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摘要：针对高速公路中央分隔带绿化植物灌溉难、花费大等问题，在高速公路已有的集排水系统基础上，提出了一个节能高效的自动灌溉方案。本方案由高速公路自身集水部分、节水自动灌溉部分、组成。自身集水部分即降落于高速公路路面的雨水依次经过护坡、边沟、渗沟、沉淀池、集水箱，完成净化和收集过程，节水自动灌溉部分即埋设于中央分隔带下方的渗灌管道，并配有土壤含水量检测器进行实时监测，当植物需要时进行灌溉，若水源不充足可以直接从中央分隔带下的供水管道供给。局部供电系统通过在道路下面设压电陶瓷片发电，来为自动灌溉系统提供所需要的电能。施工简单，成本低，效果好，值得广泛推广应用。
关键词：中央分隔带；自动灌溉；压片陶瓷
【分类号】：U418.9
0 引言
二十一世纪以来，我国交通基础建设进入了蓬勃的发展期，其中高速公路建设从1988年上海至嘉定段通车到2001年的总里程达1.9公里位居世界第二，并于2012年高速公路总里程达9.6万公里一举超越美国成为世界第一[1]，这由无到有的高速公路建设无疑象征着我国在道路方面所取得了显著成就。伴随着我国基础建设实力的提高，人们的环保意识也随之提高，高速公路上的绿化越来越受到重视。中央分隔带绿化是行车过程中视线触及最多的景色，其主要目的是防眩、下部埋设管道、安全、美观等。但目前中央分隔带绿化突出存在几个问题：
1.植物成活率低，很难达到预计目的。
2.灌溉劳动强度高、难度大、费用高、不安全。
3.传统人工漫灌和洒水车式浇灌方式，不但洒水不均且易对路面造成破坏。
然而我国地大物博，高速公路的建设是必然，中央分隔带的绿化亦不可缺少。在没有新的方法替换中央分隔带的绿化之前，提高中央分隔带植物成活率、降低灌溉难度和成本成为改善高速公路绿化状况的迫切需求。在这样的背景下，我们设计了一种自动化程度高、安装方便、成本低廉且能显著提高植物成活率的中央分隔带自动化灌溉系统。
1 高速公路中央分隔带的作用及现状
1.1 中央分隔带的作用
高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路，其具有汽车专用、分车道行驶、全封闭、全立交、快速、安全、舒适等特点。JTG B01-2014公路工程技术标准中规定[2]，高速公路与一级公路必须设中间带。中间带主要包括路缘带和中央分隔带，中央分隔带宽度一般为1m～3m，中央分隔带的作用主要包括：分隔交通、诱导视线、缓解司机视觉疲劳、保障行车安全等，与之同时其对净化空气、减少污染、降低噪音、改善地温等方面有着一定的作用。[3～4]。此外中央分隔带的设计合理与否，对于路面结构的稳定性也有重要的影响，并且可作为设置公路牌、埋设管线及其他交通管理设施的场地。因而中央分隔带是高速公路路面主要附属设施之一。
1.2 中央分隔带现状
目前我国高速公路中央分隔带绿化有代表性的高速公路有广深、宁合、京密和沈大高速等。[5]
广深高速公路，由于中央分隔带宽度只有1.5m，减去两侧混凝土防撞墙之后，中央净宽只有0.7m，故只能好因地制宜，种植美人蕉、九里香、月季等花卉，不能全年常绿，秋冬季节防眩效果不理想。
宁合高速公路，中央分隔带的绿化采用常绿灌木封闭式，以女贞为树种，高度约为1.2m，株间距较密，从而形成连续不断的绿篱群体，夜间起到良好遮光作用。但由于植株过密，易枯死，且树种单一，全线无变化，易使驾驶员产生疲倦，不利于行车安全。
京密高速公路，中央分隔带以草坪为主，同时将黄杨球、云杉、松柏等点缀其间，造型美观，视野开阔，但株间距过远，防眩效果亦不理想。
沈大高速公路，沈阳至鞍山段中央分隔带的绿化设计较为成功，树种以低矮整形的园柏、灌木球为主，配合种植花灌木和草皮。树木株间距4～6m，每5km左右交换一个类型，总体设计风格统一，类型适当变化，既能起防眩遮光作用，又改善了高速公路景观。
由此可见中央分隔带的选取与建设对于高速公路的安全舒适性有着极大的影响。而其后期的维护保养工作更是不容忽视，然而据相关资料了解高速公路中央分隔带的灌溉存在着严重的问题[6]。相关案例有：
荣乌（荣成至乌海）高速滨州段中央分隔带的春灌为期25天，期间投入人力20人/天、施工车2台、8辆洒水车、两台抽水机对全线44.893Km的分隔带进行人工灌溉。这种行为不仅耗费了大量人力物力，同时影响了高速公路的正常通行与驾车安全。此外灌溉洒水对于路基路面也存在着一定的损害。因此本文提出一种高速公路中央分隔带自动灌溉系统从而解决现有的高速公路中央分隔带灌溉难的问题。[7]
2 中央分隔带自动灌溉系统
2.1 系统设计思路
高速公路本身具有集流槽、边沟、渗沟、排水管道等一系列完善的集排水设施，根据道路桥梁规范可知边沟每隔一定的距离就会有一个最低点，在这个最低点汇集集流槽所收集的道路上的多余水量，边沟最低点为可渗透结构，通过渗透，水量渗入充满碎石的渗沟中，经过简单过滤后再由地下的排水沟将水量排向自由水体中。
本系统在高速公路本身自有的集排水系统基础上，将集水管道与原有的排水管道相连，将收集到的水进行二次过滤，过滤后在重力作用下使将水流入集水箱。同时在缺水月份或少水地区借助服务区管道进行自动供水。通过埋在土壤中的湿度传感器实时监测土壤含水量，在作物缺水的情况下，自动启动水泵，利用渗灌技术直接在土体内进行灌溉，在达到自动灌溉的同时也达到了高效用水、节约成本的效果。水泵、温度传感器等的运行电源均来自于铺设于道路上的压电陶瓷片，通过过往汽车的碾压来为系统供电。
2.2 灌溉系统
高速公路具有集流槽、边沟、渗沟、排水管道等一系列完善的集排水设施，根据道路桥梁规范可知边沟每隔一定的距离就会有一个最低点，在这个最低点汇集集流槽所收集的道路上的多余水量，边沟最低点为可渗透结构，通过渗透，水量渗入充满碎石的渗沟中[8]，经过简单过滤后再由地下的排水沟将水量排向自由水体中。
本系统利用高速公路本身自有的集排水系统，将集水管道与原有的排水管道相连，将收集到的水量进行二次过滤，过滤后再利用重力作用将水送入集水箱。结构横断面图如下：
同时中央分隔带下部常埋设通讯管道，服务区水电管道等。我们可以每隔一段距离，从供水管道中开一个与水箱连接的管道，并用阀门控制。在水箱内设置水位监测器，当水箱内水位低于最低限度时，由电路控制打开阀门进行水箱供水。这样在利用中央分隔带自身功能的同时便解决了供水问题，对于少雨贫水地区中央分隔带植物的灌溉非常有利，且切实可行。结构横断面图如下：
结语
高速公路中央分隔带植物的灌溉一直都是难题，据测算，已建成的高速公路用于中央分隔带植被的养护费用几乎占高速公路总养护费用的20%。目前，我国高速公路里程已达11.2万公里 ，每年平均新增高速公路约6000公里，因此发展针对高速公路中央分隔带的集水节水自动灌溉系统已是迫在眉睫。本作品提出了一种便捷、高效、节能的中央分隔带养护方案，施工简单，具有推广价值。
参考文献
[1]边策.中国高速公路与美国高速公路发展比较研究[D].北京：北京交通大学，2012.
[2]JTG B01-2014，公路工程技術标准[S].北京：交通运输部公路局，2014.
[3]邓名飞.浅谈高速公路中央分隔带的绿化与养护[J].湖南交通科技，2011，37（4）：79-80.
[4]尹吉光，毛秀红，李妮妮，闰少波.高速公路中央分隔带绿化研究[J].山东林业科技，2003，（4）：41-43.
[5]张敏杰.高速公路中央分隔带绿化与交通安全[J].1998，（3）：33-34.
[6]席嘉宾，彭坚，杨中.中央分隔带树木的养护与管理[J].公路，2002，（3）：15-18.
[7][DB/OL]http：//www.cngaosu.com/a/2012/0327/291723.html.
[8]黄刚.高速公路中央分隔带绿化渗灌技术研究[D].济南：山东大学，2008.
关键词：中央分隔带；自动灌溉；压片陶瓷
【分类号】：U418.9
0 引言
二十一世纪以来，我国交通基础建设进入了蓬勃的发展期，其中高速公路建设从1988年上海至嘉定段通车到2001年的总里程达1.9公里位居世界第二，并于2012年高速公路总里程达9.6万公里一举超越美国成为世界第一[1]，这由无到有的高速公路建设无疑象征着我国在道路方面所取得了显著成就。伴随着我国基础建设实力的提高，人们的环保意识也随之提高，高速公路上的绿化越来越受到重视。中央分隔带绿化是行车过程中视线触及最多的景色，其主要目的是防眩、下部埋设管道、安全、美观等。但目前中央分隔带绿化突出存在几个问题：
1.植物成活率低，很难达到预计目的。
2.灌溉劳动强度高、难度大、费用高、不安全。
3.传统人工漫灌和洒水车式浇灌方式，不但洒水不均且易对路面造成破坏。
然而我国地大物博，高速公路的建设是必然，中央分隔带的绿化亦不可缺少。在没有新的方法替换中央分隔带的绿化之前，提高中央分隔带植物成活率、降低灌溉难度和成本成为改善高速公路绿化状况的迫切需求。在这样的背景下，我们设计了一种自动化程度高、安装方便、成本低廉且能显著提高植物成活率的中央分隔带自动化灌溉系统。
1 高速公路中央分隔带的作用及现状
1.1 中央分隔带的作用
高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路，其具有汽车专用、分车道行驶、全封闭、全立交、快速、安全、舒适等特点。JTG B01-2014公路工程技术标准中规定[2]，高速公路与一级公路必须设中间带。中间带主要包括路缘带和中央分隔带，中央分隔带宽度一般为1m～3m，中央分隔带的作用主要包括：分隔交通、诱导视线、缓解司机视觉疲劳、保障行车安全等，与之同时其对净化空气、减少污染、降低噪音、改善地温等方面有着一定的作用。[3～4]。此外中央分隔带的设计合理与否，对于路面结构的稳定性也有重要的影响，并且可作为设置公路牌、埋设管线及其他交通管理设施的场地。因而中央分隔带是高速公路路面主要附属设施之一。
1.2 中央分隔带现状
目前我国高速公路中央分隔带绿化有代表性的高速公路有广深、宁合、京密和沈大高速等。[5]
广深高速公路，由于中央分隔带宽度只有1.5m，减去两侧混凝土防撞墙之后，中央净宽只有0.7m，故只能好因地制宜，种植美人蕉、九里香、月季等花卉，不能全年常绿，秋冬季节防眩效果不理想。
宁合高速公路，中央分隔带的绿化采用常绿灌木封闭式，以女贞为树种，高度约为1.2m，株间距较密，从而形成连续不断的绿篱群体，夜间起到良好遮光作用。但由于植株过密，易枯死，且树种单一，全线无变化，易使驾驶员产生疲倦，不利于行车安全。
京密高速公路，中央分隔带以草坪为主，同时将黄杨球、云杉、松柏等点缀其间，造型美观，视野开阔，但株间距过远，防眩效果亦不理想。
沈大高速公路，沈阳至鞍山段中央分隔带的绿化设计较为成功，树种以低矮整形的园柏、灌木球为主，配合种植花灌木和草皮。树木株间距4～6m，每5km左右交换一个类型，总体设计风格统一，类型适当变化，既能起防眩遮光作用，又改善了高速公路景观。
由此可见中央分隔带的选取与建设对于高速公路的安全舒适性有着极大的影响。而其后期的维护保养工作更是不容忽视，然而据相关资料了解高速公路中央分隔带的灌溉存在着严重的问题[6]。相关案例有：
荣乌（荣成至乌海）高速滨州段中央分隔带的春灌为期25天，期间投入人力20人/天、施工车2台、8辆洒水车、两台抽水机对全线44.893Km的分隔带进行人工灌溉。这种行为不仅耗费了大量人力物力，同时影响了高速公路的正常通行与驾车安全。此外灌溉洒水对于路基路面也存在着一定的损害。因此本文提出一种高速公路中央分隔带自动灌溉系统从而解决现有的高速公路中央分隔带灌溉难的问题。[7]
2 中央分隔带自动灌溉系统
2.1 系统设计思路
高速公路本身具有集流槽、边沟、渗沟、排水管道等一系列完善的集排水设施，根据道路桥梁规范可知边沟每隔一定的距离就会有一个最低点，在这个最低点汇集集流槽所收集的道路上的多余水量，边沟最低点为可渗透结构，通过渗透，水量渗入充满碎石的渗沟中，经过简单过滤后再由地下的排水沟将水量排向自由水体中。
本系统在高速公路本身自有的集排水系统基础上，将集水管道与原有的排水管道相连，将收集到的水进行二次过滤，过滤后在重力作用下使将水流入集水箱。同时在缺水月份或少水地区借助服务区管道进行自动供水。通过埋在土壤中的湿度传感器实时监测土壤含水量，在作物缺水的情况下，自动启动水泵，利用渗灌技术直接在土体内进行灌溉，在达到自动灌溉的同时也达到了高效用水、节约成本的效果。水泵、温度传感器等的运行电源均来自于铺设于道路上的压电陶瓷片，通过过往汽车的碾压来为系统供电。
2.2 灌溉系统
高速公路具有集流槽、边沟、渗沟、排水管道等一系列完善的集排水设施，根据道路桥梁规范可知边沟每隔一定的距离就会有一个最低点，在这个最低点汇集集流槽所收集的道路上的多余水量，边沟最低点为可渗透结构，通过渗透，水量渗入充满碎石的渗沟中[8]，经过简单过滤后再由地下的排水沟将水量排向自由水体中。
本系统利用高速公路本身自有的集排水系统，将集水管道与原有的排水管道相连，将收集到的水量进行二次过滤，过滤后再利用重力作用将水送入集水箱。结构横断面图如下：
同时中央分隔带下部常埋设通讯管道，服务区水电管道等。我们可以每隔一段距离，从供水管道中开一个与水箱连接的管道，并用阀门控制。在水箱内设置水位监测器，当水箱内水位低于最低限度时，由电路控制打开阀门进行水箱供水。这样在利用中央分隔带自身功能的同时便解决了供水问题，对于少雨贫水地区中央分隔带植物的灌溉非常有利，且切实可行。结构横断面图如下：
结语
高速公路中央分隔带植物的灌溉一直都是难题，据测算，已建成的高速公路用于中央分隔带植被的养护费用几乎占高速公路总养护费用的20%。目前，我国高速公路里程已达11.2万公里 ，每年平均新增高速公路约6000公里，因此发展针对高速公路中央分隔带的集水节水自动灌溉系统已是迫在眉睫。本作品提出了一种便捷、高效、节能的中央分隔带养护方案，施工简单，具有推广价值。
参考文献
[1]边策.中国高速公路与美国高速公路发展比较研究[D].北京：北京交通大学，2012.
[2]JTG B01-2014，公路工程技術标准[S].北京：交通运输部公路局，2014.
[3]邓名飞.浅谈高速公路中央分隔带的绿化与养护[J].湖南交通科技，2011，37（4）：79-80.
[4]尹吉光，毛秀红，李妮妮，闰少波.高速公路中央分隔带绿化研究[J].山东林业科技，2003，（4）：41-43.
[5]张敏杰.高速公路中央分隔带绿化与交通安全[J].1998，（3）：33-34.
[6]席嘉宾，彭坚，杨中.中央分隔带树木的养护与管理[J].公路，2002，（3）：15-18.
[7][DB/OL]http：//www.cngaosu.com/a/2012/0327/291723.html.
[8]黄刚.高速公路中央分隔带绿化渗灌技术研究[D].济南：山东大学，2008.