论南方丘陵地区生态型道路设计的一般原则

栗关裔

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市 200092)

论南方丘陵地区生态型道路设计的一般原则

栗关裔

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市 200092)

结合相关工程实例，对南方丘陵地区进行生态型市政道路设计的一般原则进行分析总结,尤其在现状生态优美、自然资源丰富且尚未开发的丘陵地区进行新建道路设计时,若规划建设条件允许,应重点考虑现状地形地势、减少填挖,贯彻绿色生态理念,并结合山水河湖等现状自然元素,综合道路线形、路基、边坡、绿化、桥梁等多种设计手段,力求形成融入自然、生态亲和的景观道路。

依山就势；绿色生态；线形优化；分幅路基；错层设计

0 引言

我国地域广阔,存在多种地形地貌,其中不乏丘陵地带,尤以南方分布广泛。与山岭重丘相比,丘陵地区相对高差较小,坡度相对较缓,但地形存在一定的起伏变化,局部地区常见沟壑和山岭。由于雨量充沛,低洼位置多分布河湖水塘。

随着中国城市化进程的加快,众多城市在远郊成立新区,基础设施建设随之启动。南方城市的新区大多位于尚未开发的城市郊区丘陵地带。该类地区降雨充沛,植被发育,生态自然环境优美。在此类丘陵地带进行新建道路设计过程中,若规划建设条件允许,应贯彻生态自然、尊重环境的设计理念,通过多种设计手段,综合打造交通功能和生态景观和谐统一的生态型道路。

在新区开发建设过程中,市政道路常需先行实施,此时路网中地块尚未开发建设,地形地貌和现状场地处于原生态环境,而前阶段的道路规划往往未能全面考虑现状地形地貌等现场条件,若一味简单地按照前期规划进行道路设计,有可能形成较大的填挖方,对区域自然环境造成不利的影响。这就要求在具体道路设计过程中,结合现状地势、河湖山岭,综合考虑道路线形、横断面、边坡设计、绿化景观等多种因素,尽可能使道路融入自然,达到交通与景观的协调一致。

1 一般设计原则

在丘陵地带进行市政道路设计时,不可避免的将存在较大填挖路段,对自然环境存在一定的影响。但在自然资源丰富、生态环境优美的丘陵地区进行道路设计时,只要规划建设条件允许,应尽可能地贯彻生态自然、尊重环境的设计理念。

我国南方城市的新开发区多处于城市外围的丘陵地带,总体呈现出自然环境优美的丘陵地貌,区内河湖密布,植被发育良好。前期相关区域规划中,往往无法全面充分考虑沿线建设条件,以至于形成较大填挖,对现状环境破坏较大。在两侧地块尚未出让开发、规划建设条件允许的前提下,道路设计时应结合河湖山岭等现状元素,充分利用现状地形变化,灵活调整道路平面、竖向和横断面设计,并结合边坡、景观、桥梁等元素打造交通功能和生态景观和谐一致的生态型道路。在具体道路设计时,一般需满足如下设计原则：

(1)顺应地形,依山就势,融入环境

南方山岭微丘地区局部地形起伏较大,植被较为发育,路线若一味遵循规划线位可能造成较大填挖,对现状环境影响较大。在具体道路设计中,若周边地块尚未出让开发,应尽可能结合现状地形地貌,对道路线位和竖向标高进行优化,依山就势,并尽量避让、山岭、冲沟等地形起伏较大的地带,减少对现状山体的开挖,降低对自然环境的影响。

在经过山岭沟壑等高差较大路段时,为减少填挖,适应现状陡坡地势,在道路设计时,可灵活采用上下行平面分幅、竖向分离、人非慢行系统绕行等设计手段,尽可能结合现状山体走势灵活调整道路断面,依山就势,顺应现状地形,减少填挖方,提升环境融合度。

(2)尊重自然,还原绿化,确保生态

南方微丘地带一般植被较为发育,自然环境优美,具备良好的生态景观。一般而言,道路工程的建设会对现状自然环境造成一定破坏,尤其在丘陵地带,若存在较高的填挖方,高边坡对现状环境影响更大。

在山岭地区进行道路设计时,应遵循“尊重自然,还原绿化,确保生态”的设计原则,对于现状山体、植被尽量给予保护,填方和削坡位置必须考虑给予生态恢复。具体设计中,一方面应通过平纵设计、灵活选用横断面等设计手段,降低路基填挖方；另一方面,对局部不可避免出现的较高边坡,必须采用绿色生态设计,选用绿色植被、TBS技术等技术手段还原绿色环境,避免单独设置硬质挡墙结构,以免结构物过于突兀生硬,影响环境景观。

(3)综合自然现状和设计元素打造道路景观

道路工程发展到今天,不仅仅作为人车货物移动的通道,更重要的是作为城市或地域的有机组成,一些景观道路甚至形成了区域地标。丘陵地带河湖密布、山岭众多,自然资源丰富,对于现状河湖、山岭、林木等自然元素,完全能够结合道路线形、竖向和断面的变化,通过提升道路植被、点缀景观桥、增加游步道等设计元素,综合形成景观节点,达到交通功能和景观功能的协调统一。

以下结合湖南省具体工程实例,简要说明上述原则在实体工程中的应用。

2 湘潭昭山示范区:昭华大道

昭华大道位于湖南省湘潭市昭山示范区内,是东西向贯穿昭山示范区南部的一条重要干道。从地理区位上看,昭山示范区位于湘潭市东北角,长沙、株洲、湘潭三市结合部“Y”字形之中心点。

昭华大道西起芙蓉大道,东至红易大道,全长约5.2 km。根据昭华大道沿线现状建设条件,西段为约1 km的城区段,地形起伏较小,现状为农田；东段4 km为郊野段,地形起伏较大,多山地、丘陵等。道路两侧地块均未开发,沿线自然风景优美,植被发育,除起终点芙蓉大道、红易大道和京珠高速外无现状路。

在具体设计过程中,受现状地形的限制,并考虑到节点景观,在设计中多处采用平面分幅、竖向分离、慢行系统绕行等手段,依山就势地进行道路设计。以下仅通过典型节点设计,阐述该类道路的一般设计原则。

2.1 城铁-现状山体节点

在本工程西段,规划线位从两座现状山体之间的谷地穿越规划城际铁路后,继续向东延伸。若按规划线位的顺直走向,昭华大道将直接穿越东侧现状山体,由于受下穿城铁的标高限制,将形成大开挖高路堑路段；若采用隧道方案,隧道经过现状山体向东出洞后,距离相邻主干路交叉口距离过近,严重影响隧道洞口区域的交通安全,见图1。

图1 原规划线位高路堑边坡示意图

在本节点设计时,综合考虑现状山体和规划城铁标高两大限制条件,对规划线位进行调整,使本工程呈一定角度下穿规划城铁后,立即向东北展线,尽量避让现状山体,利用现状山谷地带布置道路。穿越城铁时,昭华大道加宽中分带,为规划城铁预留桥墩,见图2。

图2 城铁节点线位优化走向图

为减少现状山体的开挖面,针对下穿城铁后路线经过的丘陵坡脚地带南高北低的特征,采用上下行错层、人非慢行系统抬升绕行设计。首先将南半幅机动车道标高抬升,利用中分带放坡过渡,减少南半幅道路对现状山体的开挖；其次穿越城铁位置人非系统设置L型挡墙,抬升慢行道,减少慢行道对山体的开挖；最后,在慢行道标高抬升的基础上,人非系统设置坡道、台阶,绕行至现状丘陵,结合山体坡地设置,进一步减少山体的开挖,见图3。

图3 城铁节点错层设计横断面图(单位:m)

经过线位优化、上下行错层、人非慢行抬升绕行等技术手段,大大减少了挖方量,使该节点对自然环境的影响降到最低,并同时满足了交通功能,最终实现了本节点交通、景观和环境的协调一致。

2.2 独立丘陵节点

在本工程中段新南村附近,存在一处现状独立丘陵,原规划线位从该土丘位置经过,并未细致考虑丘陵和道路之间的相对关系。若按照昭华大道按规划展线,该土丘将被削平,土方量较大,对自然环境和北侧已建成别墅影响较大。

该节点设计时,注意到该丘陵相对独立,四周存在可利用的东西向狭长地带。通过优化线位,使道路上下行分离,绕行山体展线,并绕开现状已建成别墅,见图4。

图4 独立丘陵节点上下行分离平面图

分离路基方案不但减少挖方量,避免破坏现状土丘,而且道路线形舒展优美,通过对该节点进行绿化水系设计,利用现状元素加以改建,依山就势营造出一处山水田园景观,见图5。

图5 独立丘陵节点道路景观效果图

2.3 丘陵-湖泊节点

在本工程东段,存在一处丘陵-水体共存的节点,现状湖浜位于丘陵南侧,规划线位从现状丘陵坡脚经过。若昭华大道全部从北侧山岭范围内展线,则将造成较大挖方；若线位远离现状丘陵,从南侧湖面以桥梁形式穿越,则稍显生硬单调缺少变化,景观效果不佳。

在本节点设计时,综合考虑丘陵、湖泊等现状因素,并结合竖向高差,在该节点位置考虑将机动车上下行分离,北侧机动车道从丘陵坡脚经过,控制挖方量,而南侧半幅路面以桥梁形式,单独以桥梁形式从水面上跨越,通过线位优化、断面分幅、错落高差和路桥映衬,形成融入自然环境的景观道路,见图6。

图6 丘陵-湖泊节点道路景观效果图

2.4 生态边坡设计

在具体设计中,在滨河或山坡上的半填半挖路段,可利用现状高差,慢行系统上下错层并与机动车道分离设置,同时对边坡进行植被绿化,见图7。

图7 一般横向高差路段断面方案图

在山岭微丘地带进行道路设计,不可避免地会遇到较高的填挖方路段。当综合考虑各种技术手段后,仍然无法避免高路堤或高路堑时,需要通过植草、叠石造景或网格护坡等技术手段,确保边坡坡面的生态性,见图8。

对于路堑边坡,除了常规的边坡绿化外,可考虑在坡脚设置矮挡墙,减少挖方,同时挡墙外侧结合灌木、竹林带等植被绿化遮挡,减少硬质结构物的外露；整体边坡需结合绿化设计,在石质边坡路段可考虑TBS挂网喷播植草等手段,确保边坡的生态恢复,见图9。

图9 路堑坡脚挡墙结合植被绿化方案图

3 湘潭昭山示范区:昭山大道

昭山大道为湖南省湘潭市昭山示范区内南北向的纵向主干路,北起长沙暮云片区区界,南至湘潭市荷塘区区界,全长约11.6 km。沿线经过的地区可大致分为丘陵区和平地段。平地段地形起伏较小,多建成区、农田等。丘陵区地形起伏较大,多山地、丘陵等。

在昭华大道经过的丘陵地带,沿线无现状路,地块均未出让开发,植被发育,河湖众多,自然环境优美。在设计时,本着依山就势、尊重自然的生态原则,综合道路、绿化等因素打造景观节点。以下仅选取两处典型节点进行叙述。

3.1 荷叶塘节点

昭山大道北侧起点附近,原规划线位自北向南先通过两座山之间的隘口,再经过山谷中狭长的荷叶塘向东南展线。按规划线位荷叶塘需基本填平修筑路基,环境影响较大。

设计时考虑将昭山大道上下行分离,上行线利用荷叶塘北侧狭长山谷地带,避让现状厂房、民房展线；下行线位从荷叶塘南部经过。分离路基方案不仅减少了填浜量,避让开现状建筑,同时保留了大半现状荷塘,有利于生态环境的维持和节点景观的营造,见图10。

图10 荷叶塘分离路基平面方案图

3.2 中央公园节点

昭山大道丘陵段某处,道路线位沿山岭中间相对平缓地带展线,规划线位经过现状湖浜水体。原规划线位较为顺直,两侧现状山岭挖方较大,湖浜基本填平,对环境影响较大。

在道路设计中,首先通过平面线位优化,确保路线从山岭中间相对平缓地带穿越,减少山体挖方；其次根据地势的变化,将道路进行上下行分离和错层设计,错落布置横断面,减少填挖方；并结合现状湖浜,设置桥梁、沿湖人行休闲步道等元素,综合打造未来中央公园的景观节点,见图11、图12。

该节点利用现状山岭、湖浜、植被等自然环境资源,在道路设计中通过道路线形优化、上下行分幅、断面错层等技术手段,并综合桥梁、绿化、步道等多种景观因素,打造形成未来一处环境和谐、自然优美的道路景观节点,见图13。

U412.3

B

1009-7716(2015)09-0030-05

2015-06-09

栗关裔(1984-),男,河南驻马店人,工程师,从事道路设计工作。

图11 中央公园节点方案图

图12 道路上下行错层设计横断面图