角区进行弃土，减小弃土场的植被破坏面积。

③ 尽量减少临时植被破坏。在有条件的提前下，施工、管理用房租用当地的民房，以减少临时植被破坏。

2) 绿化、护坡工程。

① 边坡生态恢复。根据每个段落适用的植物按美学设计要求的不同，合理选用植物品种及植物配比方案，尽可能构建层次丰富的复合型植物群落，兼顾边坡绿化的近期、中期和远期效果。同时选用能体现季相变化的植物，使之达到四季常绿、三季有花、和谐自然，顺向演替的效果。

② 路侧美化绿化。路侧在全线用地范围许可的条件下酌情栽植，路侧净空充裕以及沿线周围景观不美的路段可种植乔木行道树，沿线周围景色较好的路段路侧均以矮灌及花卉进行点缀，绿化尽量利用当地植物进行。

通过设置公路两侧绿化带和沿线本身原有的美景，使美学环境利用及再造、防尘、隔声等相结合形成综合性的美学环境。在公路用地范围内通过种植不同种类的植物及原有美景，形成一条具有不同地形地貌、工程、植物、文化等美学元素组合及形式多样的公路。

③ 中央分隔带美化绿化。根据本段公路冬季温度较低、雨季集中、蒸发量大的特点，中央分隔带植物树种选择具有经济实效，能露地越冬、感观美，施工成本低、养护费用少、生长速度慢、对土壤要求不高、易成活，耐旱耐寒、抗废气污染、寿命长等特点的树种，采用绿篱式与间植式相结合的种植方式。

④ 立交区美化绿化设计。结合本项目特点，立交区的美学设计在不影响交通安全的前提下，通过诱导栽植、标志性栽植和明暗过渡栽植，打造“三季花开、四季常绿”的美学效果。

1.4.9美学环境保护

在西石高速公路设计及施工时采取了以下美学环境保护措施：

1) 选线尽量顺应地形的起伏变化，做到公路与周围美景相协调，减少填挖方量，避免对原有地形、地貌和农田及其水利设施的破坏。

2) 通过优化线位，路线尽量远离村庄、学校等声环境和大气环境敏感点。

3) 路基设计结合工点的自然条件和工程地质条件，选择合适的路基横断面形式和边坡坡度，最大限度地保护美学环境。对陡坡上的半填半挖路基，采用护肩、挡土墙等措施减少对环境的扰动面积。挖方边坡在保证稳定性的前提下，采取工程措施和植物措施相结合的方式最大限度地恢复和保护环境。

4) 采用集中取土、弃土，所有的取、弃土场设置在线外，部分废方集中填平路线两边低凹处或弃入山谷。取、弃土时根据地方规划进行绿化或还耕。

5) 路堑边坡整形与自然边坡浑然一体，使公路如同自然环境中诞生的一样，见图20。

图20　路堑边坡与天然边坡浑然一体

6) 充分利用石林地区光照较好的条件，采用太阳能作为西石公路设施的供电，减少能源消耗。图21为利用天阳能作为监控设备的动能。

图21　太阳能供电的监控装置

1.4.10石林美景的保护措施

在石林美景区域范围内主要采取了以下保护措施：

1) 避让。绝对避开石林“核心区”；在外围区，保护石林美景集中、奇异、珍贵的美景，公路线路尽量走无石林美景区，在无法避让一些石林美景时，路线选择走石林美景平淡、稀少的地段，如图22。

2) 石林地区的岩层产状为缓倾角，且岩石强度较高，边坡较稳定，路堑边坡采用较陡或垂直的边坡开挖，以减小公路施工对石林美景的影响，如图23。

图22　避让石林美景

图23　直立开挖

3) 保留，由于地质美景，需要成千上万年的地质作用才能形成，在道路开挖施工过程中，可能会揭露或开挖出一些美观的石头等，很是珍贵，在修建公路时要尽量保留。对于具有一定美学观赏价值的石头，可用作沿途的艺术观赏石、小品原料。为此，保留方法有2种：一是可以移动的异地保留，如图24；另一种是生根的(与下部或侧面岩体连接的)，且不影响公路布设和不影响安全行车的，则原位保留，如图25。

图24　移位保留

图25　原位保留

4) 恢复。道路施工可能会破坏或影响用地范围及其周边的石林美景，可以采用彩色混凝土或砂浆等对受到破坏和影响的石林美景的颜色、肤理进行修复，方法可以采取喷射、重塑的方法，并对一些天然不稳定的美景石块进行稳定处理。

1.5持续美

可持续发展要求能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。主要包括社会可持续发展，生态可持续发展，经济可持续发展。可持续发展具有以下原则：公平性原则、可持续性原则、和谐性原则、需求性原则、高效性原则、阶跃性原则。

西石高速是连接祖国西南边陲的云南与内地和东部发达省份的交通道路，可以带动经济社会较为落后的云南与内地和东部沿海省份的协同发展。同时西石高速也是我国通往东南亚、南亚的交通道路，可以带动我国及其东南亚、南亚的协调发展。不论是国内不同地区的协调发展，还是我国与东南亚、南亚的协调发展都是横向公平性的一种体现。西石高速的修建不但为云南省及其沿线周边的经济社会发展提供了交通的便利，而且也为子孙后代的经济社会发展提供了道路交通条件，这也体现了代际之间的公平性和发展的可持续性。

西石高速在设计和施工中，注意对耕地、环境、自然资源和植被的保护，注意改善由于公路的修建对公路两侧社会联系的隔断以及给沿线居民带来的生产生活方面的不变。如采用路肩墙、坡脚矮墙等减少公路占地；采用集中取弃土，并对取弃土场进行熟土覆盖复耕；对水污染、空气污染采取防治措施，进行水土保持等工作；对水源进行绕道保护，对路面桥面雨水进行集中处治等水环境采取保

护措施；对植被进行移植保护和临时用地植被恢复等措施保护植被；整条公路没有出现压矿现象的矿产保护措施；在高速公路对当地居民产生隔离及对相关设施的影响时提供了道路的恢复和两侧的联络通道，也为今后社会发展提供了交通发展的预留口。不但为当代人也为后代人保护了土地、矿产、植被和环境，体现了代际间公平，保证了社会和自然的可持续性发展。

为了公路使用者、管理经营者与沿线居民的和谐，占用的土地和其他资源、设施等进行了合理的补偿和恢复，同时为当地居民使用公路提供了合理的交通联络道，并提供了农产品销售场地。

西石高速公路的修建，不但为货物运输和人员的安全、高效、快捷流动提供了便利条件，也为信息的交流提供了方便，这些定将会促进云南及其沿线经济社会的快速发展，促进工农业产品的交流及价格的提升，进一步促进云南人民及其沿线居民生活水平的提高，带动各方面事业的发展，体现了高效性。对云南省脱贫致富奔小康跟上我国社会经济的快速发展提供条件，也就体现了可持续的阶跃性原则。

2　结语

通过西石高速公路的美学建设总结，公路美学建设首先是追求公路的内在美(功能美、安全美、经济美、和谐美、持续美)，在满足内在美的前提下，尽力满足更多更好的外在美(美感)。在公路结构、设施布设、设计和建设时，首先满足公路的功能、安全及经济要求，并与周围的社会和自然环境和谐，保证沿线社会和自然可持续发展的前提下，对结构、环境加以修饰、装饰、绿化等美化，以达到良好美感的目的。

2015-12-07

云南省交通运输厅科技项目:公路改扩建工程综合技术集成(项目编号:云教科教[2014]246号)

张林洪(1962-)，男，教授，博士，主要从事公路工程、水利水电工程、岩土工程研究。

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