童　韜

(招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶　400067)

?

重慶市渝北草統(tǒng)公路設(shè)計中的美學實踐探索

童韜

(招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司， 重慶400067)

摘要：介紹重慶市渝北草坪至統(tǒng)景公路設(shè)計中公路美學的實際運用，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，提出在風景優(yōu)美地區(qū)進行公路設(shè)計時應(yīng)研究沿線風景資源特點。從公路使用者和路外人員的視覺角度出發(fā)，提出使公路技術(shù)要求與公路美學有機結(jié)合的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：線形；公路美學；視覺

在我國古代，人們將“以用為美、以無害為美、以仁為美”為核心價值的和諧美作為審美觀念，這種觀念自始至終影響著人們并逐漸根植心底。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和物質(zhì)條件的極大改善，人們對精神層面的要求和追求也越來越高。對于公路而言，人們不再僅僅滿足于其交通運輸?shù)墓δ?，而是上升到提高公路的美學價值，注重行車舒適性、安全性，且與環(huán)境和諧相融的層面。公路設(shè)計者們也力圖在設(shè)計中實踐美學價值，不僅創(chuàng)造一個優(yōu)美的行車環(huán)境，而且還為周邊景觀環(huán)境涂抹上一筆亮麗的色彩。

2015年，在重慶市舉辦的“發(fā)現(xiàn)重慶之美·重慶橋梁科技科普展暨首屆重慶最美橋梁評選”活動中，被網(wǎng)友和攝友稱為“重慶本土牛背山”的周家山大橋被列入20座候選橋梁名單。作為渝北草坪至統(tǒng)景2級公路(簡稱草統(tǒng)公路)上的一座橋梁，周家山大橋能與大江大河上其他雄偉橋梁一并候選，足見人們對其美學價值的認可。另外，草統(tǒng)公路也被本土媒體譽為“重慶最美的8條鄉(xiāng)村公路”之一，因此，本文將以草統(tǒng)公路為切入點，分析其設(shè)計中的美學實踐。

1項目概況

根據(jù)《重慶市渝北區(qū)城鎮(zhèn)體系規(guī)劃》，渝北區(qū)將在2020年建設(shè)成為經(jīng)濟高效持續(xù)發(fā)展、社會穩(wěn)定進步、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、人民生活富裕，富有歷史文化和山水園林特色的現(xiàn)代化區(qū)域性中心城市。統(tǒng)景是重慶市著名的溫泉度假區(qū)和渝北區(qū)旅游業(yè)發(fā)展的重點，也是區(qū)域公路布局的重點。草統(tǒng)公路為重慶市渝北區(qū)“五縱五橫“路網(wǎng)的組成部分，它的建成將完善渝北區(qū)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不僅可使渝北區(qū)的交通條件得到長足發(fā)展，為城市的騰飛創(chuàng)造有力的基礎(chǔ)條件，而且還將有利于開發(fā)該地區(qū)豐富的旅游資源，促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

1.1項目功能定位

渝北區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃確定了草統(tǒng)公路以完善路網(wǎng)和開發(fā)地區(qū)旅游資源為主的功能定位，故其設(shè)計目標并非僅僅是具有交通功能的2級公路，還應(yīng)是一條將人們從景區(qū)外圍逐漸引向景區(qū)核心，且其自身也將成為景觀重要組成部分的旅游公路。

1.2技術(shù)標準采用

在草統(tǒng)公路工程可行性研究階段，全線被確定為設(shè)計車速60 km/h的2級公路，后經(jīng)現(xiàn)場勘查及對起點段地形進行分析，發(fā)現(xiàn)起點段臨近G210渝鄰高速公路草坪立交收費站進出口，實際車速較低；該段地形條件較為復(fù)雜，路線基本上沿溝谷山體坡面布設(shè)，受路線走向、起點高程及周家山大橋橋頭高程的控制，該段平均縱坡達5.43%(路段長1 140 m)。若采用較高的設(shè)計標準，勢必造成高填深挖，不利于環(huán)境保護和視覺景觀。經(jīng)論證，認為可分段靈活采用不同的設(shè)計標準符合實際運行車速。因此，確定該段采用40 km/h的行車速度，起點段最小平曲線半徑為90 m，最大縱坡采用7%，其他段落則按照60 km/h的標準進行設(shè)計。

2公路設(shè)計中的美學原則

2.1國內(nèi)外公路美學研究

國外關(guān)于公路美學的相關(guān)研究已經(jīng)開展50多年。美國1977年出版的《實用公路美學》比較全面地總結(jié)了公路美學的成果。德國的漢斯·洛倫茨在其《公路線形與環(huán)境設(shè)計》中，從道路視覺角度研究了公路美學。此外，蘇聯(lián)的《公路美學》《公路景觀規(guī)范》以及日本、蘇聯(lián)分別出版的《直觀圖在公路設(shè)計中的應(yīng)用》等書籍均在視覺原理的基礎(chǔ)上研究了線形美學。從20世紀80 年代開始，國內(nèi)眾多學者和公路設(shè)計人員在國外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，從視覺及動視覺原理角度進行了公路美學研究，如張陽的《公路景觀學》、熊廣忠的《公路美學概論》、劉朝暉及張映雪主編的《公路線形與環(huán)境設(shè)計》、鄧衛(wèi)東等撰寫的《公路景觀規(guī)劃與營造》。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家和公眾對自然環(huán)境的保護和對公路美化的要求越來越高，不僅在設(shè)計規(guī)范內(nèi)納入了涉及公路美學的相關(guān)條文，而且新的設(shè)計理念也更加重視環(huán)境景觀選線[1]。

2.2公路美學原則

國內(nèi)外公路美學的相關(guān)研究指出，優(yōu)美的公路外觀主要取決于路線與地形的適應(yīng)程度以及平、縱面幾何線形的配合情況，所以從根本上說，公路美學主要牽涉2方面的問題，即路線內(nèi)部協(xié)調(diào)和路線與外部協(xié)調(diào)(與環(huán)境協(xié)調(diào))。圍繞這2方面的協(xié)調(diào)關(guān)系衍生出了公路設(shè)計中如下幾個主要美學原則。

1) 線路要有優(yōu)美的三維空間外觀，要求線形流暢不別扭，并強調(diào)動態(tài)過程中線形的連續(xù)性。

2) 路線要適應(yīng)地形，縮小公路及其結(jié)構(gòu)物的視覺規(guī)模，使公路與周邊環(huán)境融為一體。

3) 充分利用沿線及周圍風景資源，視野要具有多樣統(tǒng)一性，避免單調(diào)與雜亂。

4) 與環(huán)境協(xié)調(diào)，保護和利用現(xiàn)有環(huán)境，注意消隱或修飾施工痕跡，無需刻意雕琢，盡量采用綠化適當恢復(fù)其自然外觀。

3項目設(shè)計中的公路美學運用與實踐

3.1草統(tǒng)路自然地理條件及景觀特點

草統(tǒng)公路沿線屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，大陸性季風氣候顯著，氣候溫暖潮濕，具有春旱夏長、冬季多霧等自然特點。整個區(qū)域呈現(xiàn)由華鎣山脈、銅鑼山脈、明月山脈的3條西北-東南條狀山脈與寬谷丘陵交互組成的平行嶺谷景觀，春夏季滿目翠綠與紅火，秋冬時則云海起伏，如夢如幻。在風景優(yōu)美的山區(qū)，如何設(shè)計出優(yōu)美、視覺連續(xù)的公路線路，如何將平行嶺谷景觀、春夏與秋冬的不同氣象景觀納入公路設(shè)計，既保護環(huán)境又與之協(xié)調(diào)，合理運用公路美學設(shè)計原則并從公路使用者視覺角度進行設(shè)計至關(guān)重要。

3.2公路線形的自身協(xié)調(diào)

3.2.1基于視覺角度的線形美學

線形美學主要目的就是使公路自身的要素相互協(xié)調(diào)。直線是公路設(shè)計中最常用的線形之一，其方向明確，視野開闊，除了提供最短的路徑外，還能提供一個有力的視軸，把視線引向一定距離的美景，增強道路畫面的美感。因此，有研究者提出，在設(shè)計一條新的公路時，為了使駕駛者在穿越風景區(qū)時感興趣，要有計劃地提供一系列直線視軸。但是，直線由于其均勻性不可避免會帶給駕乘人員單調(diào)感和疲勞感，以至產(chǎn)生危險。如果沒有安全感，不管公路多么優(yōu)美，都不可能被認為在美學上是滿意的[2]。在山區(qū)公路設(shè)計中，曲線卻能更好地適應(yīng)地形，并可減少工程量，且視線富于變化。但曲線較直線增長了繞行距離，過大或者過小的轉(zhuǎn)角均會給駕駛者帶來錯覺，過于頻繁的方向改變會讓路線變得零碎，給行車安全帶來隱患。因此，合理利用直線與曲線的組合設(shè)計，遵循“宜直則直，宜曲則曲，曲直相宜”的原則不僅可塑造順適、連續(xù)、優(yōu)美的道路線形，還能給道路使用者帶來良好的視覺感受。

3.2.2從視覺角度進行路線設(shè)計

由于草統(tǒng)公路后半段以隧道為主，所以其起點至周家山大橋段是整個草統(tǒng)公路中風景展示的路段。設(shè)計初期，在仔細分析該段地形及不同季節(jié)氣候特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)沿等高線布設(shè)路線最易與周圍景觀協(xié)調(diào)的美學原則[3]，路線設(shè)計更多地從用路者視覺角度出發(fā)，順應(yīng)自然地形的走勢，利用正對平行嶺谷風景的景觀視軸進行布線，將該區(qū)域廣闊美景盡收眼底[4]。

平面設(shè)計時，避免了反向曲線間的短直線、斷背曲線、小偏角(草統(tǒng)公路路線最小偏角不小于10°)及任意取直。為減少對山體的開挖，以及對周家山大橋橋頭農(nóng)田占用和農(nóng)家房屋的征拆，同時為避免直線的單調(diào)感，在周家山大橋草坪鄉(xiāng)岸橋頭引入順應(yīng)山區(qū)地形的連續(xù)曲線，相鄰曲線半徑R及緩和曲線參數(shù)A的比值均不超過1.2，R/3≤A≤R；緩和曲線與圓曲線長度比例為1∶1∶1，參數(shù)均衡連續(xù)，線形流動順暢，如圖1所示?？v面設(shè)計時，均采用大于從視覺要求的豎曲線最小半徑而非規(guī)范要求的最小取值，避免產(chǎn)生短小豎曲線帶來暗凹和駝峰的視覺中斷。路線規(guī)范及視覺要求的最小豎曲線取值見表1、表2。橫斷面設(shè)計時，采用了可跨越的蓋板邊溝，不僅可拓寬橫向視覺，消除駕駛者的緊張壓迫感并增強其安全感，而且還讓人能夠心情舒暢、放松地欣賞沿途美景。盡管受多種因素的制約，山區(qū)公路不可能達到實現(xiàn)平縱曲線一一對應(yīng)的理想狀態(tài)，但是草統(tǒng)公路設(shè)計時采用平縱曲線頂點錯開不超過平曲線長度1/4的設(shè)計原則，并避免豎曲線與緩和曲線的組合，道路平縱組合設(shè)計良好，建成后的公路視覺舒適連續(xù)，如圖2所示。路面采用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，色澤清晰與劃線有較好的色差，不僅可使路緣帶整齊美觀，而且還十分顯著地強調(diào)了路線的走向，顯示了良好的視覺誘導(dǎo)[5]。公路建成的直線及曲線景觀如圖3所示。

注：R為平曲線半徑，m；A為緩和曲線參數(shù)。下同。

設(shè)計速度/(km·h-1)120100806040凹曲線最小半徑/m4000300020001000450凸曲線最小半徑/m11000650030001400450

表2　視覺要求的豎曲線最小半徑

注：1.T為豎曲線切線長，E為外距；2.單位：m。

圖3　公路建成后的直線及曲線景觀

由于草統(tǒng)公路路線各設(shè)計參數(shù)間良好的協(xié)調(diào)性減少了對環(huán)境的破壞，讓周家山大橋橋位平縱線形更加流動柔美，不至于讓橋梁在整體景觀中顯得突兀和僵硬。同時，在橋梁引道上利用平面曲線為用路者提供了理想的側(cè)向景觀，用路者從橋梁兩端曲線部分可以透視其側(cè)面，看到橋梁優(yōu)美、簡潔的造型與絢麗的美景。草統(tǒng)公路起點至周家山大橋段路線平面如圖4所示。

圖4　草統(tǒng)公路起點至周家山大橋段路線平面示意

草統(tǒng)公路設(shè)計時，考慮利用溝谷間順適連續(xù)的曲線將人們逐漸帶入佳境，并利用強有力的直線視軸帶給人們震撼的視覺景觀，給公路使用者和路外觀景者帶來了“霧來，蓬萊仙山云海間；霧去，日出江花紅勝火”水墨山水畫般美妙的視覺享受，如圖5、圖6所示。

圖5　霧來，蓬萊仙山云海間

3.3公路與環(huán)境的協(xié)調(diào)

公路與環(huán)境的協(xié)調(diào)主要體現(xiàn)在2方面：一是用路者在公路上行駛時，視野中有優(yōu)美的線形和其與優(yōu)美環(huán)境結(jié)合的印象(內(nèi)部協(xié)調(diào)性)；二是公路融入環(huán)境并成為風景的一部分(外部協(xié)調(diào)性)。其中，內(nèi)部的協(xié)調(diào)性前文已經(jīng)闡述。對于外部協(xié)調(diào)性而言，最為重要的首先是適應(yīng)地形；其次道路不應(yīng)支配環(huán)境，而是應(yīng)與景色混成一體并與之協(xié)調(diào)，充分發(fā)現(xiàn)和挖掘沿線景觀[6]。

圖6　霧去，日出江花紅勝火

3.3.1發(fā)現(xiàn)并利用景觀的路線設(shè)計[7]

草統(tǒng)公路設(shè)計初期，提出了如圖7所示的K線和A線2種路線方案。K線方案：即起點接草坪立交收費站后，隨地形走勢布線1.4 km后，沿垂直平行嶺谷方向設(shè)置周家山大橋跨越溝谷。A線方案：即鑒于起點段高差較大，為延長路線并降低縱坡，利用平行山嶺及溝谷地形迂回展線。本文從環(huán)境保護、橋隧規(guī)模、視覺規(guī)模、景觀效果、速度與視野的關(guān)系等方面對2種方案進行了比較，見表3。其中，速度與視野關(guān)系見表4。

表3　A線及K線方案比較

表4　速度與視野的關(guān)系[8]

經(jīng)對上述2種方案進行綜合比選后，確定采用能充分利用風景并沿景觀視軸布設(shè)的K線方案，建成后的公路實景效果對其也予以了印證。

圖7　A線及K線路線視野分析平面示意

3.3.2縮減視覺規(guī)模的設(shè)計措施

公路與環(huán)境的協(xié)調(diào)性主要是一個視覺和比例問題。在草統(tǒng)公路路線、防護、結(jié)構(gòu)物及綠化等方面的設(shè)計中，還采取了縮減視覺規(guī)模、加強公路與環(huán)境協(xié)調(diào)的措施：1) 由于曲線路段前方視野受限，相比直線段開闊的視覺規(guī)模要小，能與環(huán)境很好地協(xié)調(diào)，故草統(tǒng)公路設(shè)計時，除隧道及大橋段主要采用直線外，其余段落主要采用曲線進行路線布設(shè)，建成后的直線及曲線段道路與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性好，如圖3所示。2) 路基防護設(shè)計時，采用化高為低、化大為小的方法將邊坡大體量的防護支擋結(jié)構(gòu)高度降低，并利用支擋結(jié)構(gòu)收縮填方坡腳，縮小公路視覺規(guī)模，如圖8、圖9所示。3) 橋梁主跨采用由梁和橋墩剛接構(gòu)成的剛構(gòu)橋，其可使橋梁斷面減小，從而在縮小視覺規(guī)模的同時，更顯既有力度又簡練挺拔的輕快感。4) 在支擋結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置綠化平臺，因為隨著時間推移，平臺內(nèi)的綠化植物與原邊坡植被將混為一體，從而可有效地縮小公路視覺規(guī)模，消除施工痕跡。

3.3.3與環(huán)境和諧融合的橋位及橋型設(shè)計

特別值得一提的是，在周家山大橋橋位擬定時，既考慮了充分利用山勢布設(shè)，刻意避開臨近的農(nóng)家小院和溝間梯田，又不遠離其所在。橋型方案采用了簡潔、線條流暢的連續(xù)剛構(gòu)(主跨)+先簡支后連續(xù)T梁(引橋)，巧妙地構(gòu)建了“橋·流水·人家”的詩意畫面，如圖10所示。圖10中展示出結(jié)構(gòu)的剛度和線形的柔美，群山的雄偉和云海的多姿變幻，2種剛?cè)岷椭C相融，多樣又統(tǒng)一。跨越溝谷的橋與跨越云海的橋亦真亦幻，相得益彰，如圖11所示。周家山大橋橋梁結(jié)構(gòu)雖然普通，但既不失自我，又不主導(dǎo)整體景觀，與周圍自然環(huán)境和諧地融為一體，是整條草統(tǒng)公路的點睛之筆，不僅為前往景區(qū)的廣大群眾和攝影愛好者提供了一條快捷的交通通道，而且還開發(fā)了風景，提供了一處欣賞美景、享受生活的去處。

圖8　低矮的護面墻及墻頂綠化

圖9　設(shè)置擋土墻以收縮填方坡腳

圖10　清晨，溝間梯田與橋旁靜謐的農(nóng)家小院

圖11　云海之上的周家山大橋

4結(jié)束語

公路設(shè)計中的美學原則很多，每條公路都有其唯一性和自身特點，設(shè)計時無法一一加以實踐和運用。目前，一些公路美學原則已納入設(shè)計規(guī)范中，一些還在研究探索之中。如何在公路設(shè)計中更好地運用美學原則，除需更深入理解設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)美學或視覺原理外，還需設(shè)計者提高自身的美學修養(yǎng)，并不斷總結(jié)完善。在路線及總體設(shè)計初期設(shè)計者就應(yīng)與景觀專業(yè)人員進行有效溝通，對沿線地形、氣候及風景特點進行分析研究，并有意識地運用設(shè)計中的美學原則來充分挖掘和利用沿線風景，而非公路土建設(shè)計之后再通過專門的景觀設(shè)計加以彌補和完善，以使公路設(shè)計真正成為一個創(chuàng)作過程，從而為公眾奉獻出具有“功能美”“形式美”且與環(huán)境和諧的設(shè)計產(chǎn)品，創(chuàng)造良好的社會效益。

參 考 文 獻

[1]錢國超.高速公路創(chuàng)新設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]美國土木工程師協(xié)會.實用公路美學(美國)[M].北京：人民交通出版社，1981.

[3]劉朝暉，張映雪.公路線形與環(huán)境設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2003.

[4]張陽.公路景觀學[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2004.

[5]熊廣忠.公路美學概論[M].北京：人民交通出版社，2014.

[6]鄧衛(wèi)東.公路景觀規(guī)劃與營造[M].北京：人民出版社，2011.

[7]張祖才.公路美學設(shè)計的討論[J].中國公路學報，1989(4)：9-17.

[8]潘兵宏，趙一飛，梁孝忠.動視覺原理在公路線形設(shè)計中的應(yīng)用[J].長安大學學報(自然科學版)，2004(6)：20-24.

Practical Exploitation of Aesthetics in Design of Chongqing Yubei Caoping—Tongjing Highway

TONG Tao

Abstract:This paper introduces practical utilization of aesthetics in design of Chongqing Yubei Caoping—Tongjing Highway, summarizes the related experiences and proposes to study the features of landscape resources along the line in design of highways in scenic areas. From the visual viewpoint of highway users and off-road persons, the paper proposes a design idea for organic combination between technical requirements for highway and highway aesthetics.

Keywords:line type; highway aesthetics; visual

文章編號：1009-6477(2016)02-0143-06

中圖分類號：U412.36

文獻標識碼：A

作者簡介：童韜(1974-)，男，四川省萬源市人，本科，高工。

收稿日期：2015-11-19

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.02.031