新理念设计在绥满高速公路中的运用

吕 婧

(内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010010)

绥满国道主干线阿荣旗(黑蒙界)至博克图段高速是国家高速公路网中的“第一横”，也是内蒙古自治区“三横九纵、十二出口”干线公路的重要组成部分，是交通运输部第三批公路勘察设计典型示范工程项目之一。本项目第二合同段基本沿旧国道301线南侧布设，起点位于呼伦贝尔市阿荣旗查巴奇西北约3.5km处，桩号为K75+000。终点位于博克图，桩号为K161+369.304，路线全长86.032km。全线采用双向四车道高速公路技术标准，设计行车速度100km/h，整体式路基宽26.0m，汽车荷载等级为公路-Ⅰ级。

该高速公路位于内蒙古呼伦贝尔市境内大兴安岭林区，沿线草高林密，地表植被良好，分布有林海、草原、山峦、河流、湖泊，景观优美，景观元素丰富，层次分明，具有浓郁的地域特色。设计过程中需重点解决以下几个问题：节约用地、少占林地、保护环境及景观设计是本项目需要重点考虑的问题；路线基本沿旧国道301及阿伦河河岸布设，多次跨越阿伦河，桥涵构造物偏多；在经过低洼地段和山间阴坡时，存在大量的岛状冻土、涎流冰、湿软地基等不良地质；区域降雨量较大，排水防护要求高；严寒地区，极端最低气温-39.8℃，对路面结构层的抗冻性能要求较高。

以上多种因素造成该项目设计复杂，难度大，常规的设计思维方式已经不能满足项目的要求，必须采用创新的理念设计。

1 新理念设计

针对以上问题，设计之初即提出了充分采用“新理念”设计，建设一条“人与自然和谐发展的生态环保高速公路”的总体目标，以及“保护自然、回归自然、融入自然、享受自然”的建设思路。尊重地区特性、使公路管融入自然，最大限度体现大兴安岭和呼伦贝尔草原的地域特色，保持原有自然风貌，不留人为雕琢痕迹。

1.1 路线设计

在路线设计过程中，贯彻执行“公路建设与环境保护并举，公路发展与自然环境和谐”的新理念，采用“势”的理念。路线设计尽量降低路基高度，节省占地，避免大填大挖对环境产生破坏，同时尽量避绕湿软地基、涎流冰、岛状冻土等不良地质。由于设计过程中始终把握新理念，公路建成后路线线形与自然环境相吻合、相连贯，平滑平顺，自然流畅，极目远眺，路与草原蓝天相连，给人心旷神怡的视觉效果。

1.2 绿化设计

按照“不破坏就是最大的保护原则”新理念，路基防护以植物防护为主，摒弃园林绿化手法，防止水土流失。充分利用本项目第一合同段科研课题《大兴安岭高寒冻融地区路堑边坡生态修复技术研究与示范》的最新研究成果，选取本地植物和适应当地环境的植物作为绿化物种，保证了物种的本土化和多样化，提高了公路绿化的生态效益和景观效果。

1.3 路基路面设计

根据区域气候及路基填料的特点，结合典型示范工程的要求，确立“简约实用”的建设理念，经多方论证，因地制宜确定设计方案。设计中明确垫层材料的含泥量、最大粒径等原材料要求及施工工艺，上、中面层用沥青采用A级90号道路石油沥青，基层顶面不设改性乳化沥青稀浆封层，在基层顶面设一层改性乳化沥青透层，面层间设两层乳化沥青黏层。采用Superpave沥青混合料设计系统进行设计，加强路面材料料场调查，选用合适的路用材料，全线设置防冻垫层，保证路面结构层内的排水设计。公路建成后，路面平整度好，裂缝少，抗冻性能高，行车舒适，技术效果明显，经济效益良好。

1.4 桥涵设计

路线基本与阿伦河并行，两侧均为阿伦河支流，阿伦河位于大兴安岭东南麓，是嫩江右岸一级支流，内蒙古境内流域面积4 636km2，河道长度199.8km，河道常年流水，河水清澈，是项目区的主要环境敏感点。路线共跨越阿伦河7次，为充分保护阿伦河两侧湿地，在关键的环境敏感点，设计采取以桥代路的方案，第二合同段共设置大桥1 310.4m/10座、中桥617.4m/10座，小桥348.5m/17座，桥梁占比达到2.647%。同时，为减少桥梁施工对当地环境产生破坏，桥梁上部结构全部采用工厂化集中预制，基础采用钻孔灌注桩基础，所有桥梁均不设置系梁，避免基础开挖破坏湿地环境。

1.5 防护设计

在防护设计中，实现了圬工防护向植物防护为主的理念转变，除个别土质和较低路堑边坡采用自然生长外，路堑边坡全部采取挂网喷播技术防护。路堤边坡防护则直接采用撒草籽盖土方式的植物防护，使边坡与公路用地范围外的草地自然衔接。对石质路堑段落利用依托该工程的交通部西部科研项目《大兴安岭高寒冻融地区路堑边坡生态修复技术研究与示范》，全部采用挂网后进行厚层基质喷附或有机混材喷播两种防护形式，保证了石质边坡与周围环境相协调。公路建成后，边坡特别稳定，与公路用地范围外的草地自然衔接为一体，景观宜人。

1.6 排水设计

在排水设计中，实现从仅考虑排水功能到兼顾安全、美化的多种排水方式的理念转变。处理路基排水和路面排水设施时，突出的要点就是“隐”，尽量不外露，采用铺矿石、浅碟式、绿化遮挡式等，来弱化人工痕迹的处理方式。为减少圬工防护对环境的破坏，全线挖方段截水埂采取半砌或全土质截水沟型式，填方路段采取自然散排水和集中排水相结合的设计理念。由于全线挖方段截水埂采取半砌或全土质截水沟型式，既减少了圬工砌体，又达到了截水、美化路容的目的。全线挖方段路面排水采用混凝土边沟加盖板，既保证了排水顺畅，又确保了行车安全。填方路段则采取自然散排水和集中排水相结合的方式。

1.7 特殊路基设计

沿线存在岛状冻土、涎流冰、软弱土层等不良地质，均采用新理念、新工艺进行处理设计。在处理岛状冻土的设计过程中，充分利用了内蒙古交通设计研究院有限责任公司的成功经验和科研技术成果，将表面50cm范围内黏土层挖除，经过晾晒，待冻土层全部化通后抛填1.0m厚片石，然后采用强夯处理。通过强夯块片石桩对地基进行加固处理，设计强夯桩体穿透地基下部黏土层，形成块片石支撑桩，并起固结排水通道作用。公路建成后，路基稳定，未出现不均匀沉降、裂缝等病害，使用良好。涎流冰不良地质的处理技术本单位在类似地区亦处于领先地位，有成功的实践经验，设计主要采取以浅挖的路堑形式通过，挖深在2.0m左右，再辅以截水沟等其他工程措施。该技术方案具有造价低廉，实用可行的优势，路线范围内的涎流冰经过处理后，目前使用良好。

2 技术成效

2012年11月该公路顺利通过验收并通车运营，达到了交通运输部典型示范工程的质量标准和绿色生态环保的要求，成为公路勘察设计典型示范项目的一个杰出作品。2014年荣获内蒙古自治区2013年度《优秀工程勘测设计评选(工业、市政项目)壹等奖》，该项目是内蒙古自治区东北部开展的第一条典型示范工程，工程中应用的“新理念”设计，为内蒙古及东北地区后续公路建设做出了探索和示范。

根据该项目的成功设计经验，内蒙古交通设计研究院有限责任公司编写了“新理念”学习资料，内容包括设计创新、公路设计技巧、路侧宽容设计提升道路安全性能、基本农田保护、林区公路建设环境保护、特殊路基设计、建设工程征占用林地审核与费用等，为内蒙古的公路建设起到起指导性作用，为国家贯彻落实公路建设“新理念”作出巨大贡献。

通车运营以来，该公路路况一直良好，使用性能高，与沿线自然景观完全融入一体，已经成为呼伦贝尔市一道靓丽的风景线。