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浅谈美国公路景观及环境设计
【摘 要】本文对美国公路景观及环境设计进行了简要介绍，以期对我国公路景观设计的开展有一定的借鉴和参考作用。
【关键词】公路景观 环境 设计
美国号称“车轮上的国家”，汽车不仅改变了美国人的生活方式，并且融入了美国人的个性，进而形成了一种文化，对他们的生活具有广泛而深远的影响。驾车旅游、享受沿途美景是许多美国人最常见的休闲方式，不管是工作或是出游，他们始终在追求一种行车的体验和乐趣。公路作为交通运输的载体，既是重要的基础设施，同时又承载着展示丰富多彩的地域景观，营造安全、舒适、宜人的行车环境的使命，因此，美国的公路建设者十分重视公路景观和环境保护工作。同时，美国作为现代景观设计的发源地，其景观设计思想对公路景观及环境设计具有较大的影响。现代景观的突出特点是将整个国土面积作为规划区域，而景观的多样性在一定程度上则需要靠公路交通系统的支撑。为指导公路景观及环境设计，美国公路与运输员工协会（AASHTO）出版发行了交通景观及环境设计指南，许多州的公路运输管理机构也出台了相应的公路景观设计指南，来指导公路景观建设。美国的公路景观及环境设计指南对我国公路景观设计具有较大的参考和借鉴价值，本文对此予以介绍，以期推动我国公路景观设计健康发展。
1 公路交通景观及环境综合设计
公路景观及环境设计目标包括：保护敏感陆地和水体、增强公路交通设施与周围环境的相容性、提高项目的视觉质量、减轻对环境的负面影响等。为此，公路交通项目自规划和选线开始，就依照国家环境政策法规进行环境的规划和研究，确定景观及环境设计原则，并贯穿在公路设计、施工、运营和维护等全过程。
景观和环境设计由多专业、多学科共同协作完成。这些学科包括环境科学（如土壤科学、水和空气化学、生物学、植物学、园艺学、森林学等），社会科学（如社会学、经济学、政治学、公共关系学等）以及规划设计专业（如城市和交通规划、工程学、建筑学、景观设计、建设管理等）。这种协作始于项目的早期阶段，确保项目团队能代表不同学科的结合。
2 公路设计中重点考虑的景观和环境元素
2.1 土地、水体和视觉质量的保护
在公路设计中采取一切措施尽力避免或减轻对现有的林地、湿地、冲积平原、池塘、河流和小溪的扰动。农田、牧场、山脉、村庄、历史遗迹和引人注目的建筑都是景观的显著成分，代表了一定区域的特征，通过调整公路的线形和纵断面而使上述景观特征成为公路使用者行车体验的一部分。在显著的或典型的风景区设置休息区或观景台。为给使用者提供愉快的旅行感受，把景观作为重要部分进行考虑，使其与环境融为一体。视觉质量在设计概念中是不可缺少的组成成分，能使公路在其所处环境中得到最适宜的发展。
2.2 自然地形的保护
为把公路对自然特征的干扰降到最低水平，设计中对关键区域开展三维研究，并详细考虑纵断面、线形、坡度以及排水系统的位置。在弯曲的交叉部分采用最低的挖方填方和适当的圆形坡面，以利于交通安全、侵蚀控制和维护管理。取土场和弃土场尽最大努力减小或避免给景观留下伤痕，并把它们设计和建造成最佳的长期土地利用形式，如供休闲娱乐的池塘、湿地、农田或其它开发。
2.3 现有及潜在的土地利用
现有和潜在的土地利用在公路设计的最早阶段就首先给予考虑，并作为公路带来效益的一部分进行评价。公路建设用地应满足以下需要：公路与相邻环境的缓冲和过渡区；风景区土地的保护和保留；湿地、溪流、冲积平原的保护和保留；历史遗迹区域的保护；为司机和乘客提供便利的空间，如休息区、风景观赏区等。
3 环境设计
3.1 视觉质量
视觉质量往往是公众是否接受某一项目的关键。因此，设计时把项目的最后视觉影响包括减缓措施绘制成效果图，并以此与社区公众进行沟通。一旦视觉评价完成，决策者就对评价结果进行考虑，并予以概括总结、纳入环境文件之中。
3.2 排水设施
排水设施是公路系统的一个基本元素，对公路系统结构的完整性、安全性以及周围区域的环境质量具有很大影响，为保护生态环境，一般采用如下排水设施。
（1）植草排水路线：植草排水路线能够防护路侧和水道的土壤侵蚀，为净化路面径流的污染物质提供了生物过滤系统，从而使排入敏感水体的水质不至于降低。植草排水路线既可是沟道，也可是宽阔的表面供地面排水之用。
（2）导流渠：在公路建设中，生物学家和其他环境学科的研究人员与水体力学工程师密切合作，共同为鱼类提供适宜的栖息地和回游通道。设计者努力使导流渠保持原有水道的水力学特征，确保导流渠道对溪流的上游和下游特征均无负面影响。
（3）鱼类通道和涵洞设置
公路涵洞允许鱼类逆流通过的能力与其泄洪能力一样重要。在美国的许多州，法令要求所有的涵洞设计都应该提供足够的鱼类回游通道，有些州还制定了一些法律要求在建造涵洞之前要先取得州渔业管理部门颁发的许可证。涵洞出口水流的速度应该经过计算，与通过涵洞的回游迁徙的那些鱼类的运动能力相一致。
（4）雨水管理设施：根据雨水管理规程要求，对假定的降雨量来说，从公路径流出的水流速度不能超过同等降雨条件下从未开发区域流出的水流速度。水流速度可以通过雨水滞留或雨水保持进行控制。雨水滞留是指先储存起来再以特定的低速排出的办法控制雨水，雨水保持是指把雨水保留在其原有位置，而不从这一位置流出，通过蒸发或渗透排除雨水。
3.3 湿地及冲积平原的创建和恢复
当建设项目涉及湿地时，尽量减轻公路建设对湿地的影响。首先是在可能的情况下通过修改线路避免对湿地的影响，其次优先考虑的措施是通过选择影响最小的路线最大程度地降低对湿地的损坏，第三是采取补偿措施，用不同的方式创建人工湿地。对公路建设留下的取土坑、雨水沉淀池和路侧边沟，通过设计用来保留雨水，发挥湿地功能。
3.4 声环境保护设计
交通噪声是公路沿线居民抱怨最多的环境问题，降低噪声的措施包括降低道路线位、把路线线位从声敏感点移开、用植物缓冲带在心理上减轻公路噪声的影响等。但在公路靠近居住区和其它噪声敏感点的地方，声屏障往往是减小噪声影响的唯一可行的解决办法。声屏障可以建成独立的墙体结构，材料有木质的、混凝土的、金属的、石头的、砖砌的和泥土堆砌的等。声屏障除高度、位置及结构设计外，同时还要考虑诸如排水、除雪、安全、造价、美学及养护管理等因素，并考虑社区居民和司乘人员的视觉效果。
4 景观设计
安全性、功能性、经济性、环境的兼容性和景观美学是公路设计的重要因素。公路设计是由许多成分组成的，包括线形、纵断面、交叉区、边坡、排水、建筑、交通设施和植物种植等。对特定项目设计时发展和精练这些成分，解决交通问题、场所特征和环境问题。
4.1 线形和纵断面设计
公路本身作为景观的主要元素，与其环境之间的视觉兼容性在很大程度上取决于线形和纵断面，设计时通过与自然地形的协调增强地区景色的美感。在地形陡峭的地方，采用分幅建设，把土方工程降到最低，避免对边坡的过多开挖，以够减少对敏感环境破坏。
4.2 横断面和边坡设计
横断面决定了路侧与路面以及公路其它组成部分如挡土墙、沿街道路、排水设施等之间的相互关系。横断面的设计会影响公路占地、排水、植被恢复、美学、噪声和当地空气质量等各个方面。采用挡土墙时注意建筑学和美学功能，挡土墙的顶线设计成平行的或台阶式的。高的挡土墙可以选择台阶式，并在每层台阶栽植植物。坡度是横断面设计的一个重要方面，一般采用较缓的坡度以利于恢复植被，控制侵蚀或减轻视觉影响。坡面适度粗糙以利于保持种子和水分，促进植被恢复。挖掘出的大的石块，有时作为露出地面的岩石进行保留，形成独特的岩石景观。防止挖方和填方部位产生角度，达到自然的外观效果。边坡顶部和底部边缘通常做成圆形。对排水洼地、滞留池和其它设施也应使其形状和边缘成圆形结构。
4.3 路侧设计
路侧设计中，进行基本的功能性栽植和随机种植乡土树木及野生花卉，以便与其所处的环境相一致和协调。尽量保留路侧的自然植被，保护路侧树木并把它们纳入路侧设计之中。当公路横穿森林地带时，考虑选择性地砍伐或稀疏森林植被，开辟出引人入胜的风景线，森林和空旷地之间的边界保持波浪起伏的自然形状。对路内的考古学遗址进行特殊保护，同时保护特定的风景资源，如树木、凸出的岩石或某些景色。
4.4 中央分隔带设计
基于经济的或环境方面的原因，设置宽的中央分隔带往往不现实，这就需要设置防护栏。采用既能控制积雪又能保留防车灯眩光的植物栽植设计方案，用较少的投资使公路的美学功能得到加强。因为中央分隔带区域很难实施管理操作，所以选用耐粗放管理择的植物。
4.5 立交区景观设计
立交区设计时对原有自然特征如小型湿地、溪流、岩石和树木等予以保存。并对立交区所有的组成成分，包括建筑设计、结构和细节设计、栏杆、灯光、坡度线和植物种植等，进行精心设计以达到精雕细琢的质量效果。
4.6 公路建筑及交通设施景观设计
（1）公路建筑：建筑对公路视觉质量有强烈影响，因此，对建筑美学包括尺度、比例、形式、线条、质地、色彩和其它艺术及建筑原则等都给予了特别关注。桥梁设计时除考虑桥梁的建筑美学外，桥梁的栏杆采用通透形式以便司机和乘客能够欣赏引人入胜的河流和水体景色。声屏障外形选择考虑邻近地区的视觉效果和从公路上看的视觉效果，注意质地和色彩，并通过植物栽植美化声屏障的外观。
（2）交通辅助设施：对标识、照明、栏杆、围篱和护栏设施的形式和位置进行认真考虑，做到协调一致，减少对司乘人员的视觉干扰。例如，护栏靠近桥墩时将公路护栏和桥梁护栏合并起来；供电线路应尽可能地埋入地下；照明、标识及其它设备的立柱统一设计，尽量简化；光源和标识位置避免与树木产生冲突；在风景名胜区公路的辅助设施要能反映这一地区的独特性。
4.7 水土保持设计
努力使公路与地形相适合以便尽可能减小造成的干扰，同时尽量减小自然溪流、河道等地面水体的变化。在条件许可的情况下，尽量放缓边坡，使坡顶和坡脚呈适当的圆形形状，并在挖方和填方之间采用适当的坡度转换，促进在坡面营建良好的植被，减少维护管理。把排水系统、防护衬砌与相应的植物措施结合起来，为水土保持提供最佳方案。
4.8 植物种植设计
（1）交通安全栽植
防眩栽植：在中央分隔带、互通立交回转线、临街道、停车场等区域通过植物（主要是灌木）栽植减轻眩光，改善夜晚行车的视线状况，防止眩光造成事故。防眩植物选用致密、多分枝的种类，并能够忍受最低程度的养护管理、有足够的高度以满足其功能的发挥。
指示栽植：在中央分隔带、曲线外侧栽植灌丛或树木可以为行车者引导方向，在有雾、下雪或暴雨的气候条件下，或夜间行车时，植物还可以通过取景或构成背景来帮助行车者看清指示标识。
控制积雪和沙丘的移动：在雪带区域和风沙严重的地区，采用防雪（沙）绿篱控制积雪和沙丘的移动，既降低维护管理费用、提高行车安全性，又极大地改善路侧的外观质量。
缓和行车者的心理：通过植物栽植缓和生硬的公路构筑物，减轻长距离驾车而产生的疲劳。如用指示栽植来强调方向的变化，帮助驾驶人员识别公路曲线的轮廓；在立交区内种植高大的树木，使其景观效果显著；陡峭的挖方坡面用垂直绿化或水平种植形式进行协调，缓和陡峭的感觉。
（2）减轻环境影响的植物栽植
减轻交通噪声影响：通过植物栽植把噪声源屏蔽在视线之外，一来降低噪声，二来减轻人们的烦恼和对噪声问题的意识。作为声屏障设计的一部分，植物栽植可以软化声屏障的视觉效果，减弱人们对声屏障厚重的感受。
提供野生动物栖息地：设计中尽量保存公路用地范围现有树木和灌丛，限制割除禾草以加快乡土植物生长恢复进程。栽植对野生动物尤其是鸟类来说具有更高价值的树木和灌丛，或者在某一区域专门营建野生动物栖息地，为野生动物提供栖息的。
恢复破坏的植被：植被恢复设计中鼓励和提倡通过邻近种子的播种完成乡土植物的重建，以实现公路与周围区域的自然融合，并通过种植幼龄树木或灌丛来加快速度和补充自然恢复的不足。
（3）美学栽植
改善视觉质量：通过植物栽植提高公路的视觉质量，创造出安全宜人的公路环境。桥梁建筑和墙体运用树木、灌丛、地被植物以及藤本来装饰增强其景观效果；采用树木和灌丛在行车路线和邻近开发地区之间提供绿色缓冲区域；栽种观花乔木、花灌木和野生花卉改善公路环境，为司乘人员和邻近的居民提供赏心悦目的、丰富多彩的公路景观。
遮蔽令人讨厌的景色和物体：对公路视线范围内不愉快的景色和物体采用种植植物的方式遮蔽，一般采用常绿树种占优势、配合使用落叶植物，以实现与周围环境在季节色彩和构造上的连续性。
5 结 语
随着经济建设的飞速发展，作为国民经济的重要基础设施，我国公路交通事业正面临快速发展的战略机遇期，高速公路建设方兴未艾、旅游公路建设蓬勃开展、农村公路建设任重道远。由于公路景观及环境设计方面的研究稍显滞后，明显不能满足公路交通发展形势的需要，设计理念陈旧、手法单一以及认识上的误区使我国公路景观设计具有较大的局限性。美国是公路交通最发达的国家，也是开展公路景观及环境设计研究较早的国家，其具体做法对我国公路景观的设计和完善会有不少启发。
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