（交通运输规划与管理专业论文）高等级公路景观设计与评价.pdf

摘要 摘要 近年来，随着交通事业的飞速发展，人们对交通的要求越来越高，不仅要 求其安全、迅速、经济、方便、舒适，而且要求其给人以精神上美的享受，所 以对公路景观的研究变得日益迫切。我国以往的高速公路设计只侧重工程设计， 导致高速公路沿线的景观比较单调，缺乏地域特色，尤其植物配置上也没有反 映出当地的植被特征，甚至某些公路建设对当地的自然景色起到了破坏作用， 这同当代提出的可持续发展战略是不一致的，也不符合我国传统上“天人合一” 有机宇宙观。所以高速公路景观设计已逐渐引起诸多方面的重视。 然而，高速公路景观如何界定和构成、如何设计，其表现手法又如何等等， 几十年来一直没有统一看法，在理论上还有诸多空白，我国更是刚刚起步，没有 形成完整的理论体系。因此有必要对公路景观设计理论进行深入的研究。 首先，本文分析了景观的定义和分类，道路景观同其他景观的区别以及高 速公路景观的特点。在此基础上，研究了高速公路景观设计的基础理论，设计 原则，以及设计流程 其次，研究了高速公路景观设计方法以及道路景观评价。 最后，将研究的理论成果与广西水南高速公路景观设计实例结合，以检验 实效。 关键词高等级公路：景观；动视觉 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h e 仃a 衔c ，w h i c hd e v e l o p e dr 印i d l y ，w a sd e m a n d e dm o r e a 1 1 d m o r eg r c a t l y nw a sr e q u i r e dn o to f l l yt ob es a f e ，q u i c k ，e c o n o m i c a l ，c o n v e n i e m a 1 1 d c o m f o r t a b l e ，b u ta l s ot oo 疗c rp e o p l ea e s t h e t i ce n j o y m e n t s c o n s e q u e n t l y ，t 1 1 er o a d l a n d s c a p er e s e a r c hh a s b e e nd e m a n d e d u r g e n t l yd a yb yd a y t h ef r e e w a yd e s i 趴u s e d t o1 e a i lt oe n g m e e r i n g - o r i e n t e da s p e c t si nc h i 舱，w h i c hl e dt om el a i l d s c 印ea l o n g r o a d sm o n o t o n o u sa n ds h o r to f r e g i o n a lc h a m c t e r i s t i c s ，w i t h m e v e g e t a b l ep l a i l t a t i o n n o tr c p r e s e n t i n gt h el o c a lf e a t u r ee s p e c i a i l y t h ec o n s t r u c t i o no fs o m er o a d se v e n d e s t r o y e dt 1 1 e l o c a ln a f u r a ls c e n e r y ，w l l i c hw a sc o n s i s t e n tn e i t i l e r 谢m 廿l ec u r r e n t s t r a 您g yo f s l l s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，n o r 、v i t l lc h i n a s 删i t i o n a lo r g a n i cu 1 1 i v e r s a l i d e a sr e p t e s e n t i n gb y 也ec o m b 恤a t i o no f 廿位u 面v e r s ea n dh 瞄a n b e i n g s t h e r e f o r e t h e 舶e w a yl a r i d s c 印ed e s i g nh a sa t t r a c t e dm o r e a i l dm o r ea n e n t i o n s h o w e v e r ，m ed e 丘n i t i o n ，c o n f o h n a t i o n ，d e s i g na n de m b o d i m e n tm e m o d so f 舶e w a yl a i l d s c 印eh a v e n tb e e na g r e e do nf o rd e c a d e s t h e r ea r es t i l lm a i l y b l a l l i 【s a b o u tt l l e o 珥w ed oj u s tt a k eo u rf i r s ts t e pa b o u th i g l l w a yl a l l d s c a p ei nc l l i n a t h e h i 曲w a yl a n d s c a p ed e s i g nh a s n o tf o h n e da ni r l t e g r a t e dt h e o r ys y s t e m a sar e s u l t ， f l i m l e rr e s e a r c hs h o i l l db et a l 【e na b o u tt 1 1 er o a di a l l d s c 印ed e s i g nt 1 1 e o 阱 f i r s t ，ia 1 1 a l y z c dm ed e f i l l i t i o na n dc l a s s m c a t i o no fl a l l d s c a p e ，d i 航r e n t i a t e d b e t 、v e e nt 1 1 em a dl a l l d s c a p ea i l do t h e r sa n d p o i n t e do u tt h ec h a r a c t e r i s t i c so f 雠e 、v a y i a l l d s c a p e b a s e do nm e s e ，is t u d i e do nm e b a s i cm e o r i e s ，p r i n c i p i e sa 1 1 dp m c e s so f f r e e w a yl 觚d s c 印ed e s i g n s e c o n d ，ir e s e 舡c h e dm ed e s i 9 1 1m e t h o da n de v a l u a t i o ns y s t e mo ff r e e w a y j a l l 出c a p e a tl a s t ，it e s t e dm y t h e o r y 埘t 1 1t l l e f i e l ds h u i r e n n a l 】i l i n gf b e 、v a yl a l l d s c 印e d e s i g n 北京工业大学硕士学位论文 【k e yw o r d s 】h i 曲1 e v e lh i 曲w a y ：l a n d s c 印e ；d y l l 锄i cv i s i o n 玎 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景 中国的交通业突飞猛进，“修路”无疑已成为“致富”的重要手段a 高速公路是经济发展的产物，它不仅是一个特大型的交通作品，同样也是 一个集大成的艺术作品。古今桥梁工作者都花费很多心血来构思艺术的造型。 桥梁体现了一个时代的社会思想、美学观念、建筑材料与施工技术工艺。如今 的高速公路更是雄伟而壮观。一桥飞架南北，天堑变通途。 高速公路遇山开道，遇水架桥，对自然景观的破坏较大，产生的噪音问题 严重。给环境保护带来很大的问题。景观设计是修建高速公路不容忽视的大问 题。保护环境、利用环境、美化环境是高速公路建设者义不容辞的责任。高速 公路应该是融功能与审美、技术与艺术于一体的工程项目。 我国高等级公路始建于8 0 年代末，9 0 年代起进入高速建设阶段，这种发展 态势还将持续一段时间。高等级公路作为国家重要的基础设施之一，其建设已 对我国社会经济的发展起到了很大的促进作用，但也对环境产生了一些负面影 响，主要对公路沿线地区的环境景观、生态环境及生活环境等产生影响。因此， 高等级公路建设面临的主要问题之一是研究如何与环境协调发展。高等级公 路建设与环境协调是中国高等级公路发展中的重要课题之一，一方面经济发展 对公路交通的需要更加迫切，公路建设任务繁重；另一方面社会进步、人民 物质文化水平的提高，对公路使用功能也发生了观念上的改变，不仅要求高等 级公路能够快捷安全，而且更加注重公路的舒适、美观及公路与周围环境的和 谐性，使用路者感到赏心悦目，因而对高等级公路建设提出了公路景观规划设 计等公路环境协调方面的设计与要求。 北京工业大学硕士论文 1 2 国内外研究概况 公路景观设计的发展，大体上可以划分为三个阶段： 第一阶段是在上个世纪二十三十年代。二十年代初期，美国修建公园公路 ( p a r k w a y ) 时就开始进行专门的景观设计，这可以说是景观设计的雏形。但其主 要是在现场勘测中考虑公路线形与地形地物的协调和沿线风景的保护和利用。 高速公路景观设计起源于2 0 世纪3 0 4 0 年代的德国，其代表人物为汉斯洛伦 茨。到了三十年代，德国开始修建高速公路，首先采用了线形模型来检查和修正 空间线形，将平、纵面线形综合设计，使其达到舒顺的程度。此外，还采用手 描透视图法来观察、衡量拟建公路与周围天然景物的配合协调这就是公路景观 设计的初期阶段，它的特点是仅能对局部地段的立体线形进行检验和修正。 第二阶段是在上个世纪四十五十年代。其特点是对公路景观设计手段进一 步研究和改进，采用了钉制模型( 即在反映路线高度的钉上放置橡皮带而成的路 带) 和泡沫塑料板制作的模型，此外还利用光学投影原理，用人工制作透视图。 第三阶段是从上个世纪六十年代至今。一些发达国家逐渐重视改善原有公 路的景观，并在新路设计中考虑景观或者专门进行景观设计，并制定了相应的 规范和有关的法规。1 9 6 5 年美国颁布了公路美化条例，美国各州公路工作者协 会( 从s h o ) 于1 9 6 1 年编制了美国州际和国防公路( 技术上属于高速公路) 景观发 展方针，1 9 6 5 年在总结景观设计经验的基础上编制了公路景观设计指南。1 9 7 0 年该协会综合并补充修正上述两个文件，编制了公路景观和环境设计指南。 与此同时，在其他工业发达国家，如德国、法国、英国、日本等国家的高速公 路或干线公路以及游览公路的建设中也都广泛采用了景观设计的基本原则，并 在有关设计规范的条文中对景观设计加以规定( 1 9 7 6 年，日本颁布了公路绿 化技术基准) 。在2 0 世纪7 0 年代，前苏联和东欧也开始注意公路景观设计 问题。1 9 7 4 年前苏联俄罗斯加盟共和国公路工程部在组织对公路景观进行调查 研究的基础上，制定并颁布了公路建筑艺术和景观设计须知，1 9 7 5 年，颁 2 第l 章绪论 布了公路建筑和景观设计规范。进入2 0 世纪8 0 年代、9 0 年代，景观设计 在公路设计中的地位日趋重要，各国也修改颁布了有关规范和条例。 而在我国，过去公路景观设计一直未引起人们的足够重视，开展公路景观 设计的研究工作起步较晚，无论设计内容或设计手段都处于比较低的水平。近 年公路建设的迅猛发展，公路景观设计日益引起人们的注意，在新近的公路设 计规范中，对公路线形与环境的协调等等作了一些具体的规定和要求。在高速 公路的设计中也考虑了某些景观设计的原则，如注意立体线形的舒顺，避免大 填大挖，保护周围环境、景观和生态平衡等等。交通部于1 9 8 3 年制定颁发了公 路标准化美化标准，要求道路畅通、整洁、绿化、美化，路景物交叉协调， 构成流畅、安全、舒适、优美的道路环境在某些地方，已有绿化园林公司承担 了高速公路绿化方案的专项设计( 作为公路景观设计的一部分) 和种植栽培工 作。设计手段也已经进入电子计算机时代。 1 3 研究目标 本论文的研究目标是：广泛的收集国内外的资料，结合理论和工程实践， 对商等级公路景观设计及其评价做深入研究。将现阶段的一些成果包括美学基 本原理及景观设计的一般原理应用于高速公路景观设计，根据用路者在道路上 行驶时，高速公路的四维空间特性，提出人性化的高速公路景观设计原理，初 步形成高速公路景观设计的理论框架。 ，。苎重呈型量垒茎茎呈窒圣圣。，。，。，。，。，。一 1 4 研究的主要内容 1 5 研究意义 图卜l 论文的章节结构 道路的发展史说明，道路路面铺装、道路几何设计理论、道路的通行能力研 究以及道路交通的综合治理，都取得很大成绩，理论也日趋完善，因此研究在美 学上、功能上、环境上能够被人们所接受的经济适用的道路系统已成为当今道 路发展的必然趋势。道路设计不仅作为技术对象，而且要作为景观对象加以研 究，道路设计除满足道路的交通功能要求外，还应有好的道路景观。应将路线 第1 章绪论 设计景观设计环境设计作为一体化来考虑，使道路设计提高到新水平。道路 景观设计，要求公路能成为自然风景的一部分。道路景观设计可为驾驶员、乘 客及各种用路者提供一个舒适优美的道路环境。使用路者心情愉快，处于最佳精 神状态，减少驾驶疲劳，保证行车安全。 目前国内公路景观设计在不断探索，但不尽完善，总体来说，存在以下问 题： 1 _ 在景观与绿化设计中，普遍采用小区绿化设计手法，过分追求局部效果， 条块分割及人工痕迹明显。这是未考虑公路自身特点的结果，应重视其功能上 的要求和景观的观赏特性。 2 设计者往往片面强调视觉上的强烈刺激，未考虑其效果，其实这样易使 司机产生视觉疲劳和不良情绪，以致影响驾驶安全。 3 过分注重形式美，未考虑以恢复自然景观为主，也忽视了植物后期管理 养护的难度和成本，造成后期景观质量和绿化效果严重下降。 高速公路景观如何界定和构成、如何设计，其表现手法又如何等等，几十 年来一直没有统一看法，在理论上还有诸多空白，我国更是刚刚起步。目前， 我国的道路景观设计，不论是设计方法，还是评价方法，都还没有形成完整的 理论体系，高速公路绿化与美化的标准还不够完善，本论文尝试为其做一些基 础性的框架部分的工作。 ，。，。，二竖圣三竺主耋竺耋窒垒圣。，。，。，。，一 第2 章道路景观的定义及其分类 2 1 景观；道路景观 景观生态学的创始人c t r 0 1 1 将景观定义为一组以类似方式重复出现的、相 互作用的生态系统所组成的异质性陆地区域。现在一般定义为，景观是指由地 貌和各种干扰作用( 特别是人为作用) 而形成的，具有特定的结构功能和动态特 征的宏观系统。在认识上人们通过视觉、感觉( 知觉) 对景观产生印象、生理及 心理反映，其形成的综合效应是“舒适性”。不同的建设( 建筑) 类型对景观的 要求或研究有所侧重，对于公路景观应更多地关注自然，关注生态。 道路景观是指用路者在道路上以一定速度运动时视野中的道路及环境四维 空间。如用路者的运动速度为零，视野中看到的则是道路与环境的三维空间形 象。前者是动态的，后者是静态的。道路景观也包含路外人视觉中对道路及其环 境配合的宏观印象。 2 2 道路景观同其他景观的区别 道路景观同其它的景观有所区别，它是一个动态三维空间景观，具有韵律感 和美感，道路把不同的景点结成了连续的景观序列，使人产生一种累积的强化效 果，同时道路本身又成为景观的视线走廊景观设计人员必须具有哲学、美学、 社会学、心理学、行为学、地理学、生态学、汽车理论等丰富的理论知识，和风 景规划、道路设计、建筑设计、美学、文学等多方面的专业知识，从形式美感、 空间美感、时空美感和意境创造中去进行道路景观设计 2 3 道路景观的分类 高速公路景观的不同研究方法与不同研究角度有着不同的分类方法。概括 起来有以下几种： 6 第2 章道路景观的定义及其分类 ( 1 ) 按高速公路景观构成要素分类 自然景观( 动植物，地形地貌等) 人文景观( 道路沿线绿化，服务区，风土人情等) ( 2 ) 按不同使用者的观点出发 景点式景观( 周围居民和行人观点) 系列景观( 驾驶员和乘客观点) ( 3 ) 按公路用地范围分 内部景观( 公路用地范围内) 外部景观( 公路用地范围外) ( 4 ) 按道路使用者活动方式分类 动景观( 高速行驶) 静景观( 静止或慢行) 。1 。，。，。呈薹呈鳖耋兰堡耋塞坌二。，。，。，。一 第3 章高速公路景观的特点 高速公路景观既不同于城市、乡村景观，也有别于自然山水、风景名胜。它 有其自身的特点与性质，概括起来有以下几方面：( 1 ) 构成要素多元性。从上述高 速公路景观客体的构成要素分类中，可见高速公路景观由自然的与人工的：有形 的与无形的多种元素构成。在诸多元素中，公路景观( 公路线形及构造物) 起决定 性的作用，它们可加强或削弱环境景观的品位，影响环境的质量。( 2 ) 时空存在多 维性。从高速公路景观空间来说，它是上接蓝天，下连地表，延绵起伏的连贯性带 形空间。从时间上来说，高速公路景观即有前后相随的空间序列变化，又有季相 ( 一年四季) 、时相( 一天中的早、中晚) 、位相( 人与景的相对位移) 和人的心理 时空运动所形成的时间轴。( 3 ) 景观评价的多主体性。任何一种景观环境，都无 法取得异口同声的褒贬。高速公路景观更是如此。评价的主体不同，评价主体所 处的位置、活动方式不同，评价的原则和出发点必有显著的差别。如观赏者、旅 行者多以个人的体验和情感出发：经营者、投资者多以维护管理、经济效益等方 面甄别：沿线居住者多以出行是否便利、生活环境是否受到影响等方面考虑：公 路设计者、建设者考虑更多的则是行驶的技术要求及建设的可行性。( 4 ) 景观环 境的多重性。高速公路景观不同于单纯的造型艺术、观赏景观，为满足运输通行 的功能，它有自身的体态性能，组织结构。同时，它又含纳一定的社会、文化、地 域、民俗等涵义。可以说它既具有自然属性又具有社会属性，既有功能性、实用 性又具有观赏性、艺术性。 8 第4 章设计原则设计流程 第4 章设计原则设计流程 通俗的来讲，一条公路的外观，大体上可以从三种不同的角度来衡量：一是 从路外看公路，例如公路附近的居民看公路：二是从路上向两侧( 从汽车上的乘 客角度) 看公路：三是沿公路纵向( 从司机们的角度) 看公路。从不同角度看公路， 对公路景观设计的要求就有所不同或侧重。 4 1 道路景观设计的基本原则 百科全书给出的原则是：因地制宜、风格鲜明、环境保护、兼顾效益。 我国地域辽阔，各地差异很大，高等级公路的景观设计在不同地域呈现出 不同的特征。在进行高速公路的线形、沿线构造的造型设计时，避免割断生态 环境空间或视觉景观空间的错误做法，要与当地风土人情、历史文化相协调， 展现出当地的文化内涵与韵味。高速公路的景观设计必须考虑保持长期的自 然经济效益，尽量避免破坏自然环境和原有风景，保护各种动植物和名胜古迹。 必要时可修改道路设计和施工方案以保全原有风景。在保护原有风景的同时， 作为现代化的高速公路，它的设计要符合时代发展的需要，要体现时代主旋律。 公路沿途景观要具有时代感、速度感，要使高速公路活跃起来，明亮起来，绿 起来，成为现代化的时空走廊。因此，高速公路景观设计原则应该包括以下几 方面： 4 1 1 功能性原则 高速公路首先是供车辆行驶的，进行高速公路景观设计，始终要把公路的 功能性原则放在首位。要充分考虑公路的特点，以满足公路交通安全和交通功 能为首要宗旨。 北京工业大学硕士论文 4 ，1 2 自然优先原则 以生态学理论为依据，尊重自然，正视自然，保护自然，恢复自然。自然 景观资源包括原始自然保留地、历史文化遗迹、森林、湖泊以及大的植被斑块 等，他们对保持区域基本的生态过程和生命维持系统及保存生物多样性具有重 要意义，一旦遭到破坏，将难以恢复。进行高速公路景观规划，必须考虑自然 景观资源。 4 1 3 可持续原则 景观的可持续性可认为是人一景观关系的协调性在时间上的扩展，这种协调 性应建立在满足人类的基本需要和维系景观生态整合性之上，人类的基本需要 包括粮食、水、健康、房屋和能源，景观生态整合性包括生产力、生物多样性、 土壤和水源。因此在可持续发展的大背景下，高速公路景观设计也要遵循可持 续的原则，把道路景观这个由多个生态系统组成的具有一定结构和功能的整体， 进行多层次设计，使整个道路系统的结构、格局和比例与本区域的自然特征和 经济发展相适应，谋求生态、社会、经济三大效益的协调统一与同步发展。 4 1 4 地域性原则 高速公路少则几十公里，多则几千公里，故穿越的地区较多，不同地区的 自然景观有不同的结构、格局和生态过程，因此修建高速公路要统筹规划，分 段设计，因地制宜，景观协调，注重特色，尤其穿越少数民族地区时，要突出 少数民族文化特色。 4 1 5 综合性原则 高速公路景观规划是一项综合性研究工作，其综合性包含两方面含义。其 一，高速公路景观规划设计的分析不是某一学科能解决的，也不是某一专业人 员能完全理解景观内在的复杂关系并做出明智规划决策的。高速公路景观规划 1 0 第4 章设计原则设计流程 设计需要多学科的专业队伍协同合作进行不懈的努力，这些人员包括道路工作 者、景观规划者、景观建筑师、园艺师、生态学者等。其二，要兼顾生态效益、 经济效益和社会效益的协调统一，要在分析自然条件的基础上，同时考虑社会 经济条件，只有这样才能客观的进行高速公路景观规划设计，增强规划设计的 科学性和实用性。 4 2 道路景观设计流程 臣一 臣翌 匪1 1 路段透视图 2 详细方案设计 3 编写交通设施明细表 图4 1 道路景观设计流程 4 2 1 公路可行性研究阶段 4 2 1 1 公路可行性研究 进行沿线环境条件调查，在地形图上标注环境敏感点。 ( 1 ) 沿线地形、地貌、地质、水文与气候特征，调查项目所处地理位置， 气候类型等，气象资料调查可根据下表进行： 北京工业大学碗士论文 表4 一l 公路沿线气象资料表 气象要素路段 年平均气温( ) 年平均最高气温( ) 年平均最低气温( ) 年平均日照时数( d ) 年平均降水量( n 岫 最长连续降水日数及其量( d 咖) 最长连续无降水日数( d ) 平均相对湿度 ( 2 ) 沿线植被与土壤，调查包括原生植被，主要树种，土壤类型等资料： ( 3 ) 历史沿革与文化，调查项目所经行政区及民族，及其特有的地方文化 民间艺术和风土人情旅游资源等，体现在景观设计当中来。 4 2 1 2 公路推荐方案确定后 进行公路景观总体规划，包括对环境景观进行详细调查、评价，编写公路 景观总体规划思路与方案等。 4 2 2 初步设计阶段 4 2 2 1 公路景观详细规划 ( 1 ) 确定建筑小区和路线要素在景观设计时对公路沿线的主题建筑风 格，路线要素的尺寸，主要转弯点的位置及景观的装饰和绿化栽植的充实，都应 在野外测量工作之前拟定，同时，根据地形图，航测照片，技术经济评估资料及 实地踏勘资料，定出建筑小区的理想界限 ( 2 ) 据路线平、纵面图编制景观设计布置图，布置图除了标有道路纵断面 1 2 。，丝尘墼些塑塑二。，一 和取直后的平面图以外，都要标明建筑小区界限、长度、主要建筑、建筑小区基 本风格等。 4 2 2 2 公路景观与环境景观协调设计 把当地的风景资源，变成路边景观：根据当地条件设计绿化方式；考虑土 石方工程的修饰。全面考虑路线经过地区的自然条件，占地面积，路线线形和横 断面造型，同时应考虑施工中包括侧向取土坑垃圾和废料堆场以及水工结构物 等景观造型措施相互协调，保护沿线自然风貌。 4 2 3 施工图设计阶段 ( 1 ) 检查平纵配合以及路线与景观的协调，对主要路段或需要检查的路段 做出透视图。 ( 2 ) 根据初步设计时的景观设计布置图，做出详细的道路绿化方案、景观 改善方案、土石方集中点修饰方案等 ( 3 ) 编写交通设施明细表包括道路交通标志明细表、汽车停靠站、候车亭、 服务区、停车场明细表、装饰性绿化及保留树木明细表。 北京工业大学硕士论文 第5 章道路景观设计方法 5 1 道路景观设计的基本理论 5 1 1 交通工程心理学 交通工程心理学是心理学的一个分支，属于应用心理学范围。它主要研究交 通系统中人的心理活动规律和个性心理特征。交通工程心理学有时又叫交通心 理学，也可以叫交通工效学( t r a f f i ce r g o n o m i c s ) 。它同心理学和交通工程学有 密切关系，是将心理学知识应用于道路设计、交通设施设计、交通安全、交通组 织管理、交通宣传和汽车设计的一门应用学科。研究在交通过程中，如何适应用 路者的心理生理特性：如何调度人的积极性：如何实现安全、舒适、方便、经济 和高效率。交通工程心理学是交通工程学的理论基础。交通工程心理学所研究 的是驾驶员的操纵特性、反应特性、视觉特性、交通事故心理分析等内容是交 通工程学中的重要组成部分。交通工程心理学的研究成果，推动了道路线形设计 理论的发展，形成了道路线形设汁新理论。过去，线形设计只考虑如何满足汽车 行驶的要求。现在，除此之外，还要考虑如何满足用路者的生理、心理要求。如 设计的线形应符合视觉原理、与环境协调、避免驾驶员产生错觉、克服盲点、 消除不安全感等。 5 1 1 1 动视觉特性 ( 1 ) 视敏度 视敏度是指分辨物体细节和轮廓的能力，是人眼正确分辨物体的最小维度。 这里所提的分辨能力是以视角来衡量的。 视角是指目标对眼睛所形成的张角，视角的大小决定目标在视网膜上投射 的大小。因而可以说，人眼能分辨物体的视角越小，则视敏度越高。视敏度通常 是以辨别两物点之间的最小间隔度量，因而也可以把它看作视觉的空间闽限。人 们通常用视力来衡量视敏度。根据眼睛所处的状态跟时间不同，又有静视力， 1 4 第5 章道路景观设计方法 动视力之分。 ( 2 ) 动静视力 a ) 静视力 是通过视力表测定的，属于认知类的测试，通常以5 米为标准的注视距离。 ”c ”型视标是国际通用的视标，称为”蓝道环”视标( l a n d 0 1 tr i n g ) 。它的规格结 构标准是：黑线条宽度为直径的l 5 ，环的开口也是直径的l 5 ，即等于线条宽度。 我国目前采用e ”型视标来测定视力，它的黑线条宽度和空白区宽度也是全字的 1 5 。我国”e ”型视力表共分1 2 级，o 1 至1 o 每级差o 1 ，共l o 级，另有1 2 和 1 5 两级。待测人员距视力表5 米，照明强度在1 5 0 勒克斯( l x ) ，如能分辨视标上 宽1 5 毫米缺口的方向时，其视力定为1 o ，这时视标缺口在眼中构成的视角为1 分。 b ) 动视力 汽车在行驶中，驾驶员观察任何景物，都是在具有一定相对速度条件下进行 的，此时驾驶员的视力则为运动视力。一般人运动视力是随汽车的行驶速度的增 加而减少，其减少程度是由人的年龄和个人视觉差异所决定的。 在这里，采用吉林工业大学的调查研究数据进行参考。抽调1 0 3 名驾车二年 以上，年平均最少有一次事故的驾驶员为事故群驾驶员，另外1 0 3 名驾车二年以 上，从未发生事故的驾驶员为无事故群驾驶员，进行运动视力测试。测试方法 是在运动视力测试仪上测量视标在静止状态的双眼视力为静视力，然后反复5 次 测试视标在运动状态的双眼视力，取其平均值，为运动视力，测试结果如下表 表5 1 动静视力频数分布 组别事故群无事故群 视力分组 静视力 运动视力静视力运动视力 o o o 208l6 o 2 o 422 411 3 北京工业大学硕士论文 o 4 o 6 1 2 2 6 32 4 0 6 o 81 2 2 5 82 5 o 8 l _ o 1 51 2 1 71 5 1 o 1 2 2 54 2 81 6 1 2 1 4 1 7l 2 6l 1 4 1 61 42 1 20 1 6 1 86l 73 总计 1 0 31 0 3 1 0 31 0 3 分析结果见下表 表5 2 测试数据的均值方差和衰减率 组别事故群无事故群 均值方差静视力运动视力 静视力运动视力 均值 1 0 6o 5 81 1 4o 6 9 方差 o 1 30 1 0o 1 0o 1 l 视力衰减值 4 5 3 9 从上边的数据可以看出，在运动状态下视力变化是很明显的。 在不同车速下，驾驶员对同一标志的终读距离也有很大的变化，见下表( 标 志上字高为4 0 c m ) 表5 3 车速与终读距离的关系 车速( k m h ) 6 08 01 0 01 2 0 终读距离( m ) 1 2 4 1 1 61 0 99 4 动视力除受车速影响外，还随照明、背景目标光亮度对比，目标呈现时间、 相对运动的方向与方式，驾驶员的性别和年龄而变化。 1 6 第5 章道路景观设计方法 ( 3 ) 视野 当眼睛注视一个目标，头和眼球不动，注视点以外所能看见的空间范围称 为静视野。如果眼睛注视目标，头不动而眼球转时，测得的视野为动视野。视 野范围内的视力称为周边视力，这是黄斑中心凹以外的视网膜功能，其敏锐的程 度要比中心视力低得多，但能使人感知周围物体的方位以及外界物体的运动及 其速度。行车视野就是驾驶员行车时，能够看到外界最大范围。由于驾驶员是乘 坐在驾驶室内操纵车辆，故其视野范围受到驾驶室风挡玻璃的结构以及汽车发 动机安装形式的影响。驾驶员通过车窗直接看到的外界范围称为直接视野，而通 过后视镜看到的后方视区称为间接视野。直接视野又包括前方视区和两侧视区， 而前方视区对行车安全的影响最大。 a ) 汽车前上方视野界限：汽车静态前上方视野上限受挡风玻璃上框的限 制。在行驶过程中，前上方视野的上限应能保证驾驶员在行近交叉口时，及时看 见红灯信号，使车辆停置位置不超越停车 图5 1 汽车前上方视野 线。根据上图，前上方视野界限可由下式确定 日一厅 口2 喀1 百i 北京工业大学硕士论文 式中： q 前上方最小视角，( ) h 驾驶员眼睛距路面高度，m ； s 停车视距，m ； i ，一驾驶员眼睛与车头之间的距离，m ； h 信号灯安装的高度，m 。 由此可见，在行车时前上方视野界限取决于行车速度，速度越高停车视距 越大，前上方的视角越小。 b ) 汽车前下方视野界限：静态时取决于汽车风挡玻璃框架下部的位置与 汽车前部的结构形式平头型车的下方视野范围比长头型车大。前下方视野范围 扩大有利于对路面的观察，减少车前盲区。行车时前下方的视野范围，将随行车 速度的增大而缩小，如车速为1 0 0 k m h 时，最近可见路面点位于车前方8 2 m 处：5 0 k m h ，为3 2 m ：4 0 k m h ，为2 8 m 。故车速越高，前下方视野界限越高。 c ) 汽车左右方视野：在静态时，人的双眼左右方视野约为1 6 0 。，但在驾驶 室内受风挡玻璃框架的限制，而有缩小，缩小的程度取决于驾驶室的结构形式。 汽车在行驶时，驾驶员的注视点要前移，左右方的视野变窄，如车速为4 0 k m h 时， 注视点约在车前1 8o i i l 处，左右方视野范围可达9 0 。l o o 。，车速为7 0 k m h 时， 注视点移到车前3 6 0 m 处，左右方视野范围约为6 5 。，车速为1 0 0 k m h 时，注视点 在车前6 0 0 m 处，左右方视野范围只有4 0 。故车速越高，驾驶员的注视点越远， 而上下、左右的视野越窄，最后将形成所谓的隧道视。 d ) 汽车的间接视野：汽车的间接视野指通过后视镜看到的汽车侧后方的 区域。在汽车超车、倒车、转弯、制动等行驶状态时，间接视野对保障行车安全 有着较大的作用影响汽车间接视野的因素主要有三项：即后视镜的曲率、安装 位置和尺寸 汽车的后视镜，多数安装在两侧车门旁，使用凸面镜，凸面镜唯同样外形尺 寸的情况下比平面镜视认范围大。凸面镜反射的影象失真，易引起驾驶员对速 度、距离判断的错误。为兼顾其利和弊，一般后视镜的曲率半径为5 0 0 6 0 0 唧 在现代交通条件下，由于车速提高，速度已成为景观设计的重要影响因素。 如快速交通减少了距离感，道路两侧景物快速向后移动，乘坐汽车旅行已成为一 种连续审美的体验，因此有必要应用这种概念去研究与评价道路景观设计，用动 视觉特性研究道路景观设计有重大的理论与实践意义。 驾驶人员只有在行车不紧张的情况下，才有可能观察与道路无关的事物或 注意两侧景物。在中等车速下，驾驶员或乘客需要有l 1 6 s 的注视时间才能看清 目标，视点从一点跳到另一点时，中间过程景物是模糊的，如要看清，注视点则需 相对固定。行车时两侧景物向后移动得快时，一旦辨认不清，就失去了辨认的机 会。当注视的物体相对眼睛以大于每秒7 2 度回转角运动时，景物在视网膜上模糊 不清。我们知道视野大小也随车速变化，路面在驾驶员的视视野中的比例也因车 速增加而变大。车速低时，路面在驾驶员的视野中所占的比例是8 ，根据地形与 种植情况，此时道路两侧景物在视野中占8 0 以上。如以4 0 k m h 车速行驶时，在六 车道的道路上，视野中路面占2 0 。以9 6 l ( 1 1 1 h 速度行驶时，视野缩小，路面所占的 比例为8 0 ，公路两侧所占的比例减少到2 0 以下，特别是德国的德尔卡默波认 为，驾驶员长期注意的只是玻璃上l o c m 1 0 c m 的正方形、视野角度在视轴左、右 各9 度，合计1 8 度。 上述各种动视觉特性，是研究线形、视线诱导、标志的尺寸及设置位置，以 及研究路边绿化间距、位置等的重要依据。根据动视觉特性要求，车速加大时， 一切景观尺度需要扩大，建筑细部尺寸也需要扩大，传统的园林式的绿化方式 需要改变，因此要求景观设计人员用大尺度来考虑时间、空间变化，同时道路环 境中也需要有特殊的吸引人的景观。 5 1 1 2 耀眼 一般来说，光线越明亮视觉越好。若视野内有强光照射时，颜色不均匀，使 人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍，这就是耀眼。在夜间会车时，对面来车的 前照灯光或强烈的路灯光直射驾驶员眼睛时，驾驶员便感到耀眼，以致看不清前 1 9 北京工业大学硕士论文 方的情况，极易引起事故。耀眼是由眩光产生的，眩光会使人的视力下降，下降的 程度取决于光源的强度、视线与影响光之间的夹角、光源周围的亮度、眼的适 应性等多种因素。汽车夜间行驶，多数遇见的是间断性舷光。 在视线方向上或接近视线方向上存在的发光体所引起的眩光为直接眩光。 反射眩光是光线经过一些光滑物体表面反射到眼部造成的。对比眩光是物体与 背景明暗相差太大所致。 眩光分为不舒适眩光和失能眩光，前者产生不舒适和疲劳，后者则是眩光降 低视对象和背景之间的对比度，从而使识别能力降低。不舒适眩光又称心理眩 光，失能眩光又称生理眩光。 眩光的视觉效应主要是使暗适应破坏，使视觉效能降低，产生视觉不舒适 感和分散注意力，造成视觉疲劳，损害视力。研究表明，驾驶汽车时，眩光在 2 0 分钟之内就会使差错明显增加。 汽车驾驶员在遇到强光直射时，常将头转向一边，避开强光，这是利用了 扩大视线与强光之间的角度来减小眩光作用的原理。眩光光源与视线的夹角越 大，视效能降低的程度就越小。 强光照射中断后，视力从眩光影响中恢复过来需要的时间，约为3 6 s 。视 力恢复时间的长短与刺激光的亮度、持续时间、受刺激人的年龄有关。 为了避免眩光影响，可采取交通工程措施。如改善道路照明，设防眩网，设 道路中央分隔带并植树遮蔽迎面来车的灯光等。此外，目前正在研究汽车前灯 用偏光玻璃做灯罩防眩眼镜驾驶员内服药物等。 5 1 2 线形设计理论 5 1 2 1 协调方面考虑 高等级公路，行车速度高，线形应当协调，这里主要是从用路者生理一心理反 映角度考虑线形各元素的协调。 】道路平面线形 2 0 第5 章道路景观设计方法 ( 1 ) 直线 直线是道路线形的基本元素，直线方向明确，距离短捷。但从交通工程心理 学的角度分析，直线段不宜过长。长直线有如下弊端。 线形单调，易引起驾驶员疲劳、打瞌睡，容易放松警惕，造成反应迟钝， 判断不准。 直线使驾驶员产生一种趋驶心理，想赶快驶出该路段，开快车，于不知不 觉中超速行驶。 夜间，对向行车，车灯耀眼，使用路者产生视觉障碍。 因此，美国认为以每小时6 0 英里的车速，行进3 分钟的直线，就会有一些驾 驶员感到单调，直线长度以不超过3 2 公里为宜。 原苏联研究表明，直线段越长，其端点的车速越高，事故也越多。为避免过长 直线，可用5 0 0 0 米 r 1 5 r 。时，大部分小 汽车在曲线上降速行驶，通过小半径的圆曲线时，很紧张。当然r 和r 。分别都 满足现行道路技术标准的要求。 b ) 同向圆曲线间连以短直线。这种线形，称断背曲线。用路者观看这种线 形，视觉不舒适，往往把直线看成向两端曲线相反方向弯曲，线形不连续。用 透视图检查，这种线形也有断背的视觉效果。据此，同向曲线见的直线段最小 长度( m ) ，取用设计速度的6 倍。设计车速以k m h 计。 c ) 两反向圆曲线连接。如果两圆曲线都不设超高，则两反向曲线可直接相 连，在视觉上无不适之感。若两陆线不等，则中间应插入直线段，其最小长度 应等于两曲线的超高缓和段之和。 d ) 缓和曲线连接圆曲线，当在直线与圆曲线之间插入缓和曲线时，为在视 第5 章道路景观设计方法 、 觉上获得圆滑的线形，回旋曲线参数a 与圆曲线r 之间应保持如下关系： r a r 2 当r 较大且r 3 0 0 0 米时，r a r 3 其中： a 回旋曲线参数，米， r 圆曲线半径，米。 若某段线形的构成是：直线回旋线圆曲线回旋线直线时， 两侧回旋曲线不必一定相等。对于对称型曲线，回旋线：圆曲线：回旋线：1 ：1 ： 1 。 e ) 回旋线连回旋线。两同向回旋线相连成为凸型，其公切点处的曲线半径 应不小于1 0 0 0 米。 两反向回旋线相连成为s 型，参数a 最好相等。若不等，则应使 a 。1 5 a 。 其中： a 大回旋曲线参数， a z - 一小回旋曲线参数。 ( 4 ) 小偏角曲线 当路线偏角小于某一阙值时，若按常规设计方法设置曲线，驾驶员看上去 路线不顺适有急转弯之感。因此，为视觉平顺，应设大半径曲线，衄线长度按 下式计算： ：旦。6 。三：1 1 7 兰 3 6aa 其中： l 曲线总长，包括一个圆曲线和两个缓和曲线，米， v 设计车速，公里小时， a 路线偏角，度，当a 中。，车辆要侧滑。为保证行车安全，需使u 。 横向力系数u 的大小，影响到驾驶员和乘客的情绪紧张和舒适。见下表。 表5 7 横向力系数与驾驶员感觉 横向力系数驶过曲线时的感觉 o 1 0感觉不到曲线存在，驾驶员不紧张 o 1 5稍感到曲线的存在。但没有不舒服的感觉。驾驶员 不大紧张 o 2 0感觉到有曲线，无不舒服感，稍有不稳定感。多数 驾驶员明显紧张。 o 2 5 4 0 的驾驶员对曲线上行车感到不舒服，驾驶员相当 紧张 o 3 0所有通过曲线的人都感到不舒服 o 3 5 驶过曲线感到非常不舒服，驾驶员的紧张情绪急剧 增长，有滑向路边的危险，不稳定 o 4 0 乘客感到非常不稳定，站立不住。欲倒。车有倾覆 危险。 美国公路部门的研究指出，仙值的舒适界限是o 1 l o 1 6 。 第5 章道路景观设计方法 表 综合行车安全经济舒适各方面的要求，参考实验资料，建议u 取值按下 表5 8 建议u 值 计算车速 1 2 0l o o8 0 6 04 03 02 0 ( k m h ) 采用的u 0 1 0o 1 2o 1 20 1 4o 1 4o 1 5o 1 5 值 2 缓和曲线的离心加速度变化率 缓和曲线是引导车辆由直线过渡到圆曲线。在直线段，曲率半径为无穷大， 离心加速度等于零。在圆曲线上，曲线半径为一定值，离心加速度也是一个定 值。车辆由直线驶进圆曲线，其离心加速度由零增加到某一定值。若缓和曲线 过短，离心加速度增加的快，乘客感到不舒适。 一般而论，对设计速度为1 2 0 一3 0 k m h 的情况，离心加速度变化率在0 3 1 o 范围内取用。高速路取值小些，低速路取值大些。 3 节奏感 驾驶员的节奏感来源于外晃刺激的疏密强弱变化。为此，可以通过线形的 变化，使道路直曲相间；组成多样性景观；可以把路线用绿化美化的方法分 成若干段等技巧，造成驾驶员的视觉感受多变而有节奏。这对行车安全和驾驶 员舒适很有利。 5 2 道路透视图 根据用路者立地点位置、视线高度、视线方向表绘制的透视图，称静态透视 图：如果采用计算机处理并将画面加密，再经过拍摄使其成为连续画面者，就是 动态透视图。这样设计图纸与设计文件经过处理就可以令人在道路上行驶时看 到道路景观形象。 ，皇窒薹三些童萎彗耋耋呈圣二，。，。，。一 5 2 1 道路透视图分类 5 2 1 1 按绘制目的分 研究道路线形的透视图检查立体线形是否顺适，路线是否具有可识性， 一股仅对平纵横配合有疑问的路段进行绘制，做检查之用。 研究道路与环境协调的透视图一般先绘制线形透视图，然后再绘制有 全景的道路景观透视图。用以检查道路与地形、道路与绿化、道路与建筑等配 合问题。 研究人工构造物造型的透视图为研究桥梁及人工构造物而绘制，可从 用路者或路外人印象等视线方向绘制，一般需绘全景透视图用来检查构造物与 风景，构造物与道路，以及街道环境协调等。 5 2 1 2 根据观察者不同的视线位置分 驾驶员透视图从驾驶员的视觉出发，将立地点取在车行道上，视点放在 按驾驶员的视线方向所绘制的透视图，用这