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摘 要 本文结合我国高等级公路的建设发展，分析讨论现在道路设计中存在的问题，提出公路建设中应坚持走可持续发展的道路，倡导可持续发展的设计理念，用技术创新设计符合生态要求的公路。
关键词 生态设计 可持续发展 技术创新 动态设计
一、引言
从20世纪80年代开始到2007年底，我国的公路基础设施实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就，特别是总规模约35 000km的“五纵七横”国道主干线基本贯通，使我国高速公路通车里程将达到5.3万km左右，位居世界第二位。在憧憬“2010年实现全面改善，2020年基本适应，2040年基本实现现代化”，高速公路总里程达到80 000km的宏伟蓝图的同时，飞速发展的公路建设对生态环境产生了一定的影响。
如何建设与生态环境相适应的“生态公路”，把公路建设对生态环境的不利影响降低到最低程度，实现公路建设的可持续发展战略，是摆在面前、亟待解决也必须解决的问题。
二、生态公路是建设发展的必然趋势
随着高速公路建设向山区及沿海地区的发展，暴露了植被破坏、环境污染、水土流失等一系列问题，出现了较多的环境地质灾害，最严重的是，由于植被和表土的损失，自然植被的恢复十分困难。据调查，在气候温和的亚热带地区公路环境下，植被自然恢复到原有状态至少需要20年。
因此，公路建设在一定程度上加剧了资源、环境和人口之间的矛盾，使生态环境问题突出。长久以来，环境资源未被纳入公路效益体系之中，公路经济效益增长的指标既不反映经济效益增长导致的生态破坏、环境恶化的资源代价，也不反映自然资源存量下降及其缺乏的程度。针对这种现象，我国很多省份都提出建设高速公路要把环境保护放在首位的指导思想，提出建设生态路、环保路等基本概念。
三、生态公路的设计思维
1.立足环保用活标准。我国建设高速公路已有十几年历史，但与西方发达国家相比，仍嫌经验不足。目前国内的设计人员在标准规范的具体运用上存在两个误区；一是片面追求高指标，二是执行标准教条化。不是适应地形、地质等自然环境，选用合适的标准和指标，而是修一条符合生硬标准的路。建设生态公路必须从源头抓住环保的要点，从恰当运用技术标准、灵活掌握线形指标人手，使公路建设对周围环境的破坏程度降到最低。
国外发达国家在公路建设中十分注重环保问题，欧美等高速公路发达的国家早在2O世纪80年代就已经着手建立公路环保法律体系和管理机构，在公路建设中充分体现了“环保优先”的原则，日本则以“环保优先、自然再生”为策略，通过技术创先，初步形成从设计软件到生产各种喷播材料的新兴产业；在项目立项时强调公众参与，以减少可能产生的许多不利于生态环境的问题；在工程设计中，宁可加大工程造价，也不大挖大填，破坏生态平衡；且国外的高速公路在横断面形式和运用上就比我国要灵活多样，上、下行线可以合拢，亦可以分离，就是合在一起也可以标高相等或标高不等，这样对保护环境资源，增强可持续性发展，甚至降低部分工程造价也是大有益处的。
2.生物防护。目前我国在道路设计领域采用的防护措施相对落后，仍大量采用的挡土墙、浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆等防护形式严重破坏了植物生长的环境，使得道路建成后破坏的自然植被永久不能恢复。缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于水土保持，大量的雨水直接流失，还加大了对道路周边地区的冲刷，给农田水利带来不利影响；另一方面也不利于改善道路的行车效果，大量裸露的岩石和混凝土视觉效果非常差，也不利于吸收阳光和汽车尾气，与道路快捷、舒适的特点不相协调，在一定程度上也给道路的行车带来不安全因素。
如今很多国家都采用各种柔性支护和混凝土绿化措施，努力实现全路段绿化。我国在边坡防护绿化方面近几年发展迅速，三峡大学目前已成功研制出植被混凝土技术，它是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。
对于铅直表面的挡土墙面坡进行绿化可采用培植植被或悬挂生态篮的方法，利用墙内土壤的水分和营养、路面排水或少量人工养护维持植被生长，使挡土墙成为兼具防护、绿化、降噪等功能的生态系统。为确保道路行车安全，一般对于挡土墙段落的生态防护采用镶嵌式生态篮设计。
3.绿色文化。设计良好的高速公路能同时满足人、车、路环境及景观的要求，富有行车诱导性，将人、车、路、环境构成一个统一的整体，不仅使公路本身形成一个行车迅速、舒适、清洁、安全的环境，还要创造一个沿线地区经济发展的绿色生态环境。
高速公路的绿色文化是一个全新的概念，强调公路是景观、文化、旅游资源，与沿线风土、历史和时空相适应，与时代感相适应，与运动中人的感知和静态中人的观察相适应，与环境相适应，与大自然相融合。反映当地风土人情，在满足人民精神需求、增进人类健康、促进人和自然和谐等方面具有重大价值，是精神文明建设的重要组成部分。
4.动态设计与合理周期。道路设计并不是独立的设计阶段，它融贯于道路规划、设计、施工过程的始终。随着时间和沿线环境的变迁，道路的影响因素也会发生相应的变化，因此，需要建立“动态设计”的概念。尤其在山区高速公路路线设计和隧道设计时，运用先进的空间设计技术，结合施工现场的情况，需随时间、空间的推移不断地进行补充和完善，经过反复的调整及技术经济比较，才能设计出经济、与环境协调的高速公路。
好的公路设计基于准确完整的地形、地质资料，而准确完整的地形、地质资料必须有合理的工期予以保证，合理的设计周期是设计、建设生态公路的必要条件。
5.公路环境工程技术。在很长时间内，在保护环境和发展运输经济这两者之间面临着一种两难的境界，而科技进步是走出这种两难境界的根本出路。在知识经济初现端倪的现今社会里，只有加快科技的进步，提高技术创新的能力，才能实现交通运输方式由数量扩张型向质量增长型转化和从粗放型向集约型的转变，才能实现经济效益、社会效益和环境效益三者的统一。 考虑拟建公路周围的环境的敏感性，选择周围环境敏感性最小或是经济社会效益、环境效益最优的路线方案是路线方案比较和优化的目的。
鉴于公路环境工程是一个涉及地质工程、公路工程、水土工程、植物生态、现代空间技术和社会科学等多学科的新兴研究领域，因此，鼓励多学科的学术交流和合作，加快培养公路环境工程设计人员，开展高等级公路环境保护与恢复新技术应用研究，无疑将推动公路环境工程技术应用的迅速发展，为我国经济、社会和环境协调发展作出贡献。
6.环境与景观设计深度不足。设计思想落后、陈旧、内容贫乏、深度不足、层次不高是我国部分地区高速公路环境与景观设计存在的通病。
设计深度不足亦反映在多方面，即使是绿化与栽植这一环境与景观设计的最基本内容，其设计深度也不能令施工、建设及运营管理各方面满意。
对建设及管理者而言，绿化栽植设计在选用树种、草种时，不仅应考虑当地气候及土壤条件的适应性、植物的寿命及固土能力等因素，还应更多地考虑其运营后养护、管理的经济性和便利性，而植物选择恰恰是工程设计最为薄弱的环节，需要设计者具备相关专业的知识，了解项目所在地区气象、水文、土壤等自然条件。一般来说，绿化植物的选择以乡土树种为主，特别是优先考虑那些体现地方风格的特色植物，同时注重抗冲性强、绿期长、生长旺盛、覆盖度大的种类；对西北干旱地区尚应考虑植物的耐贫瘠和耐干旱性并具有水土保持功能；对沿海及滨海地区应考虑植物的耐碱性及耐盐性。
对于高等级公路而言，绿化栽植不仅要求能发挥视线诱导、线形预告、遮光、缓和冲击等增进安全方面的功能作用，而且期望其能够起到遮蔽、调和景观及展示景观改善方面的效果。用于边坡防护的植物则应从防止坡面冲蚀和坡面溜塌的角度加以选择，选择的植物根系、匍匐茎能够束缚土壤颗粒，使土壤不易流失，植物的生长使边坡土壤形成一个整体，从而达到缓和雨滴的冲击，减少径流量和降低流速的目的。
总言之，高等级公路的环境保护设计应从更高层次要求，公路应能够和周边环境融为一体，达到区域生态保护、大气净化、防止全球温暖化等宏观环境保护的作用。换言之，路域环境保护应对区域环境保护做出贡献。
四、结束语
我国提出“生态公路”的概念，并提出建设“生态公路”的基本策略，是因为：只有建设与自然环境和谐统一的公路，才能保证公路建设的可持续发展，才能更好地发挥公路交通在经济发展中的基础性作用，才能实现经济发展与环境保护的双赢。这是经济社会发展到现阶段公路建设者面临的新课题，我们必须正视并认真研究解决。相信在建设单位、设计单位、施工单位、管理单位的共同努力下，一定能够解决好这一新课题，实现公路建设的可持续发展。
关键词 生态设计 可持续发展 技术创新 动态设计
一、引言
从20世纪80年代开始到2007年底，我国的公路基础设施实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就，特别是总规模约35 000km的“五纵七横”国道主干线基本贯通，使我国高速公路通车里程将达到5.3万km左右，位居世界第二位。在憧憬“2010年实现全面改善，2020年基本适应，2040年基本实现现代化”，高速公路总里程达到80 000km的宏伟蓝图的同时，飞速发展的公路建设对生态环境产生了一定的影响。
如何建设与生态环境相适应的“生态公路”，把公路建设对生态环境的不利影响降低到最低程度，实现公路建设的可持续发展战略，是摆在面前、亟待解决也必须解决的问题。
二、生态公路是建设发展的必然趋势
随着高速公路建设向山区及沿海地区的发展，暴露了植被破坏、环境污染、水土流失等一系列问题，出现了较多的环境地质灾害，最严重的是，由于植被和表土的损失，自然植被的恢复十分困难。据调查，在气候温和的亚热带地区公路环境下，植被自然恢复到原有状态至少需要20年。
因此，公路建设在一定程度上加剧了资源、环境和人口之间的矛盾，使生态环境问题突出。长久以来，环境资源未被纳入公路效益体系之中，公路经济效益增长的指标既不反映经济效益增长导致的生态破坏、环境恶化的资源代价，也不反映自然资源存量下降及其缺乏的程度。针对这种现象，我国很多省份都提出建设高速公路要把环境保护放在首位的指导思想，提出建设生态路、环保路等基本概念。
三、生态公路的设计思维
1.立足环保用活标准。我国建设高速公路已有十几年历史，但与西方发达国家相比，仍嫌经验不足。目前国内的设计人员在标准规范的具体运用上存在两个误区；一是片面追求高指标，二是执行标准教条化。不是适应地形、地质等自然环境，选用合适的标准和指标，而是修一条符合生硬标准的路。建设生态公路必须从源头抓住环保的要点，从恰当运用技术标准、灵活掌握线形指标人手，使公路建设对周围环境的破坏程度降到最低。
国外发达国家在公路建设中十分注重环保问题，欧美等高速公路发达的国家早在2O世纪80年代就已经着手建立公路环保法律体系和管理机构，在公路建设中充分体现了“环保优先”的原则，日本则以“环保优先、自然再生”为策略，通过技术创先，初步形成从设计软件到生产各种喷播材料的新兴产业；在项目立项时强调公众参与，以减少可能产生的许多不利于生态环境的问题；在工程设计中，宁可加大工程造价，也不大挖大填，破坏生态平衡；且国外的高速公路在横断面形式和运用上就比我国要灵活多样，上、下行线可以合拢，亦可以分离，就是合在一起也可以标高相等或标高不等，这样对保护环境资源，增强可持续性发展，甚至降低部分工程造价也是大有益处的。
2.生物防护。目前我国在道路设计领域采用的防护措施相对落后，仍大量采用的挡土墙、浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆等防护形式严重破坏了植物生长的环境，使得道路建成后破坏的自然植被永久不能恢复。缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于水土保持，大量的雨水直接流失，还加大了对道路周边地区的冲刷，给农田水利带来不利影响；另一方面也不利于改善道路的行车效果，大量裸露的岩石和混凝土视觉效果非常差，也不利于吸收阳光和汽车尾气，与道路快捷、舒适的特点不相协调，在一定程度上也给道路的行车带来不安全因素。
如今很多国家都采用各种柔性支护和混凝土绿化措施，努力实现全路段绿化。我国在边坡防护绿化方面近几年发展迅速，三峡大学目前已成功研制出植被混凝土技术，它是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。
对于铅直表面的挡土墙面坡进行绿化可采用培植植被或悬挂生态篮的方法，利用墙内土壤的水分和营养、路面排水或少量人工养护维持植被生长，使挡土墙成为兼具防护、绿化、降噪等功能的生态系统。为确保道路行车安全，一般对于挡土墙段落的生态防护采用镶嵌式生态篮设计。
3.绿色文化。设计良好的高速公路能同时满足人、车、路环境及景观的要求，富有行车诱导性，将人、车、路、环境构成一个统一的整体，不仅使公路本身形成一个行车迅速、舒适、清洁、安全的环境，还要创造一个沿线地区经济发展的绿色生态环境。
高速公路的绿色文化是一个全新的概念，强调公路是景观、文化、旅游资源，与沿线风土、历史和时空相适应，与时代感相适应，与运动中人的感知和静态中人的观察相适应，与环境相适应，与大自然相融合。反映当地风土人情，在满足人民精神需求、增进人类健康、促进人和自然和谐等方面具有重大价值，是精神文明建设的重要组成部分。
4.动态设计与合理周期。道路设计并不是独立的设计阶段，它融贯于道路规划、设计、施工过程的始终。随着时间和沿线环境的变迁，道路的影响因素也会发生相应的变化，因此，需要建立“动态设计”的概念。尤其在山区高速公路路线设计和隧道设计时，运用先进的空间设计技术，结合施工现场的情况，需随时间、空间的推移不断地进行补充和完善，经过反复的调整及技术经济比较，才能设计出经济、与环境协调的高速公路。
好的公路设计基于准确完整的地形、地质资料，而准确完整的地形、地质资料必须有合理的工期予以保证，合理的设计周期是设计、建设生态公路的必要条件。
5.公路环境工程技术。在很长时间内，在保护环境和发展运输经济这两者之间面临着一种两难的境界，而科技进步是走出这种两难境界的根本出路。在知识经济初现端倪的现今社会里，只有加快科技的进步，提高技术创新的能力，才能实现交通运输方式由数量扩张型向质量增长型转化和从粗放型向集约型的转变，才能实现经济效益、社会效益和环境效益三者的统一。 考虑拟建公路周围的环境的敏感性，选择周围环境敏感性最小或是经济社会效益、环境效益最优的路线方案是路线方案比较和优化的目的。
鉴于公路环境工程是一个涉及地质工程、公路工程、水土工程、植物生态、现代空间技术和社会科学等多学科的新兴研究领域，因此，鼓励多学科的学术交流和合作，加快培养公路环境工程设计人员，开展高等级公路环境保护与恢复新技术应用研究，无疑将推动公路环境工程技术应用的迅速发展，为我国经济、社会和环境协调发展作出贡献。
6.环境与景观设计深度不足。设计思想落后、陈旧、内容贫乏、深度不足、层次不高是我国部分地区高速公路环境与景观设计存在的通病。
设计深度不足亦反映在多方面，即使是绿化与栽植这一环境与景观设计的最基本内容，其设计深度也不能令施工、建设及运营管理各方面满意。
对建设及管理者而言，绿化栽植设计在选用树种、草种时，不仅应考虑当地气候及土壤条件的适应性、植物的寿命及固土能力等因素，还应更多地考虑其运营后养护、管理的经济性和便利性，而植物选择恰恰是工程设计最为薄弱的环节，需要设计者具备相关专业的知识，了解项目所在地区气象、水文、土壤等自然条件。一般来说，绿化植物的选择以乡土树种为主，特别是优先考虑那些体现地方风格的特色植物，同时注重抗冲性强、绿期长、生长旺盛、覆盖度大的种类；对西北干旱地区尚应考虑植物的耐贫瘠和耐干旱性并具有水土保持功能；对沿海及滨海地区应考虑植物的耐碱性及耐盐性。
对于高等级公路而言，绿化栽植不仅要求能发挥视线诱导、线形预告、遮光、缓和冲击等增进安全方面的功能作用，而且期望其能够起到遮蔽、调和景观及展示景观改善方面的效果。用于边坡防护的植物则应从防止坡面冲蚀和坡面溜塌的角度加以选择，选择的植物根系、匍匐茎能够束缚土壤颗粒，使土壤不易流失，植物的生长使边坡土壤形成一个整体，从而达到缓和雨滴的冲击，减少径流量和降低流速的目的。
总言之，高等级公路的环境保护设计应从更高层次要求，公路应能够和周边环境融为一体，达到区域生态保护、大气净化、防止全球温暖化等宏观环境保护的作用。换言之，路域环境保护应对区域环境保护做出贡献。
四、结束语
我国提出“生态公路”的概念，并提出建设“生态公路”的基本策略，是因为：只有建设与自然环境和谐统一的公路，才能保证公路建设的可持续发展，才能更好地发挥公路交通在经济发展中的基础性作用，才能实现经济发展与环境保护的双赢。这是经济社会发展到现阶段公路建设者面临的新课题，我们必须正视并认真研究解决。相信在建设单位、设计单位、施工单位、管理单位的共同努力下，一定能够解决好这一新课题，实现公路建设的可持续发展。