道路及桥梁建筑学初探

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摘要：探讨创建建设道路桥梁建筑学学科，是完善道路桥梁的学科与建设体系，以建筑学、建筑美学、环境生态学、景观学、材料力学、结构力学和结构设计原理为基础，把道路桥梁的建筑结构、建筑功能、建筑材料和建筑形象在设计和建设之中紧密的结合起来，形成道路桥梁建筑学新学科。并依托实际工程，提出桥梁建筑学设计原理和方法，使道路桥梁设计更合理，建设更美丽，结构更安全，环境更和谐自然。本文初学初探，抛砖引玉。

关键词：道路；桥梁；建筑学；初探

1国内外道路桥梁建筑学研究综述

1.1国外研究现状

在道路桥梁景观设计方面，国外对此的研究较早。美国的景观设计着手重心在于剖析直线路途和安全设想、景观美学和环境维护的关连，并在设计中开始使用这类削减对原有地貌破损的理论思想。其公路方面的景观设计主要是基于公路线形和地形，结合风景名胜区的实地调查，使用线性模型对公路方案进行线性空间的美化优化，并且使用了透视图法来观察、衡量拟定建设的道路与周围自然景物的配合程度。为了更好的研究完善公路景观设计，除了泡沫板模型和专门用于自定义的模型，还加入使用了人工透视光学投影原理。目前，动态连续透视法和全景透视法是目前公路设计方案中线形设计和几何设计的重要试验方法。在高速公路环境设计中，德国在生态护卫，养护治理，种植计划等方面都留下了不少的珍贵体验，并为大家提供了可借鉴的经验；美国博士w•杜尔学者的想法是让高速公路和景观两者的整体设计相互配合，并对其周边生态环境的破损率降到最小值。日本成立了“全国SF绿色法律协会”，在公路设计方面，编制了“景观设计”系列章节，据了解，日本国家的公路绿化工程经常是配合边坡综合整治一起进行的，概括了完整的一系列边坡绿化的工程方法和技术要领。在名神高速公路的设计中，德国的建议被日本的Toure博士采用，融入景观设计，获得了良好的效果，不仅反映了当地的文化景色，而且具有时代感和和谐感，具有与当地环境相适应的自然美。加拿大等国在公路建设中特别重视和生态环境的协调统一，比方说在公路建设中遭遇湿地等环境问题，常会选用根据公路建设中所占湿地面积的数目，必在邻近地带抵偿同等数目或更多数目的湿地面积的方案，以确保该湿地生态功能不受公路建设的影响，并采取各种措施，来鼓励公路企业或社会团体作出一些贡献，把以示表彰并写有单位名称的公示牌建立在有贡献的公路边。法国也十分重视公路建设和生态维护，并在公路建设过程中，把取土场巧妙的转变为两个生物栖息地，使其成为尊敬自然环境的经典之作，并获得"RUBANVERT”奖。

1.2国内研究现状

在我国高速公路所关联的环境设计相当一段时间内停留在对安全、功能以及经济的考量上，景观设计只是植树种草，仅此而已。近年来，随着国外景观设计的发展，它已由普通绿化发展到景观格局，咱们的环境设计也渐渐重视公路绿化的整体性生态学功能、交通附属设施功能、景观美化功能等的联合，与自然熔于一炉。但由于起步阶段还存在文化关注和生态渗透不足。从研究内容来看，现有公路景观或仅限于植树种草，忽视其文化特征，或注重景观的视觉效果而忽视了社会效益和经济效益。华中科技大学的《孝襄高速公路景观生态工程研究》，其研究内容着重沿线综合环境的改善及生态环境、人文生活元素的保护，在不影响公路基本运输职能的情况下，构建具有一定社会、文化、民俗意义的制度体系。特别是高速公路雕塑景观的研究，解决了现有的高速公路雕塑景观容易出现的一些问题，同时针对孝襄高速公路的实际情况，提出了不同区位下位置、色彩、内容及形式的设计指引原则。相对于现有设计成果，本课题设计思路具更系统、更具体、更有针对性，其设计过程对于其他高速公路雕塑景观设计具有很好的参考价值。此外，它的设计理念相当重视景观生态体系被生态因素所带来的影响，目前，国内外很多高速公路都是在工程主要体系确定后再进行环境修复和景观设计，它是一种被动的工程修复措施。而该研究经过对高速公路建造过程当中生态因素的剖析和探究，将生态修复与工程设计与景观设计相结合，选取生态方法达到环境系统主动修复效果。再次从研究手段上，他们选取的利用视景仿真技术来建立景观方案评价系统的思路大大提高了景观方案评价的直观性和科学性。选取普通的PC机而非采用工作站作为工作平台，选择常见的CAD设计图纸而非卫星航拍图作为源数据，建模过程简单方便且不影响建模的精度。由此可见道路桥梁的美学和景观研究已经历了一个长的时期，是时候该建立道路桥梁建筑学学科体系了。

2道路桥梁的建筑学设计实践

2.1道路桥梁建筑线形学

2.1.1平面线形要素

平面线形由直线和曲线组成。两点之间直线线段最短，直线的特点是里程短、乘坐平稳舒适、视距较好、营运经济节能。汽车动力学要求直线不能过短，短线易形成"断背曲线”，不利于道路行车。作为一个结果，最短的直线长度不小于6倍的距离相同的曲线，曲线是不小于2倍的速度之间的距离，是中国的“公路路线设计规范”的要求。然而，从驾驶员的生理方面和道路的美学方面都要求线不能太长，长线不仅会产生单调的景观，并且在车高速行驶下，会使司机产生嗜睡，引起“隧洞视”视觉效果，对道路交通安全有不利的影响。因此，我国在设计道路上不采纳较长直线也是很有必要。所以道路中最长直线的长度最好不要超过3分钟或车速距离的20倍。圆曲线是道路中最常用的一种线形，但曲率变化及其与客运专线的结合，与车辆的离心力动力驱动轨迹不完全适应。所以，在直线和圆曲线间添加一条用于缓和的弧线，用于让汽车能够平稳过度，更能补充其线形美观。在我国，选用回旋曲线当作缓和曲线，回旋曲线的最大特点是转弯半径在线上任意点是随曲线长度变化的。

2.1.2纵面线形要素

纵面线形应适应地形条件，设计为连续、平滑的线形，应避免频繁的起伏出现在短距离内，避免行车全程中看不见中间的直线凹槽，所以应使用大半径竖曲线，小坡度，避免边坡组合中的长坡大坡度。设计曲线半径、坡度和坡长合适合理的纵面线形，以满足交通安全、舒适和道路美观的要求。

2.1.3横断面线形要素

由马路边分隔的路、车道和中心地带，肩部就叫道路横断面。车道是特意为车辆提供行驶道路的部分。根据中国的《公路工程技术标准》可知：就车辆速度来看，当车辆速度为20km/h的车道宽度应设计为3m；当车辆速度为120km/h的车道宽度应设计为3.75m；行车带两侧还应设置0.5～0.75m的路缘带；在有设置条件的道路上，例如高速公路和一级公路必须设置中央分隔带。中央分隔带的作用一是能分隔对向车辆行驶，防止行车干扰，让驾驶员很有安全感，二是依据研究得出：当中央分隔带的宽度达到12.2米时，就能够减弱车前灯眩目、噪声和气浪的干扰，当宽度达到18米时，中央分隔带就能形成很美的景观。路肩是道路沿线的道路安全设施的用地，能支撑路面，并能提供位置给临时停车的车辆，绿化土路肩对景观环境也是一种锦上添花。

2.1.4线形要素

的组合在满足汽车行驶动力学的前提下，思考如何满足心理方面和视觉方面的舒适、连续及与周边环境的和谐统一的方案就称为线形因素组合设计方案。各线形要素的最好组合：一是平、纵线形组合应该在视觉感官上能很好地引领司机的视野，并维护视线的不间断性；二是平面、垂直面的对准技术指标应平衡尺寸，使线条在心理上、视觉上平衡；三是平曲线与竖曲线要彼此吻合，且前者应该长于竖后者。一个优秀的线形组合不仅具有优美的美学效果，而且能增加了车辆的安全性。相反，在设计时要避免以下的组合：一是凸竖曲线和底底的竖曲线，不得插入小半径的曲线，而不能与曲线的拐点相反；二是直线上的纵剖面应避免靠近，远看中间的直槽，应采用大半径竖曲线，避免大坡度，直线不能插入短竖曲线；三是缓和曲线不应和小半径竖曲线彼此堆叠。

2.2道路桥梁环境与景观学

2.2.1道路桥梁建筑美学

在道路、沿线立交、隧道、桥梁和人工建造物，以及道路规划设计通过形成区域文化与自然景观的融合后的绿化、景观和环境保护是道路环境保护设计中的道路环境和景观设计；在道路环境设计中运用环境科学技术美学原理，适应自然环境的发展，开创出一个全新的生态系统环境。道路环境与景观设计的特点应结合自然环境、道路结构、经济条件、接触运动特征、视觉思维和心理效果，运用景观与绿化设计，适应性强，建造一组与自然景观相容的建筑物。不仅能使机动车自由行驶，还能满足司乘人员的视觉和生理需要；它不仅有利于沿线自然风光的优美开发和自然景观的覆盖，而且更适宜于道路建设环境和周边自然景观，使人文景观良好整合，营造一个安静、干净、优美的环境，让道路变成一种艺术景观，成为一个华丽、宏伟的沿线公园。

2.2.2道路桥梁环境学

环境设计应立足道路绿化，以达到防治污染，水土保持的目的。根据其功能可分为绿化环保设计和改善绿化设计两大类。（1）保护环境绿化设计。绿化的环保设计大多是通过绿化种植来减少噪音、减少扬尘、水土保持和稳定边坡。在刮风下雪的地区公路沿线，种植防护林；在经过有学校、医院、疗养院、居民区的道路沿线，种植绿色植物以防噪、防气体污染；还要在路基弃土场，绝缘堆坡体等地带进行绿化，提高水土保持的稳定性。（2）改善环境绿化设计。通过进行绿化种植来改良视觉环境，促进出行安全性是改善环境绿化的重点设计目标。在小半径的竖曲线的顶部，水平线的曲线向左转动，将水平曲线中的树或树排成一行，作为车辆行驶标志；在隧道洞口的外端，种植大树作为光影适应种植，使驾驶者驶出隧道后更好适应光线的急剧变化；分离区之间，主线和辅道或平行的路之间，种植灌木用于在夜间的防眩栽植，使驾驶者不受对向车流的灯光影响；在道路或立交出口端的低路堤和无围栏，种植宽度密集的灌木或小树作为缓冲种植；当景观沿线，缺乏变化的地形，这是很难确定位置的网站，它是适当的植物树木前进的道路上，形成一个明确的植被鉴定，设施的位置，作为标识种植；至于对于任何有碍于视觉景观的建筑物，最好种植中低树木来进行遮蔽。（3）道路桥梁景观学。道路景观，包括人文景观和自然景观。各种建筑、公园、宝塔、寺庙属于文化景观；江河、草原、湖海、大川、高山、森林等属自然景观。道路景观设计的界说是指道路线形和道路构造物有雅观的造型并且能与周围环境相和谐统一，形成美观的画面，进而创造一个景观优美，出行安全、舒适，便捷、经济，并且能保护道路沿线动植物生态系统稳定的道路环境。道路景观设计的原则，是确保司机的可视性要求，建立一个区域性的视觉系统，让司机可以预测接下来的道路方向和道路情况；道路设计要与自然景物相互配合，把设计的道路及其设施都纳入到景观范围内，显示出区域美感，打消自然景观中的各类阻碍，让道路景观的全部组成部分，形成即统一而又有特色的建筑群体；保障使用者的道路功能、美观及便捷经济与心理视觉的统一性。道路景观设计的方法是将景观设计部分按照道路工程划分，结合区域环境或行政区划，实现点、线、面、整体的协调；应使道路路线平、纵、横截面合理组合，确保道路的线条流畅、视野开阔；还应考虑充分利用栽植绿色植被和人工建筑来补偿，改善景观沿路段的区域环境，使其形成自己独特的风格。道路及道路上的互通式立交、桥梁、隧道、管理设施和服务区等作为不同景点，策画时应把握线路的线形条件与架构物线条的相互配合，把握比例，形成韵律，注意对称，运用色彩。道路路线线形应以曲线为基础，保持连续性均衡性；在道路的起点上，大的建筑结构，建筑的末端，应注意形状和色彩，防止视觉障碍；道路侧有对视觉产生冲击的场所时，应该采取工程措施或进行绿化对其加以遮蔽或改良。

3道路桥梁建筑学案例分析

京珠高速公路在全国率先实现了大型公路工程的美学整体设计，并且，长江公路大桥在设计中占主导地位，影响了京珠高速公路沿线的美学景观，而它也将继续发挥积极作用，在未来的武汉市形成一个新的文化景观。这就是一个道路桥梁建筑学的典型案例。

3.1从整体考虑美学设计

北京—珠海高速公路的重点工程是武汉军山长江公路大桥。为了保证美观设计的效果，有必要从整体感出发，合理设计和布置，使其方案清晰化。在北京-珠海高速公路美学设计的总体定位上，军山公路桥梁是美学设计的重点。

3.2桥梁工程与美学设计相结合

美学设计是一个领先的设计，在项目实施前，桥梁就应该设计出一定的形象效果，并在建设的同时实施设计，以确保最终的审美效果。

3.3突出美学特色，美化大桥设计

根据桥梁美学设计的特点，重点突出了斜拉桥的特色，展现出武汉军山长江公路大桥雄健刚劲的风貌，显现出大桥高耸优美的形象，体现湖北中部崛起，奋发图强的精神。

3.4美学设计使景观与环境互相协调

在武汉军山长江公路大桥的美学设计中，不仅处理好建筑设计与环境的关系，让大桥的整体形象和周边自然环境相配合，更构成了长江上又一个崭新的人文景观。

3.5美学设计标准适中，功能齐全，经济适用

道路桥梁的美学设计应该结合其功能性和适用性，根据当地的实际情况，设计适中的景观工程标准，并应在设计时充分考虑实施其美学的可行性，在提高路桥造价的基础上，实现最佳景观。

4结论

在现代道路建设与桥梁建设中，道路和桥梁的设计仅满足交通功能是远远不够的，还要兼顾人们的视觉需求，展现城市的风采特色，传播人类的文化积淀，也充分体现了对现代美学设计、自然生态环境和谐统一的诉求表达。建设道路桥梁建筑学学科，就是完善道路桥梁的学科与建设体系，以建筑学、建筑美学、环境生态学、景观学、材料力学、结构力学和结构设计原理为基础，把道路桥梁的建筑结构、建筑功能、建筑材料和建筑形象在设计和建设之中紧密的结合起来，很好解决了这个问题。所以，二十一世纪，通过研究道路桥梁建筑学，在道路、桥梁结构中势必会格外注意建筑艺术的造型，看重景观的设计和道路桥梁的美学理念，侧重生态环境的维护，要达到环境景观和人文景观的完美融合。在二十世纪桥梁建设的发展基础上，描绘出二十一世纪宏大壮丽的新蓝图，道路桥梁建设技术必将会取得更新、更大、更长远的发展。

参考文献：

[1]魏秋环.我国桥梁景观设计发展的探讨[J].东方企业文化,2014(19):360.

[2]陆蓉,何秄僷.道路桥梁景观与环境和谐评价体系研究[J].武汉轻工大学学报,2014(01):021.

[3]刘朝晖.公路环境与景观设计[M].北京人民交通出版社,2003.

[4]柯鹏程.道路桥梁建设路线线形规划[J].建筑工程技术与设计,2015(33):008.

[5]吴瑞麟,沈建武.道路规划与勘测设计[M].广州,华南理工大学出版社,2002.

作者：耿于凌 何晓鸣 单位：武汉轻工大学