依靠科技创新 建设生态环保道路
内环线浦东段、中环线浦东南段、浦东机场北通道，即“两环一道”工程，是浦东新区世博配套工程建设的重中之重，也是上海市世博配套工程的重要组成部分，对于提升浦东乃至上海市快速路网功能具有重要意义。“两环一道”相继于2007年年底开工，2010年4月初全面竣工，三项工程投资额逾250亿元，规模之大、任务之重、难度之高、时间之紧，在浦东新区市政建设史上前所未有。为又好又快完成工程建设，同时践行“资源节约型，环境友好型”的道路建设理念，作为项目建设管理单位，上海浦东工程建设管理有限公司（下称浦东建管公司）始终以高度的历史责任感和使命感，依靠科技创新和产学研结合，牵头与各高校及科研机构开展了一系列科技攻关和技术创新工作，以此作为建设精品工程的重要保障。
针对工程的关键技术和难题，浦东建管公司对“两环一道”分别进行立项研究，推广应用新材料、新技术、新工艺、新设备，申请了市科技发展基金科研课题，共获得市科委总科研经费达380万元。中环线的《生态型城市道路系统建设和智能管理的关键技术研究与工程示范》课题主要从符合生态环保要求的道路和附属设施材料，以及提高运营效率、降低交通拥挤的智能交通技术等方面进行深入研究。北通道的《节能减排综合技术在道路工程中的运用研究》课题主要研究道路工程建设中废旧材料的多途径、大规模的综合利用，形成优化、集成化的节能减排技术，降低能量消耗和污染物排放；内环线的《城市快速路结构与交通安全保障综合技术研究与工程示范》课题以“道路安全”为中心，研究如何提高工程结构的自身安全和保障使用者的安全。目前，“两环一道”课题的研究成果已在工程中得到成功应用，工程的科技含量和投资效益得以提高，浦东建管公司在通过科技创新推动道路建设技术的进步和提高浦东新区道路建设水平方面作出了应有的贡献。
“两环一道”科研课题结合了工程的实际特点和难点，每个课题具有不同的侧重点，但都以建设生态环保道路，促进城市可持续发展和创建和谐城市人居环境为出发点，将其概括为“节能”、“降耗”、“减排”、“减灾”四个方面，即节约能源、降低消耗、减少“三废”排放量和提高安全性减少灾害。下面将以实际应用范例，就这四个方面逐一作简要介绍。
节能
道路建设过程中要消耗大量能源，主要集中于水泥、沥青等材料的开采、生产过程。“两环一道”从道路材料生产环节着手，贯彻“节能”理念。
温拌沥青节约能源
世博配套工程沥青大摊铺的施工高峰期集中于秋、冬两季，为了既能充分利用冬季时间进行摊铺，又不影响施工质量，本次沥青大摊铺引进了温拌沥青技术。
温拌沥青技术是指通过外加添加剂等措施，使沥青混合料在较低的温度下，获得不亚于热拌沥青混合料性能的路面。温拌沥青的拌合温度为100℃-120℃，摊铺和压实路面的温度为80-90℃，比热拌沥青混合料分别降低了20℃－30℃，在施工时可节省20%-30%的加热燃油，生产1吨沥青需要消耗约7kg的燃油，即相当于每吨温拌沥青约节省1.5-2kg燃油，同时因沥青拌和及裹覆难度下降，拌和能耗和机械损耗也相应下降。
北通道焚烧炉渣集料用于道路垫层
浦东御桥垃圾焚烧厂每天产生大量的生活垃圾焚烧炉渣，这些炉渣废料若加以合理利用，则能够逐步转化为资源性材料。北通道课题组根据焚烧炉渣的材料特性，将粗粒径焚烧炉渣重新筛分，选择较大粒径规格的集料经过处理后，分别在17标和20标铺筑了道路垫层试验段，替代原设计的20cm级配碎石。
碎石在开采过程中需要消耗大量的能源，每吨碎石需要大约58mj的能耗。北通道采用焚烧炉渣集料替代级配碎石的措施，节约了40%以上的能耗，在促进道路建设消纳焚烧炉渣等工业废料、节约能源方面开辟了一条新的途径。
北通道建立节能减排指标体系
根据统计资料显示，生产1吨石灰需要消耗0.3吨的标准煤，生产1吨水泥需要消耗0.25吨标准煤。“两环一道”在工程建设中较为广泛地应用废弃混凝土、再生混凝土、再生沥青、炉渣集料等材料，节省了近万吨道路建材，节约了大量的能源消耗。
为了更好地指导废弃材料在道路工程中的应用和衡量利用再生材料代替原始材料的节能减排效果，北通道课题研究组在生命周期能耗和排放计算模型的基础上通过数据搜集和现场测试，获得能耗和污染物排放模型的基本数据库，以开发道路工程能耗和排放信息与分析系统软件，建立道路工程中能量消耗和污染物排放的分析计算模型，为道路工程的节能理念提供量化方法，为这些技术和工艺的推广提供理论支持，也为政府的决策部门提供依据。目前北通道已基本建成，该项指标体系研究正处于数据库资料收集整理阶段。
降耗
一面是道路建设材料供应短缺问题，另一方面是大量废旧材料的处理压力，其中有些废料就是直接由道路建设引起的，而解决这一困境的最佳方案，是促进废旧材料的回收利用，将废旧材料经技术处理后用于道路建设，可在解决废料处置问题的同时缓解原材料供应不足的问题。“两环一道”工程规模浩大，在通过技术创新变废为宝，倡导“降耗”理念，减少道路建筑材料的消耗方面为社会作出了应有的贡献。
内环线南浦大桥引桥顶 升为内环线主线
根据上海市道路交通规划，内环线主线高架需与南浦大桥相连接。在内环线主线高架与南浦大桥的连接处，面对南浦大桥原长198.5米的九跨引桥（东方路-环龙路），摆在人们面前的只有两个选择：或者将其拆除重新建设，或者将其顶升后利用为内环线主线。
引桥顶升方案当然是最佳的选择，不仅能避免产生大量建筑垃圾、减少对新的建筑材料的消耗，而且缩短宝贵工期，同时最大限度地降低施工对周边交通影响。然而南浦大桥顶升的技术难度和施工风险是前所未有的，该引桥桥面总重10000吨，面积4982平方米，顶升最高处达5.782米，而目前国内的顶升最大高度是4.1米。经过数十次方案评审，顶升方案终于最终出台，周密详实的风险控制方案确保顶升误差精度始终控制在2毫米之内。南浦大桥引桥顶升不仅创造国内桥梁顶升的单体重量和顶升高度两项记录，而且还首次在同项工程中同时应用单独顶升、同步连续顶升、调坡顶升三种高难度技术。
根据统计，因采用顶升方案，原南浦大桥引桥的利用率达到了98%，直接节省建设成本1000万元，减少了3000立方米、近7500吨的建筑材料消耗。
中环线箱梁支架地坪 再利用为道路垫层
中环线在搭设箱梁支架时，按照可再利用的标准，铺筑了15cm砾石砂+15cm混凝土的支架地坪，并在砾石砂层设置了完善的纵、横向排水盲沟系统。在支架落架、地面道路施工展开后，支架地坪就可直接利用为道路垫层。为了保证质量合格，中环线课题组在实施前对路床强度和排水盲沟效果进行了严格检测，据此决定是否利用该段的支架地坪。
经过质量检测，中环线6个标段全长6.5km的支架地坪得到再利用，该项创新技术使中环线减少废弃混凝土约4.6万立方米，节约道路填筑材料约9万吨，全线垫层混凝土量的40%得到再利用，大大缓解了城市渣土管理压力，并勿需重新铺筑道路垫层因而工期大为缩短，降低造价，有力地推动节约降耗型道路建设。
减排
道路建设和运营中会产生大量的废品、废气、废水，在上面的篇章中就如何对废品——建筑垃圾进行治理已做了较多阐述，本篇章主要介绍如何对废气——道路建设中的废气和运营中的汽车尾气、废水——被污染了的雨水进行治理利用。
温拌沥青减少废气排放
沥青在生产过程中的温室气体排放量非常惊人，施工过程中还会产生大量对人体有害的浓烟。由于沥青烟在140℃以上时急剧增加，因此温度上限在130℃的温拌沥青有效避免了沥青烟的产生。根据国家环境保护部的检测数据表明，温拌沥青可减少56%的co2排放量,而摊铺时产生的含有大量致癌物质的“沥青烟”，能减少达80%，大大降低了沥青生产及施工过程对环境的破坏和对施工人员的健康危害。
“吸毒”路面分解汽车尾气
城市汽车排放的尾气，是空气最大的污染源，一辆轿车每年排出的有害废气约是轿车自重的三倍。针对如何降低汽车尾气所含污染物的社会关注热点，中环线课题研究组从道路建设角度出发，对路面材料进行技术攻关，在中环线罗山路段开辟了“分解汽车尾气的路面材料与施工技术”试验段，探索机动车外治理汽车尾气的新方法。
该项技术的原理是在路面中添加主要成分为二氧化钛的纳米材料，对路面进行改性处理。二氧化钛纳米材料是具有光催化功能的光半导体材料,在太阳光等光源中的紫外线的照射下，可产生游离电子及空穴,“变身”催化剂，具有很强的光催化氧化还原能力。汽车尾气中的二氧化氮、一氧化碳等有害物质就在催化作用下，转化为无害的水、二氧化碳和盐等物质。转化过程不需要其他化学助剂，反应条件温和，不会产生二次污染。根据数据显示，该路面材料可分解约45%的汽车废气。
二氧化钛在转化过程中并不直接参与氧化还原反应,而只是作为化学反应所必须的媒介,因此本身的催化能力并不随时间而消耗衰减,而且即使路灯灯光、汽车灯光等较弱光源下也能发挥其功能,所以在罗山路段的“分解汽车尾气路面”理论上可在任何情况下持续地处理和净化有害气体。
路表污水处理利用
道路路表雨水径流由于受到汽车尾气、轮胎磨损产生的橡胶粉、车辆油污、绿化杀虫剂等的污染，若直接进入水体，势必对城市水环境构成威胁，另一方面，道路的路面养护和绿化养护也需要大量的水资源。中环线针对此课题开展了雨水径流的生态化处理与回用技术的研究，并在罗山路段开辟试验段。试验段将路表降水收集储蓄起来进行生态化处理，以供晴天浇灌道路绿化，既解决了路表径流的污染问题，又实现了道路系统内部的用水自给，是循环利用技术在道路交通系统中的重要实践。
减灾
“两环一道”从工程自身的结构安全和工程使用者的人身安全两个方面出发，开展道路安全技术研究，让城市快速路在给人们带来便捷生活的同时，也多一份安全保障。
内环线减隔震支座
相对整个桥梁的造价和体积而言,支座只占很小的比例。但支座处在高架上部结构与立柱相连的部位，其性能直接关乎整座桥梁的寿命和安全性。
桥梁的抗震功能，不仅出于自身结构安全的需要，而且作为运输生命线，对于震后救灾与城市功能的恢复具有重要意义。内环线从支座着手，首次在上海高架桥梁中引入减隔震支座，共有五联箱梁全部安装减隔震支座。在地震过程中，具有极强弹塑性能的减隔震支座将起到类似于“丢卒保帅”的作用，通过自身被挤压变形来消耗散尽地震能量，保护桥梁结构，经济合理地减少地震灾害的损失。
排水路面提高行车安全性
恶劣的气候条件容易诱发交通事故，其中以降雨对交通事故的影响最大。降雨后，路面抗滑能力降低，同时会产生水漂、溅水、水雾，致使机动车出现制动效果变差、转向不灵、侧滑等问题。根据日本一项调查研究发现，高速公路雨天事故率是晴天事故率的9倍。
中环线、北通道在全国首次大规模应用排水降噪沥青路面，能够有效地解决雨天的行车安全问题。雨水落在排水路面上，能够迅速通过开级配沥青混合料面层的大空隙透入到排水功能层，并通过层内横向排出，消除路面水膜，防止了水漂、水雾等现象，行车安全性大为增加。雨天行驶在中环线、北通道干爽的路面上，车轮能够紧紧地“抓住”路面而不滑溜，驾驶人也不必再为前车的水雾而烦恼，可以安全地、心情愉快地行车。
文/ 上海浦东工程建设管理有限公司 孙 颖
