（交通运输工程专业论文）高速公路景观设计方法与应用.pdf

摘要 高速公路是现代化交通的重要组成部分，是衡量一个国家与地区经济发展水平的重 要标志。自2 0 世纪8 0 年代以来，我国的公路交通基础设施飞速发展，高速公路建设取 得显著的成就。然而，公路建设尤其是高速公路建设在拉动经济增长的同时，也不可避 免地对当地生态环境及景观环境造成一定程度的影响和破坏，在公路建设过程中如何减 少对路域景观影响，建设优美、舒适、安全的行车环境，是目前建设、设计、科研单位 都亟待解决的问题。 鉴于此，本论文在参考美国、德国、日本等发达国家相关研究和我国公路标准化 美化标准、公路路线设计规范以及诸多高速公路景观设计研究的基础上，提出了高 速公路景观设计的基本概念，深入探讨了高速公路景观设计景观要素及构景原则。在论 述高速公路线形设计中运动的视觉和高速公路美学原理对高速公路景观设计的要求的 基础上，对高速公路线形设计、结构物景观设计及高速公路的中央分隔带、边坡、隔离 栅绿地景观的设计问题进行了详细论述。 最后对高速公路互通式立交的景观设计进行重点研究分析，并以诸多实例来验证本 文所述的高速公路景观设计方法，为公路生态景观恢复和公路景观设计提供现实的科学 依据，协调好公路交通与生态景观的关系，促进公路与旅游、资源、环境保护的协调发 展，以期对以后的公路景观设计研究和完善具有一定的指导借鉴作用。 关键词：高速公路；景观设计；视觉和美学原理；景观要素；互通式立体交叉 a b s t r a c t e x p r e s s w a yi sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to fm o d e mt r a f f i ca n da ni m p o r t a n ts y m b o lo fa c o u n t r y se c o n o m i cd e v e l o p m e n t s i n c et h e19 8 0 s ，t h et r a n s p o r ti n f r a s t r u c t u r eo fc h i n a s h i g h w a yh a sb e e nd e v e l o p i n gr a p i d l y , a n dt h eh i g h w a yc o n s t r u c t i o nh a sa c h i e v e ds u c c e s s e s n o t a b l y h o w e v e r , w h i l eh i g h w a yc o n s t r u c t i o n ，e s p e c i a l l ye x p r e s s w a yc o n s t r u c t i o ns p u r r e d t h ee c o n o m i cg r o w t h ，i ti n e v i t a b l yb r o u g h ts o m ed a m a g e st ot h el o c a le c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a n dl a n d s c a p ee n v i r o n m e n tt os o m ee x t e n t t h e r e f o r e ，h o wt or e d u c et h ei m p a c tt ot h e r o a d - a r e al a n d s c a p ei nh i g h w a yc o n s t r u c t i o n p r o c e s s a sw e l la sb u i l dab e a u t i f u l ， c o m f o r t a b l e ，s a f ee n v i r o n m e n ta r ec u r r e n t l yp r o b l e m st ob es o l v e du n d e rt h ec o n s t r u c t i o n ， d e s i g na n dr e s e a r c hd e p a r t m e n t i nv i e wo f s u c h ，a c c o r d i n gt ot h er e l e v a n tr e s e a r c ho ft h eu n i t e ds t a t e s ，g e r m a n y , j a p a n a n do t h e rd e v e l o p e dc o u n t r i e sa n dt h e ”h i g h w a yb e a u t i f i c a t i o ni s os t a n d a r d r o a dd e s i g n c o d e ”a n dm a n yh i g h w a yl a n d s c a p ed e s i g ns t u d i e so fc h i n a ，t h i sp a p e rd i s c u s s e sg e n e r a l c o n t e n to nt h el a n d s c a p eo ff r e e w a y , a n ds t u d yl a n d s c a p ee l e m e n t sa n ds c e n e r yp r i n c i p l ei n d e p t h t h ea u t h o rd i s c u s s e st h ed e m a n d so ft h el a n d s c a p ed e s i g no ff r e e w a yw h i c ht h ev i s u a l p r i n c i p l e sa n ds c e n e r yp r i n c i p l ew o k eo n ，a n dr e s e a r c ht h el i n e a rl a n d s c a p ed e s i g no f f r e e w a y 、g r e e nl a n d s c a p eo ff r e e w a y i nt h ef i n a l ep a r t ，w i t hf o c u s i n go nt h er e s e a r c ha n da n a l y s i so fh i g h w a yi n i e r c h a n g e l a n d s c a p ed e s i g n ，i ta l s ot a k e se x a m p l e st ov e r i f yt h em e t h o d so ft h eh i g h w a yl a n d s c a p e d e s i g na n dp r o v i d e st h er e a l i s t i cs c i e n t i f i cf o u n d a t i o nt ot h ee c o l o g i c a ll a n d s c a p er e s t o r a t i o n a n dh i g h w a yl a n d s c a p ed e s i g n t h eo b je c t i v eo ft h i st h e s i s r a n g e sf r o mc o o r d i n a t i n gt h e r e l a t i o n s h i po fh i g h w a yt r a f f i ca n dt h ee c o l o g i c a ll a n d s c a p et op r o m o t et h ec o o r d i n a t e d d e v e l o p m e n tb e t w e e nh i g h w a ya n dt o u r i s m ，r e s o u r c e s ，t h ee n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n ，t op l a ya n i n s t r u c t i o n a lr e f e r e n t i a lr o l ei nt h ef u t u r eh i g h w a yl a n d s c a p ed e s i g na n di t sp e r f e c t i o n k e y w o r d s ：e x p r e s s w a y ；l a n d s c a p ed e s i g n ；v i s u a la n da e s t h e t i cp r i n c i p l e s ； l a n d s c a p ee l e m e n t s ；i n t e r c h a n g e 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 扫因两 驴g 年r 月；1 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 蕊闺两 导师签名： 岳莨 p 各年多月；，日 9 3 年暨月亏7 日 长安大学硕上学位论文 1 1 论文研究背景 第一章绪论 自2 0 世纪8 0 一9 0 年代以来，我国的公路交通事业取得了举世瞩目的巨大成就，公 路建设无论里程还是等级都有了前所未有的突破。1 9 8 8 年我国第一条高速公路沪嘉高 速公路通车，1 9 9 5 年底全国高速公路总里程不到1 0 0 0 公里，而到2 0 0 6 年底，全国公 路总里程已超过3 4 8 万公里，其中高速公路总里程达4 5 4 万公里，稳居世界第二位。 据交通部新制定的国家公路网规划，中国高速公路网有望于2 0 2 0 年建成，实时高速公 路总里程将达到8 5 万公里。近年来，国家用于公路建设的投资年均超过2 千亿元。 公路建设早己成为我国基础设施建设的热点，而且在今后相当长的一段时间里仍旧是我 国交通发展战略的重点。 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很 大的促进作用。然而我国以往的高等级公路设计只侧重工程设计，导致公路沿线的景观 比较单调，缺乏地域特色，植物配置上也没有反映出当地的植被特征，甚至一些公路建 设对当地的自然景色起到极大的破坏作用，与我国的可持续发展战略严重相悖，忽视了 公路两侧民众及司乘人员的视觉和心理感受，对公路沿线地区的景观环境、生态环境及 生活环境等产生了一定的负面影响，不利于公路建设项目的持续、快速、健康发展。 随着“以人为本 理念的提出和深入贯彻，仅仅注重使用功能的公路设计理念，已 远远不能适应时代发展的要求。公路工程设计尤其是高等级公路工程设计要同时考虑人 的感受、生理和心理需求，所设计的公路除满足交通需求外，还应给人以美的感受。另 外高等级公路一般投资较大，一经建成，不仅影响国家的城市化布局、国土的整治和利 用、区域规划和建设以及经济带的形成，而且对周围环境的景观有巨大影响，故高等级 公路景观设计应引起诸多部门的重视。然而由于种种原因，高等级公路的景观设计尤其 是景观绿化还存在着很多问题，主要表现在公路绿化单纯追求形式美，绿化形式不但投 资大、所要求的管养水平高，而且安全、生态和景观的综合效益不高，无法完全满足公 路建设对生态恢复、景观再造的需求。 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，故对高速公路景观设计的相关 研究已日益迫切。 第一章绪论 1 2 国内外研究概况 1 2 i 国外相关研究的历史和现状 国外的公路交通行业对公路沿线生态环境的保护与公路的景观绿化非常重视，已由 以往的普通绿化发展到目前的生态公路或景观生态绿化。它强调公路绿化应综合考虑生 态功能、景观美化功能、同周边环境的协调功能、交通附属设施功能等多方面的完美结 合，以使公路建设与大自然最大程度地融为一体。 最早提出道路景观设计理念的是德国人，2 0 世纪2 0 - 3 0 年代，德国开始大量修建 高速公路，与此同时美、英等国也相继兴建高速公路。德国在大量的道路工程实践中提 出了道路景观设计的理念。早在1 9 8 0 年，联邦德国制订的道路设计规范就包含景观设 计的内容( 道路景观设计规范r a s l g l 9 8 0 ) 。在该规范指导下，联邦德国道路密切结 合所穿过地区的地形，显示所通过区域的自然风貌和城镇的最佳景观，成为现代化道路 设计的典范，取得了辉煌的成就。德国道路设计者认为：“道路设计中，景观是一大要 素，景观设计应与道路的总体设计有机地协调，使其对周围原有环境的破坏降至最低程 度”。自2 0 世纪3 0 年代开始修筑高速公路以来，德国十分注重研究道路与周围景观的 协调问题，在公路工程的实践中逐渐形成了系统的道路线形理论，同时环保法规要求在 设计阶段就要解决沿线的生态和环保问题，维护原有的地形地貌，保护植被和自然生态。 德国的公路用地几乎全被草坪覆盖，与田野牧场联成一片或者是与连绵不断的林带融为 一体，景观自然而优美；有时在路边的草坡上，间断变化设置几何小图案，有时是圆形、 三角形、正方形，并且在表面涂有反光漆，无形中起到诱导视线的作用，夜间能不断提 醒驾驶人员安全行车；大多数防眩设施和隔音设施也都用绿化来代替。行驶在欧洲的高 速公路上，映入眼帘的都是大自然的景象，公路和自然和谐而统一，给人以自然舒适的 感觉。 美国在道路工程实践中也提出了相应的公路美学理论。1 9 6 5 年在林登贝恩斯约 翰逊( l y n d o w b a i n e s j o b s o n ) 总统夫人的倡导下，美国国会通过了道路美化条例 ( h i g h w a y b e a u t i f i t y a c t o f l 9 6 5 ) 。该条例严格管制州际公路旁的路牌和广告牌，取消 路旁废弃物堆置场，政府每年以1 2 亿美元资助州际道路建设沿途风景，使道路两旁 景色宜人，促进了道路设计的艺术化。美国佛罗里达州公路景观设计指南对公路美 学综合规划、公路不同区域绿化栽植标准、自然景观保护、景观美化与公路设施的协调 以及植物种类的选择、配置、栽培和养护管理等方面都提出了详细要求。同时，在公路 2 长安人学硕上学位论文 建设中十分重视人与自然和谐统一的美感，例如，碰到生态环境中的湿地问题时，占用 多少面积的湿地，就在附近补偿相等或大于所占面积的湿地，以使湿地的生态功能少受 或不受影响，保护原有自然景观。在公路绿化美化方面，除要求公路建设部门高度重视 外，还鼓励全社会的参与，通过各方面的共同努力来实现高速公路生态环境的保护与建 设，把对自然景观的破坏程度降至最低，以实现公路建设与自然的和谐统一和视觉美感。 日本在吸收欧、美等国道路景观设计经验的基础上，于1 9 7 6 年制定了公路绿化 技术标准，并制定了相应的经营方针。其基本内容是：建设与大自然协调的高速公路 网，提供更优质的服务；针对人们出行不再满足于位置转移的心态，在高速公路建设中 融入景观设计，使驾驶员和乘客感觉到美的熏陶。日本道路景观设计指南从构思规 划期、设计施工期、营运管理期几个阶段提出了景观设计的任务、要求、及措施办法等。 在构思规划阶段，根据道路景观调查，列出应保留的景观资源及应回避的影响，并从路 内景观和路外景观分析道路构筑物的景观效果，明确构思规划阶段的设计思路，通过研 究制定道路景观方针，指导道路景观设计与建设。在设计与施工阶段，对土木工程、桥 梁及高架桥、隧道及明洞、车道及中分带、交叉路口、休息场所、环境设施带、道路附 属物、植物栽植、施工对策、原有道路景观保留和改善方面的景观设计均进行了深入论 述。其具体的措施主要有：为融入自然景观，不破坏山体结构，减少填挖方工程，桥梁 采用与周围环境相协调的桥型；挡土墙、隧道洞口采用特殊工艺；设置防止发生碰撞事 故的“动物专用通道 ，努力保护动物的栖息场所，设置“动物诱导栅栏，设置小动物 可以逃脱的边坡侧沟；采用了较低的道路照明设备；绿化区栽植与周围环境相同的树种； 为使人与大自然融合，设置散步的人行道，休息长凳等设施；设置接近于大自然形态的 停车带等。近几十年内，在国土从荒废到绿化的历史过程中，日本绿化工程的理论和技 术体系得到了不断的发展并日趋成熟，在实施工程的实践中，日本发明并使用了诸如客 土喷播、三维网护坡、复合绿生袋、人造植物瓮、喷附绿化、袋筋绿化、岩盘绿化及防 灾绿化等许多针对不同类型坡面的绿化工程技术，目前这些技术已经在世界各国得到广 泛应用。近年来，同本公路的绿化工程经常是结合公路边坡坡面的综合治理工作同时进 行，对于坡顶高、坡度陡的边坡，通常是采用工程防护与植物防护相结合的方法，从而 达到了坡面治理、保护公路、减少水土流失和美化环境、改造景观等综合目的。 1 2 2 国内研究进展 我国开展公路景观设计的研究工作起步较晚，设计内容和设计手段都处于较低水 第一章绪论 平。现有的研究也仅限于对高速公路用地范围内的绿地进行绿化美化方面的探讨，全面 系统地高速公路景观问题的研究并没有得到必要的重视与关注。近年来，随着公路建设 的快速发展，公路景观绿化工作日益引起人们的注重。1 9 8 3 年，我国交通部制定颁发 了公路标准化美化标准，即g b m 工程，该标准要求道路畅通、整洁、绿化、美化， 道路景物交叉协调，以构成流畅、安全、舒适、优美的道路环境。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。高速公路的设计中也 考虑了景观设计的原则，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。某些地方已由绿化园林公司承担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。随着对公路环保和景观的重视，2 0 0 3 年4 月， 交通部环保中心与中国公路杂志社在成都主办了全国公路环保与景观技术研讨会，国内 同行在相关领域进行深入的探讨。2 0 0 4 年8 月交通部在北京举办了交通可持续发展的 高层论坛。由此，公路景观设计研究已经得到国家相关部门的重视和并得到一定程度的 发展。 公路路线设计规范路线设计中对公路的平、纵、横三个面应进行综合设计，做 到平面顺适、纵坡均衡、横面合理。规范指出，高速公路、一级公路应特别注重线 形设计，使之在视觉上能诱导视线，保持线形的连续性，在生理和心理上有安全感和舒 适感。同时，还应同沿线环境相协调。高速公路、一级公路应借助公路透视图或三维模 型检查线形设计同沿线景观的配合与协调；其它各级公路有条件时，亦可利用公路透视 图检验线形设计。公路工程技术标准也有相应规定。 交通部拟颁标准公路景观评价指标体系已由重庆交通科研设计院提出，并由重 庆交通科研设计院起草，日前征求意见稿已经完成。主要内容有：范围、规范性引用楷、 术语和定义、评价指标、评价方法和其它。该标准适用范围较为广泛，包括高速公路、 一级公路、二级公路及经过自然保护区、风景名胜区、著名历史遗产的公路。该标准明 确了一些术语，如公路景观、公路景观敏感性、景观阈值、敏感点段、视距、相融性等。 同时对公路景观评价提出了相应的指标，包括敏感性指标、阈值指针、生态美学价值指 针、资源价值指针、视觉价值指针等，具体包含视距、视角、特殊性价值、兼容性、地 质地貌、景观生态和景观视觉等。 在我国己建成通车的4 万多公里高速公路中，公路景观美化方面曾做过一些尝试， 积累了一定的宝贵经验。如1 9 9 6 年对云南省昆明一曲靖高速公路全线路堑、路堤、中 央分割带和立交区等进行了全面的防护与绿化，并首次采用瑞士湿式喷播技术进行大规 4 长安丈学磺士学位论文 模的植被种植，为我国公路景观绿化技术的提高作了有益的尝试。此后，云南楚雄一大 理高速公路、昆明一玉溪高速公路、大理一保山高速公路、玉溪一元江高速公路、海南 环岛高速公路、广西钦州一北海高速公路、成都一雅安商速公路、江苏长江二桥连接线、 沪宁高速公路、陕西铜川一黄陵高速公路、成都一雅安高速公路、青藏公路等都开展了 景观绿化工作，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。 近些年国内也出现不少景观设计成功的典范，其中川九路最为典型。川九路位于四 川省西北部，是交通部重点建设工程。项目区海拨高、人烟稀少、生态环境脆弱，故生 态保护和恢复是该工程的中心内容，通过制定完善的生态保护原则并贯彻于设计和施工 中，有效地保护了沿线的生态环境。采用常规绿化技术和创新的生态恢复技术，使川九 公路路域内植被恢复率达到9 0 以上，建造了我国第一条舒适、美观的高原生态公路， 营造了良好的旅游环境。川九公路生态环境的保护与恢复一方面有助于落实公路建设的 可持续发展创建安全、舒适、环保、美丽的行车环境，使得在合理开发利用自然风景 资源的同时，工程建设和生态保护实现良性循环；另一方面也有利于提升四川旅游的对 外形象，为生奄脆弱区旅游公路建设树立典范如图1 1 。 h 11j i 九路景1 4 l _ 啦l l 从保护环境、改善景观和增强稳定性的角度出发，现在高速公路绿化和景观美化已 经受到国内有关单位的普遍关注和重视。在工程建设过程中，许多单位就已经开始做绿 化工程设计，如河南商丘一开封高速公路、甘肃中川机场高速公路等。有的单位甚至在 丌e 前就什始进行绿化和景观设计，如广东惠州河源高速公路( = 期) 在 ：程初步设 计阶段就争门对绿化和景观进行系统的设计。 然而就路域景观设计而言，我国同世界其它地区公路景观相比，还比较落后，大 约为发达国家2 0 世纪8 0 年代的水平，设计理念、方法上尚有很大蓐距，景观绿化技术 第一章绪论 水准已经成为直接影响高速公路投资效益的一大因素。分析高速公路景观建设中存在的 问题，表现在以下几个方面： ( 1 ) 设计理念落后 在高速公路建设初期，由于对高速公路这个现代文明产物的文化价值认识不足，加 上经验欠缺、资金制约，使早期高速公路勘察设计中未能认识景观设计的重要性，仅仅 考虑路线方案和工程方案的技术经济性，未综合考虑高填方和深挖方所引起的环境生态 方面的负面影响。导致工程建成后对环境带来重大影响，景观设计不得不成为一种补救 措施和装修手段。且与工程设计相比，公路景观设计还停留在“为绿化而绿化 的阶段， 往往照搬园林绿化的模式，不利于公路景观设计的长远发展。 ( 2 ) 公路景观设计过于人工化。 高速公路景观设计的问题是过分注重人造景观，设计中知注重形式美，对司乘人员 实际的景观体验重视不足。设计者常采取传统的园林景观设计手法来设计公路景观，许 多公路被“装饰”成富丽堂皂的绿化带；缺乏全局意识，过分注重形式美，忽视了人们 在车辆高速运动中的景观体验，造成过往旅客和驾驶人员眼花缭乱，易产生视觉疲劳和 不良情绪。 ( 3 ) 漠视社会文化，忽视历史文化遗迹。 以往的高速公路景观设计中。普遍存在的一个问题是对地区特性缺乏研究，对沿线 走廊带内的景观控制点、保护对象、风景名胜、文物古迹缺乏认识，忽视了所拟建公路 作为社会精神文化系统的作用。由于对社会文化的漠视，未考虑本地的风俗人情，故与 整个路域沿线文化背景相脱节的生硬的景观作品比比皆是，严重破坏了原有的宝贵历史 遗存和传统风貌。 l 3 论文研究的主要内容与目标 本文根据我国形势的发展以及为适应当前公路建设蓬勃发展的需要，针对国内外关 于高速公路景观设计所做研究，在查阅国内外相关教材、网站、图书数据及总结前人工 作经验和成果的基础上，结合我国高速公路景观设计存在的阚题及我国高速公路的发展 现状，重点研究如下内容： 1 ) 高速公路景观设计基本理论 结合国内外研究成果及相关资料，对高速公路景观设计给出定义，然后从分析公路 景观构成要素入手，明确高速公路景观的主要构成部分。探讨高等级公路景观设计的特 6 长安太学颈学位论文 点与应遵循的原则。并在综合考虑各个景观要素和高速公路景观设计原则的基础上，提 出符合时代要求的高速公路景观设计流程。 2 ) 高速公路的动视觉和美学原理对其景观设计提出的要求 本文详细介绍了高速公路景观设计的动视觉和美学原理，并对视觉和美学原理对高 速公路景观设计的要求作深入的分析。 3 ) 高速公路景观设计方法 以本文提出的景观设计流程为指导，对高速公路几何线形景观、构造物景观和绿地 景观的设计作详细研究，并结合时代要求，探讨目前景观设计中的相关热门问题。 4 ) 互通式立交景观设计 本文从高速公路互通式立交的特点出发，提出互通式立交景观设计的原则。对互通 式立交景观设计中立交位置的选取、坡面修饰、立交桥跨、线形及绿化等景观设计方法 作深入研究，最后以我国的典型立交为例，验证本文所研究内容的现实性、可行性。 曩熏鹦 了_ _ _ _ i 1 p 釜辈藿馨孽计卜 1 互遇瓣观设l _ 一 _ 1 卜蠢i i ：绩糍蠢。i 厂一- 1 高速公路景观设计概念 、= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 一 高速公路景观要素 卜1 高速公路景观设计的原则 l 高速公路景观设计工作流程 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。- 。_ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ 。 。_ 。 _ 。一 i 视觉原理和美学原理对公 r 一路景观设计的要求 l 公路线形景观设计 h 1构造物景观设计 绿化景观设计 图12 研究内容框架图 壁 第二章高速公路景观设计的基本理论 第二章高速公路景观设计的基本理论 2 1 高速公路景观设计的概述 参照国外有关对高速公路景观绿化的概念和国内现有的提法，结合自己的研究与实 践笔者认为：高速公路景观设计是对高速公路用地范围内外的自然景观、人文景观进行 科学的保护、恢复、开发、设计与完善，使高速公路成为融入它所穿越的大环境中的一 条景观生态廊道，最终达到公路内部和外部的和谐。也就是说，高速公路景观设计包括 生态景观保护、生态景观恢复、生态景观开发、生态景观设计完善等几个方面，几个层 次。对高速公路实施景观绿化有四大作用：一为功能作用，即植物诱导、生物防护、稳 定路基、防眩光增加行车安全：二为美化作用，创造一个舒适、优美的良好交通条件； 三为环境保护作用，降低噪音和粉尘污染，防止水土流失；四为展示作用，向路人展现 高速公路当地的风土人情和文化思想。 一般高速公路景观设计范围是指公路所辖5 0 一7 0 m 宽的范围内，数十至数百公里 沿线的线性地域，包括道路用地范围内所有部分，如中央分隔带、路肩、边坡、隔离栅、 路堤、路堑、桥涵、隧洞、护栏、以及服务管理站、收费处、加油站、立交区、取土场、 弃土场等。这使得高速公路对所经地区及区域的影响范围更广、程度更深，不仅像路面、 标线变化、分隔带等这此高速公路用地范围内的事物影响着其景观效果，而且诸如在视 野中展开的自然风光、农田、村庄、城镇、以及横跨的桥梁、广告标识等公路范围以外 的事物，也对高速公路的景观产生着至关重要的影响。所以本文认为对现代高速公路景 观设计的范围不应还像以前传统的公路一样停留在高速公路用地红线范围以内的空间， 而应将这一概念扩展至高速公路上视野所及的范围，甚至如果站在景观生态学的层面上 来看，应将其扩展至高速公路作为景观生态中的廊道，它所穿越的区域与之有关系的其 它景观生态组成部分的范围，而不再只包括高速公路用地范围内的空间。 高速公路景观设计是公路建设的重要组成部分，在发达国家，特别是美国、德国、 日本等国，在进行高速公路设计时特别注重于环境设计，不仅要充分考虑平、纵、横断 面的结合，而且还要考虑高速公路如何与自然环境、景观相结合、协调；不仅要考虑到 线形的美观，同时还要考虑到司乘人员心理和视觉的要求。据有关资料表明，良好的环 境设计，不仅可以改善沿线的自然和生态环境，丰富沿线的景观，充分挖掘旅游潜力， 而且可以消除或减轻驾驶人员的疲劳，大大地减少交通事故的发生。 长安大学硕十学位论文 2 2 高速公路景观特点 高速公路景观设计是建立在人的生理学、心理学、美学、交通工程学、汽车运动学、 社会学等相关学科的基础上，其中较为重要的是人的动态视觉、视野、生理、心理感受 与美学要求。由于用路者大多数都是处于不同速度的运动状态中，所以，高速公路景观 的最大特点就是“动”，都是以动态条件下视觉的美感为前提的。 此外，高速公路景观还不同于城市、乡村景观，也有别于自然山水、风景名胜。它 还具有其自身的特点与性质，概括起来有以下几方面： ( 1 ) 构成要素的多元性 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， 道路线形及道路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 景观的质量。 ( 2 ) 时空存在的多维性 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，高速公路景观既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，它又包含一定的社会、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。 2 3 高速公路景观要素 公路景观同其它的景观有很大的区别，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。研究高速公路景观就首先要分析公路景观构成要素。 公路景观构成要素分析主要是对公路自身及其附属工程构造物进行分析，是公路景观的 主要构成部分。 2 3 1 高速公路线形景观要素 道路不仅是交通运输构造物，而且也是人们广泛使用的建筑物。它应使驾驶员在道 o 第一二章高速公路景观设计的基奉理论 路上行车时不感到疲倦，并使旅客在旅行时有欣赏风景的兴趣。道路定线时，应使其形 态柔和优美，并与附近的自然景色和建筑艺术相结合，路线应使其所具有美感得以显露 或强调。在这种情况下，按照景观设计的原则，要求路线采取柔和顺式的空间曲线插入 自然形势之中，但并不要求迁就地形的微小起伏。此外，道路的线形应能提供开阔的视 野，并尽量利用最佳的景观特征以引人入胜，避免使人感觉单调和导致视觉疲劳。道路 线形还要在符合技术要求的条件下，尽量适应地形地貌及自然景观，避免有过大的填挖， 力求与周围景色融为一体，而不露出施工痕迹。破坏不可避免时，应迅速予以治理以恢 复其自然外观。 根据国内外线形设计实践，道路不仅要有圆顺、优美的线形，还要与周围环境相协 调，几何设计中的协调性应包括线形各个组成要素的协调以及与道路与环境的协调，如 图2 1 。此外，还涵盖道路两侧坡面、路肩、分隔带与环境的协调，以及路线在自然景 观中的宏观位置。 2 1 公路线形协调美内容 影响美学的线形景观要素有： 1 ) 平面线形 ( 1 ) 直线 使人感到单调而厌烦的直线，不仅取决于直线的长度，还取决于驾驶员的注意力。 如果驾驶员目不斜视地在长直线上超车，把注意力完全集中到超车动作上，此时即使直 线很长，驾驶员也不会产生单调感。而在不需超车的情况下，在直线上就容易疲劳，试 验表明4 8 k m ( 即在时速9 7 k m h 下行驶3 m i n 的行程) 的直线就会使驾驶员感到单调。 从国内外的研究情况来看，直线长度限制在3 k m 以下是比较合理的，这样就不至于单 纯因直线的关系给驾驶员造成单调厌烦的感觉。直线在美学上的另一缺点是不易与复杂 地形、周围风景融洽配合，不易保证公路线形的连续性。 ( 2 ) 平曲线 1 0 长安人学硕+ 学位论文 平曲线也是常用的线形，与直线不同，它在美学上有很多优点，如富于变化，具有 较好的视线诱导作用等。在其上行驶时，驾驶员须不断地调整行驶方向，能很好地集中 驾驶员的注意力，不易发生松懈疲劳，而且平曲线能较好地利用地形，使线形变化自然、 有节奏，减少工程量，与道路两侧的自然风景也能协调配合，获得美好的侧向景观。但 是，平曲线若处理不当，不仅会使线形显得零乱、有不舒适感，而且对行车安全有潜在 的威胁。调查发现，平曲线转角与事故有相关性，转角愈大，事故率愈高。但转角太小， 又会把曲线长度看得比实际要小，使驾驶员产生急转弯的错觉，造成操作失误。 ( 3 ) 缓和曲线 缓和曲线是指在两个不同曲率的线形之间设置的曲率逐渐变化的过渡曲线。其作用 是保证路线曲率变化柔和、连续，离心力变化平稳，既减小驾驶员和乘客因离心力变化 而产生的不适感，又使驾驶员能从容地操纵方向。同时，缓和曲线可消除平面线形的视 线扭曲，提高视觉上的平顺度，增进线形的连续感和美感，而且为平曲线超高和加宽提 供了易于布置的过渡段。缓和曲线通常有螺旋线、双扭线、回旋线等形式，从美学效果 上看，各种形式差别不大，决定其外观的主要因素是缓和曲线的长度。美国各州公路与 运输工作者协会( a a s h t o ) 建议，当设计车速为9 7 k m h 时，最小缓和曲线长度为5 3 - 6 7 m 。设计车速更高时，缓和曲线的长度也要更长一些，这样才能改善缓和曲线的线形。 2 ) 纵面线形 纵坡与竖曲线构成纵面线形，是公路线形的重要组成部分。纵坡与竖曲线的设计， 除要考虑汽车的动力性能外，更重要的是要考虑如何适应地形，既满足汽车行驶力学和 安全的需要，又满足视觉上的舒适性和美感。因此，在纵坡与竖曲线的设计中，美学问 题尤为重要。从美学上讲，纵坡过大、过长或在一段路内反复出现变坡都是有问题的， 要么破坏线形的连续性，造成“碎坡 ，要么形成视线盲区，影响视距等。特别是在纵 坡与平曲线结合在一起时，纵坡的大小对公路线形外观的影响是至关重要的。所以，陡 而短或反复的纵坡是不可取的。 竖曲线是为保证汽车能平顺通过坡顶或坡底而设置的，因而竖曲线的长度和半径是 决定线形美观和舒适行驶的重要因素。研究发现，人眼对坡度并不很敏感，但对坡度差 却十分敏感。因而短小的竖曲线就会使人产生视觉曲折现象，形成线形不连贯顺畅的感 觉。为此，有关专家曾提出，竖曲线的长度和半径应大大超过行车安全所规定的最小值， 一般竖曲线的长度应为驾驶员开始觉察到竖曲线时的视距或至少为这一视距的0 6 倍。 3 ) 横断面 第二章高速公路景观设计的基奉理论 横断面设计中也应综合地研究降低地形的改变等对景观的影响，在设计、施工、管 理各个阶段确保合理的断面，以创造良好的道路景观。分离式路基中，有平面分离和高 低分离。平面分离不用迁移既存的石碑等历史遗迹资源和移植作为地域象征的树木，而 把他们应用到道路景观中来，有效改善景观。高低分离有利于顺应地形，最小程度改变 地形，与地形相协调，让驾驶员感到道路安全稳定，减轻压迫感。 2 - 3 2 构造物景观要素 公路沿线景观主要指一些构造物，即交通通行设施，包括：桥梁、隧道、跨线桥、 立交桥等人工构造物，它们是公路的一部分，也是公路景观的重要组成部分，其主要功 能是帮助车辆跨越各种障碍( 如河流、峡谷、山脉、交通线路等) 。 1 ) 桥梁景观 桥梁是道路通过江河湖泊、山谷深沟以及其它线路( 如公路、铁路、管线) 等障碍时， 为了保证道路的连续性，充分发挥其正常的运输、通行能力而修建的人工构造物。 桥梁是公路的重要组成部分，不仅是公路的枢纽，而且也是公路的标志性建筑。因 此，在设计中，就更应重视桥梁的美学效果，使桥梁的功能与形式和周围的地物、地貌 有机地结合，共同构成一个新的景观，不至于因为修建了桥梁而破坏了整个原有自然地 理环境的和谐统一。对桥梁建筑的美学设计可从以下几方面进行： ( 1 ) 桥梁形式美 桥梁作为一个建筑物，自身应具有美的属性，建筑形式美的法则是统一、均衡、比 例、尺度、韵律、高潮、设计中的序列等。这些法则是桥梁造型设计的主要原则。美学 家认为表现材料的强度与荷重之间的矛盾是最富动力的美，它的形式也是美的，并将结 构看成美的基础。 ( 2 ) 桥梁功能美 桥梁美是强调美与功能的一致性。桥在交通功能上属于构筑物，必然遵循力学原理 取得组成力系的平衡美，以及材料结构强度充分发挥而产生的明快舒张感，求得内在的 质感美。 ( 3 ) 桥梁与道路协调 桥梁线形是道路线形的一部分，从功能上讲，桥梁与道路协调也要表现桥梁结构和 道路功能的一致，在建筑尺度上也应力求体现这一点。 ( 4 ) 与周围环境协调 1 2 长安大学硕士学位论文 桥梁是风景的一部分，要和自然环境融为一体，有些情况下不应突出，有些情况下 也可能成为环境的主导因素，只有和环境融为一体的设计在美学上才是好的。 2 ) 隧道景观 公路隧道与桥梁一样是公路工程的一个重要组成部分，其主要功能是使车辆在山区 通过时，缩短行驶里程，提高行驶速度，改善行驶环境。从景观设计的角度来看，隧道 洞口设计中比较重要的是体现总体设计和层次设计相结合的思想。隧道洞口的绿化景观 设计非常重要，适当的绿化景观处理可以减少司乘人员进入隧道的心理压抑感，在洞口 种植高大乔木可起到明暗过渡的效果，有效防止进出洞口的光线强烈反差，提高司机的 视觉适应性，有利于行车安全。洞口的景观设计，包括洞口构筑物、边坡、仰坡、绿化、 导引、铭牌、照明等内容，绝不可以把洞口构筑物本身独立出来谈。因此，除了遵循构 筑物的形式美的基本原则外，还必须考虑环境损伤和恢复，与周边环境的协调，甚至文 化含义等内容。 3 ) 立交景观 立体交叉是公路上主要的构造物，立交桥处在道路相交点，用路者在此要做出方向 的选择，同时立交也是道路用路者在行驶过程中看到的道路上主要的垂直景观。立交区 追求视觉效果上的舒适性，是高速公路对外的窗口。作为景观设计，在立交的设计过程 中占有非常重要的地位，它的设计成败直接影响到公路景观的总体，是高等级公路景观 设计中的一个必不可少的部分。 道路景观美学呈线形带状特点，是流动的带状景观，桥梁美学突出雄伟、壮观、呈 静态特征，而立交景观具有多方位多层次观赏的特点，这是由于立交具有多条路相交的 特点，既有直行车道，又有转弯匝道，是两者的集合体，同时层次较多，用路者可以从 不同的层次、方位观赏立交，从总体上或从各个局部来透视立交。 另外，用路者在欣赏立交时，往往呈现动态景观，无论下穿或上跨立交，人们总是 由远及近，从远视观赏立交的整体形象，到中视观赏立交局部形象，并随着方向转换， 从近视观赏细部构造装饰的情况。由此可见，立交美学应满足多方位性特点。这一特点 对立交总体造型、局部美化及细部装饰都提出了更高的要求。 4 ) 服务区与收费站景观 所谓服务区，是为使用者提供停车、休息、餐饮、购物、通讯、维修等一系列服务 的地段，服务项目少的称为停车区，也是服务区的一种形式。高速公路的长度在1 0 0 公 里以上时要设置服务区，一般为每5 0 公里左右设置一处，供司机和乘客停车休息。 第一二章高速公路景观设计的基本理论 服务区内包括变速车道、停车场、加油站、修理站、餐厅、小卖部、厕所等服务设 施。景观设计综合性较强，相对复杂，既要符合功能的要求，同时也要具有较强的景观 美感与适宜的游憩环境。服务区与收费站区的建筑物及构造物一般都较新颖别致，外观 美丽，设施先进，具有较强烈的现代感，视觉感染力极强，而且通常空间较大、用于景 观设计的用地较充足，除周边的大块绿地需要与周围环境背景互相协调外，充分利用原 有地形地貌设计，要求功能明确，使用方便，相对隔离，优雅舒适。以植物造景为主， 结合服务区的特点，适当植树，利用植物的形状、色彩、质感和神韵创造各具特色的环 境景观。空间结构上，绿化应与建筑风格、形式、色彩、质感和功能取得一定程度上的 协调，乡土植物与富有地方风格的建筑按照当地园林的习惯来组景，形成立体景观。从 而使整体环境舒适宜人，轻松活泼，起到良好的旅途休闲目的。同时服务区亦可根据各 自所处的地域特征，通过景观元素的表达，突出地方文化氛围。 收费站是高等级公路的重要设施，收费站的景观主要通过建筑形式的特色来表现， 并体现出地域特色。收费站的建筑形式在满足收费功能的需要的同时还应考虑美的视觉 享受。良好的收费站设计应使司乘人员在收费站短暂停留的过程中，能体会到赏心悦目 的感觉。 2 3 3 绿化景观要素 公路征地范围之内的可绿化场地均属于景观绿化设计的范围，按其不同特点可分为 以下几部分内容：公路沿线附属设施( 服务区、停车区、管理所、养护工区、收费站等) ； 公路边坡及路侧隔离栅以内区域( 含边坡、土路肩、护坡道、隔离栅、隔离栅内侧绿化 带) ；中央分隔带：特殊路段的绿化防护带( 防噪降噪林带、污染气体超标防护林带、戈 壁沙漠区公路防护林) ；取、弃土场的景观美化等。 2 3 4 其它方面 公路景观构成要素除了以上分析的方面，还包括了其它一些方面，如：道路路面的 铺装色彩，目前，公路路面大多数是用水泥混凝土或沥青混凝土铺筑。从美学角度来讲， 这种路面的颜色显得呆板、乏味，使人容易产生疲倦。若采用一些城市道路的做法，用 一些色彩来装饰路面，使行车道、超车道及停车带路肩配以适当的色彩来区分。此种路 面比原混凝土本色要美观，会成为一道亮丽的风景线。同时，行驶在色彩鲜明的彩色路 面上，可以避免驾驶员走错车道和疲劳，提高行车的舒适性。另外，为使行车尽可能舒 适安全，应尽可能遮挡或移除不雅景观，需要对不雅景观区及衰败景观区进行植被恢复， 1 4 长安人学硕士学位论文 且应提前规划以便与公路用地范围的规划相适应。 2 4 高速公路景观设计的原则 我国地域辽阔，各地差异很大，景观在不同地域呈现出不同的特征。在进行高等级 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