淺談山地城市道路的綠色化設(shè)計(jì)

呂文捷

【摘要】綠色交通理念不僅涵蓋了出行方式、交通工具和交通管理方面，還涵蓋了道路本身，道路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、線形條件直接影響汽車的油耗和排放。通常的道路設(shè)計(jì)往往只注重工程本身的經(jīng)濟(jì)性和安全性，忽略了建設(shè)期間的生態(tài)環(huán)保、資源消耗以及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中汽車的PM2.5和CO2排放。本文從一個(gè)道路設(shè)計(jì)師的角度，闡述綠色交通理念在山地城市道路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】山地城市、道路設(shè)計(jì)、綠色交通

引言

我國(guó)西部地區(qū)目前正處于城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)過(guò)程中，與城市大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)相伴而來(lái)的則是生態(tài)環(huán)境的惡化、能源的高消耗和二氧化碳的高排放。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、汽車時(shí)代的到來(lái)，城市道路擁堵現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，汽車尾氣排放污染已經(jīng)取代了煤煙污染成為了許多城市大氣污染的主要來(lái)源。

為應(yīng)對(duì)氣候變化和不斷惡化的生存環(huán)境，如何運(yùn)用綠色交通、低碳、生態(tài)的理念，緩減城市道路交通擁堵問(wèn)題，降低汽車尾氣排放；如何利用有限的資源和代價(jià)，設(shè)計(jì)和打造可持續(xù)發(fā)展的城市道路交通系統(tǒng)，特別是在重慶這樣一個(gè)山地城市就變得尤為重要。

1 綠色交通、低碳、生態(tài)的概念

通常綠色交通是指為了減輕交通擁擠、降低污染、節(jié)省建設(shè)和維護(hù)成本而發(fā)展的低污染、有利于環(huán)境保護(hù)、多元化的城市交通工具和設(shè)施，來(lái)完成社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展的交通體系。綠色交通是通達(dá)有序、安全舒適、低能耗低污染三個(gè)方面的有機(jī)結(jié)合，它與解決環(huán)境污染問(wèn)題的可持續(xù)性發(fā)展概念一脈相承，它強(qiáng)調(diào)的是城市交通的“綠色性”。

低碳、生態(tài)理論與綠色交通理論的核心是一致的，是通過(guò)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、資源循環(huán)再生利用，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處，建立資源節(jié)約、環(huán)境友好、社會(huì)和諧的現(xiàn)代城市，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

2 山地城市道路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

因地形起伏大、工程地質(zhì)復(fù)雜，山地城市的道路設(shè)計(jì)面臨更多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要考慮的影響因素更廣泛，主要表現(xiàn)有如下特點(diǎn)：一是城市被河流或山脈分隔，城市道路涉及到的橋梁、隧道工程多，工程投資大；二是由于地形起伏大，路基深挖高填，土石方數(shù)量大，邊坡支擋結(jié)構(gòu)多，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響大；三是為克服地形和高差，道路勢(shì)必采用較大的縱坡，從而帶來(lái)機(jī)動(dòng)車油耗和CO2排放量的大幅增加；四是道路與周邊地塊使用之間的協(xié)調(diào)難度大。

3 山地城市道路的綠色化設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面

3.1 平面設(shè)計(jì)

在道路平面設(shè)計(jì)中，要充分分析地形地貌的特點(diǎn)、工程地質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況，結(jié)合城市用地規(guī)劃，運(yùn)用綠色交通的理念，采用地質(zhì)選線、生態(tài)環(huán)保選線等手段來(lái)開(kāi)展道路平面設(shè)計(jì)。

山地城市通常被河流或山脈分隔成多個(gè)區(qū)域，從而形成組團(tuán)式的城市形態(tài)和空間布局。在地形平緩的區(qū)域通常采用交通功能強(qiáng)的方格網(wǎng)式路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而自由式路網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加適應(yīng)起伏較大的地形。在組團(tuán)與組團(tuán)之間或臺(tái)地與臺(tái)地之間，通常選擇有利的地形，規(guī)劃設(shè)計(jì)一些快速路或交通性主干道，解決組團(tuán)間的交通需求。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：道路的工程量大大減少，節(jié)省投資，組團(tuán)或臺(tái)地之間天然的生態(tài)組團(tuán)隔離帶得以保留。

對(duì)于依山而建的道路，其平面線形設(shè)計(jì)要因地制宜，采用與地形相適應(yīng)的曲線元素進(jìn)行布線，減少對(duì)山體的大面積開(kāi)挖，避開(kāi)水體、林地，從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

3.2 道路縱斷面設(shè)計(jì)

在縱斷面設(shè)計(jì)中，道路所采用的最大坡度和坡長(zhǎng)值是設(shè)計(jì)師首先應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題。出于行駛安全方面的考慮，規(guī)范中對(duì)道路的最大坡度和坡長(zhǎng)都有明確的限制規(guī)定。設(shè)計(jì)師通常會(huì)考慮降低工程造價(jià)而采用規(guī)范允許的最大值，卻對(duì)投入使用后汽車消耗能源的增加、PM2.5和CO2排放的增加考慮甚少。

國(guó)內(nèi)外的一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：道路坡度每增加1%，汽車上坡的耗油和CO2排放就會(huì)大幅增加。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)根據(jù)道路的交通特性、交通量的大小，綜合考慮工程投資、運(yùn)營(yíng)階段的油耗和CO2排放，合理確定設(shè)計(jì)采用的最大縱坡和坡長(zhǎng)值，實(shí)現(xiàn)汽車在坡道上的低耗油、低排放，創(chuàng)建低碳道路。一般情況下，交通性的干道或重載交通道路，最大縱坡宜控制在規(guī)范的推薦值以內(nèi)，而對(duì)于交通量小的服務(wù)性支路，地形特別困難時(shí)才采用規(guī)范允許的極限值。

在道路縱斷面設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)將凸形豎曲線的頂點(diǎn)置于地形制高點(diǎn)附近，將凹曲線的頂點(diǎn)放在地形較低的沖溝附近，使得縱斷面線形更加貼近自然地形，從而達(dá)到減少道路土石方挖、填數(shù)量，節(jié)約投資的目的。但在縱斷面設(shè)計(jì)中應(yīng)避免出現(xiàn)鋸齒形縱坡，因?yàn)殇忼X形縱坡不但會(huì)增加汽車能源的消耗，而且不利于道路雨污水的排放，對(duì)汽車行駛的舒適性也有較大影響。

3.3 交叉口渠化設(shè)計(jì)與ITS智能交通

對(duì)交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)以及采用綠波帶技術(shù)、ITS智能交通是運(yùn)用綠色交通理念，從“點(diǎn)、線、面”三個(gè)方面打造綠色、低碳、暢通的城市路網(wǎng)系統(tǒng)的重要手段。ITS智能交通技術(shù)的運(yùn)用，可以大大減少行車的延誤、提高行車速度，保證整個(gè)路網(wǎng)交通的均衡有序、交通流量的平穩(wěn)性和連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)道路資源的高效率使用，從而達(dá)到緩堵、節(jié)能、減排的目的。

在道路交叉口設(shè)計(jì)中，按照交通量預(yù)測(cè)情況確定左、右轉(zhuǎn)彎待行車道的數(shù)量和長(zhǎng)度，對(duì)交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)，可以減少交叉口的延誤時(shí)間，提高道路交叉口的通行能力和服務(wù)水平，從而達(dá)到減少有害氣體排放的目的。

3.4 道路景觀綠化、慢行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民對(duì)道路景觀、環(huán)境的要求在逐步提高。設(shè)計(jì)師應(yīng)合理確定道路綠化的橫斷面布置，因地制宜選擇草皮、灌木和喬木，在路基邊坡采用生態(tài)工法進(jìn)行防護(hù)；在人行道和分隔帶上進(jìn)行樹(shù)種、樹(shù)木大小、色彩、空間高低的搭配布置，打造與道路兩側(cè)用地性質(zhì)相適應(yīng)、與兩側(cè)建筑形態(tài)相協(xié)調(diào)的色彩豐富、四季變化的立體綠化的城市生活空間，使得道路成為城市的一道道亮麗的風(fēng)景線。

步行交通約占人們?nèi)粘３鲂械?0～50%，在道路設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)以人為本，優(yōu)先考慮步行系統(tǒng)。高品質(zhì)的人行系統(tǒng)應(yīng)該連續(xù)無(wú)障礙，具有足夠的寬度、擁有良好的照明系統(tǒng)和舒適安全的環(huán)境。道路交叉口應(yīng)設(shè)置人行過(guò)街斑馬線和信號(hào)燈，方便行人過(guò)街；在車流較大的交通干道以及人流量大的交叉口則應(yīng)考慮設(shè)置過(guò)街天橋或地道，以確保行人過(guò)街安全；公交停車港盡量靠近軌道車站，實(shí)現(xiàn)零距離換乘；而對(duì)于山坡綠地，可以沿山坡設(shè)置步道，供居民登山、休閑、健身。

3.5 節(jié)能減碳材料和工藝的使用

在道路設(shè)計(jì)中采用低能耗、低排放、低污染的建筑材料或工藝，是設(shè)計(jì)人員運(yùn)用綠色交通理念，打造低碳、生態(tài)道路系統(tǒng)的重要手段。

瀝青路面具有行車平順舒適、耐磨、降噪、易于維修和養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，黑色化的路面設(shè)計(jì)還可以大大減少水泥的使用。橡膠瀝青在消耗大量的廢舊輪胎的同時(shí)，較傳統(tǒng)技術(shù)施工期間能夠節(jié)能40%、溫室氣體排放減少50%、有害氣體瀝青煙排放減少90%。

采用鈍頭鋼筋可以減少鋼筋的彎鉤長(zhǎng)度，采用鋼筋機(jī)械連接技術(shù)可以減少鋼筋搭接的長(zhǎng)度。西部地區(qū)的石材比較豐富，在城市道路設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮就地取材，采用條石、片石砼替代素砼修筑擋墻，不但能夠減少水泥的使用，還能夠降低工程造價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

最近，黨中央提出了“十三五”時(shí)期全面建成小康社會(huì)新的目標(biāo)，明確要求生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善，生產(chǎn)方式和生活方式綠色、低碳水平上升；同時(shí)提出了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念。由此可見(jiàn)綠色、低碳發(fā)展的重要性非同一般。

城市道路與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民生產(chǎn)生活的環(huán)境息息相關(guān)，在交通擁堵、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，運(yùn)用綠色交通、低碳生態(tài)理念來(lái)設(shè)計(jì)、建設(shè)城市道路系統(tǒng)是解決交通擁堵和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑，也是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的唯一辦法。作為一名道路設(shè)計(jì)師，我們應(yīng)當(dāng)將綠色交通、低碳生態(tài)理念貫穿在道路設(shè)計(jì)的全過(guò)程，這既是我們的義務(wù)，更是我們的責(zé)任和使命。