高速公路景观设计.docx
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高速公路景观设计
专科学生毕业设计
高速公路景观设计
系部名称：
职业技术学院
专业班级：
道路桥梁11-2
学生姓名：
赵宬浩
指导教师：
张瑞德
黑龙江工程学院
二○一四年六月
摘要
随着经济的发展，我国的高速公路建设也得到了突飞猛进的发展，建设规模逐渐扩大，截止2005年底，高速公路通车里程己突破四万公里。
高速公路的兴建给人们的生活带来了极大的方便。
但与此同时，高速公路建设对环境和景观的影响问题也日益突出，解决高速公路建设给环境带来的负面效应，已成为我国今后高速公路建设中的一个至关重要的问题。
高速公路的设计及建设者们不得不考虑公路环境对人们行车的影响和要求，不得不考虑公路建设破坏沿线植被所造成的环境问题。
高速公路景观设计的重要性逐渐凸显了出来。
关键词：
高速公路；景观；色彩
ABSTRACT
Witheconomicdevelopment,China'shighwayconstructionhasalsobeenarapiddevelopment,andgraduallyexpandthescale,bytheendof2005,thehighwaymileagehasbeenabreakthroughfortythousandkilometers.Constructionofthehighwaytopeople'slivesbroughtgreatconvenience.Atthesametime,theimpactofhighwayconstructionontheenvironmentandthelandscapehasbecomeincreasinglyprominent,highwayconstructiontosolvethenegativeeffectstotheenvironment,hasbecomeChina'shighwayconstructioninthefutureacriticalissue.Highwaydesignandroadbuildershavetoconsidertheenvironmentoftrafficonpeopleanddemandshavetoconsiderenvironmentalissuesalongthehighwaydamagecausedbyvegetation.Theimportanceofhighwaylandscapedesigngraduallynoticeable.
Keywords:
Highway;landscape;colors
目录
摘要I
ABSTRACTII
第一章绪论1
1.1概述1
1.2国内外高速公路景观研究现状1
1.2.1国外高速公路景观研究现状1
1.2.2国内高速公路景观研究现状2
1.3国内外公路景观设计中色彩应用现状3
1.3.1国外公路景观色彩应用现状3
1.3.2我国公路景观色彩应用现状3
第二章高速公路景观色彩设计的理论基础4
2.1色彩学原理—高速公路景观色彩的理论依据4
2.1.1色彩视觉特点与色彩感觉量度4
2.1.2奠定在色彩基本理论上的设计原则5
2.2道路景观色彩分析6
2.2.1自然环境色彩因素6
2.3色彩的心理效应7
2.3.1色彩的冷暖感7
2.3.2色彩的胀缩感8
2.3.3色彩的进退感8
2.3.4色彩的活泼感8
2.3.5色彩的疲劳感9
第三章高速公路景观色彩规划10
3.1高速公路景观色彩规划中应遵循的原则10
3.1.1自然优先10
3.1.2安全性与舒适性10
3.1.3地域性10
3.1.4协调性10
3.1.5统一和变化10
3.2景观区段的色彩控制11
3.3高速公路色彩景观的影响因素11
3.3.1自然环境11
3.3.2历史文化背景11
3.4高速公路控制色彩的具体选取方法11
第四章高速公路景观色彩设计13
4.1高速公路的景观要素13
4.2高速公路路面的色彩设计13
4.3高速公路交通标志的色彩设计13
4.4高速公路构造物的色彩设计14
4.4.1隧道的色彩设计14
4.4.2跨线桥的色彩设计15
4.4.3立交的色彩设计16
4.5本章小结16
第五章总结17
5.1完成的工作17
5.2对未来的展望17
参考文献18
致谢词19
第一章绪论
1.1概述
高速公路的景观是由道路主体、附属设施、沿线结构物、周边自然环境、人文环境等因素构成的一个总的空间概念，是由高速公路建设而形成的，具有特定社会、生态功能和动态特征的客观系统。
而我国的现实情况是:
大多数高速公路都是公路建成或基本建成的情况下才提到景观设计，此时公路的走向、所经区域的环境都已确定;或者即使从选线阶段就考虑到了景观设计，但由于客观原因或经济性等方面的影响，最终路线的走向并没有充分的估计到公路的外部景观及其周围的环境，这样，留给高速公路景观设计者的可操作空间就大大缩小。
实际上景观设计并不等同于一般意义上简单的绿化，它是包含了地质学、生物学、建筑艺术学、交通心理学、环境生态学、园林学等众多学科的广义的景观设计。
它对高速公路用地范围内外的自然景观、人文景观进行科学的保护、利用、开发、设计与完善，使高速公路成为融入它所穿越的大环境中的一条景观生态廊道，最终达到道路内部和外部的和谐。
生活中随处可见色彩。
色彩一直是服装设计、规划建筑设计、工业设计、装饰、工艺美术等行业的重要设计元素。
但在道路工程业内，对色彩的认识仍只停留在初步阶段，仅在标志、标线中有所简单应用。
然而，色彩对于道路有重要的意义及作用，本论文以色彩学理论为指导，对道路景观色构成因素进行了分类，并在基础上探讨了色彩在路道路景观设计中的应用。
1.2国内外高速公路景观研究现状
1.2.1国外高速公路景观研究现状
早在1907年美国就开始组织公路工程师和园林建筑师协作设计道路景观。
主要是在现场勘察中考虑道路线形与地貌的配合，保护和利用沿线景物来美化公园路（park-way）。
在道路工程的绿化实践中，提出公路美学理沦。
1965年，美国通过了《道路美化条例》；1941年英国工程师协会通过了一项正式决议“美学处理，必须是土木工程师的职业范围”；日本在1976年制定《公路绿化技术规范》，并随着栽植技术的发展和先进设备的研制在88年又对该规范进行了修订；前苏联在1975年制定了《公路建筑和景观设计规范》等。
德国自从20世纪30年代开始修筑高速公路以来，就十分注重研究道路与周围景观的协调问题，并且在公路工程的实践中逐渐形成系统的道路沿线景观绿化理论。
早在1930年，德国的高速公路工程师们就为高速公路的视觉品质的问题投人了相当多的精力。
早期的研究分为两方面：
一方面的研究着力解决高速公路与周边景观的关系，另一方面则不管选址和基地如何，而主要关注高速公路本身线型的视觉质量。
这两方面的研究由弗瑞兹海勒（FritzHennery）在他的一系列论文中逐渐构建起来，并分别发展成为高速公路的外部和谐（ExternalHarmony）与内部和谐（InternalHarmony）理论。
在德国，公路的建设需要受到自然保护、环境协调评估等有关的环境保护法的约束。
在公路设计过程中，需要对工程项目中如路基路面、路新、桥梁、涵洞、防护墙、排水设施、噪音防护、绿化种植、环境保护等采取相应的措施，尽最大可能减少或者避免对环境的有害影响，为其它国家树立了标杆。
在相当长的一段时期，德国的高速公路建设及沿线景观建设成为许多国家的执行标准。
总之，世界上许多国家在高速公路工程技术标准、设计和施工规范中，都有关于高速公路景观设计、绿化和美化方面的技术规定，他们的高速公路景观规划理论和实践取得了很多的成效。
1.2.2国内高速公路景观研究现状
由于我国高速公路起步晚，而且由于景观学科发展的相对滞后，目前，我国对高速公路景观的关注尚有很多不足，对高速公路景观的研究探索，也仅限于用地内有限的绿化美化，或是对生态环境负面影响的粗糙研究，没有较完整、较全面地对高速公路从自身的线型到布线方法、绿地绿化设计到与周围自然环境、人工环境的融合等一系列问题进行系统地研究。
早期人们只认识到了方便快捷的高速交通网络的重要性，很少有人对其自然环境与视觉质量给与必要的重视。
但随着物质生活水平的不断提高，人们的生活方式有了很大的改变，对公路环境景观的要求亦将变得更高。
随着高速公路事业的发展，对由道路工程所引起的环境和生态问题产生了重视，1983年交通部制定颁发了《公路标准化美化标准》（即GBM工程），要求道路畅通、整洁，绿化、美化道路景物交叉协调构成流畅、安全、舒适、优美的道路环境。
在我国己建成通车的2万多公里高速公路中，在公路景观美化方面曾做了一些尝试，积累了宝贵的经验。
然而，随着我国公路建设事业的蓬勃发展，人们对高速公路的行驶环境提出了更高的要求，由多年的实践经验来看，1983年交通部制定颁发的《公路标准化美化标准》已不能很好满足不同环境等级的高速公路景观需要。
此外我国的高速公路景观环境建设还没有完整的理论体系，高速公路景观效果也没有完善的评价方法。
因此，在公路景观规划建设的理论和实践中难免会有一些问题：
（1）对高速公路景观环境建设的内涵认识不清，容易造成建设资金的无端浪费；
（2）高速公路沿线景观绿化科学性不足，忽略了道路景观建设应强调功能性和美观性的统一性；
（3）高速公路沿线景观技术水平低，绿化美化效果难以长期保证；
（4）现代景观规划设计理论与方法的不断发展，高速公路景观的需求不断发生变化，高速公路景观规划理论应当为更广阔、更深层次地解决环境及景观问题等方面提供了可能与有效的方法、手段。
1.3国内外公路景观设计中色彩应用现状
1.3.1国外公路景观色彩应用现状
国外公路建设起步较早，公路景观设计最早起源于20世纪30～40年代的德国，随后，日本、美国等国家在这方面也进行了大量的理论研究与工程实践。
经济发达国家都非常重视公路的景观设计，他们认为:
公路景观设计应对原有环境的破坏降低到最小程度，同时公路景观色彩设计能为使用者创造安全、舒适的行车环境。
为此，西方经济发达国家作了大量的研究，总结出许多经验。
如日本在1958年采纳德国专家建议设计名神高速公路时，首次将环境景观理念融入到公路土建设计中，取得了很好的效果;其他国家也通过在公路建设的过程中不断总结和探索，逐渐形成适合本国的公路景观营造方法。
通过对国外公路景观发展的研究发现，首先，西方经济发达国家非常重视公路环境景观设计的规范编制和推广，如1965年，美国制订了《公路美化规定》;1976年，日本制订了《公路绿化技术基准》;1975年，原苏联制订了《公路建筑和景观设计规范》等。
通过这些规范和规定，公路景观建设有章可循，有效地指导了公路景观设计。
其次，生态理念贯穿工程的始终，公路从开始规划起，景观设计师就参与其中，为公路环境建设等方面提供专业意见，公路建设者在吸收景观设计师的意见后，结合公路工程要求作出相应的调整和弥补，使公路更加贴近自然，融入自然之中。
再次，景观设计师重视色彩设计，运用色彩学等理论指导公路景观设计实践。
1.3.2我国公路景观色彩应用现状
目前，国内处于大建设时期，公路景观学科在中国交通行业才刚刚兴起，但许多公路绿地规划设计项目都被要求在短期内迅速完成，从一方面造成了设计师对于色彩设计的忽略，同时施工质量较差也影响到了色彩的整体效果，另一方面色彩设计也缺乏理论性的指导。
这些原因都造成了国内许多公路绿地景观色彩的无序、杂乱、无视人们的视觉感受和地方文化传统，带给人们生硬、刺激、与交通功能不和谐的感受，使人们驾车行驶在这样的公路上心理紧张、视觉乏味、交通安全得不到保障。
相对于国外学者对公路景观色彩的研究，中国的公路建设起步较晚，在公路景观的色彩设计方面，理论体系与技术手段还不成熟，在实证研究方面远不如国外。
但是随着时代的发展、社会的进步，人们的环境意识逐渐加强，文明程度不断提高，出行机会越来越多，对公路的要求也从单一的运输通行功能转移到要求其提供色彩和谐、景色怡人的道路景观上。
第2章高速公路景观色彩设计的理论基础
2.1色彩学原理—高速公路景观色彩的理论依据
2.1.1色彩视觉特点与色彩感觉量度
光是人们感觉色彩的首要因素，不同波长的可见光在人们的视觉中形成各种颜色。
人眼在光亮条件下能看见光谱中各种颜色称为光谱色。
将光谱色按红色区、绿色区、蓝色区的相对范围分成适当的三份，整个光谱色就可以用三种色来代表，这就是通常说的色光三原色:
红（R）、绿（G）、蓝（B），代表着可见光谱的色光。
（1）视觉与色彩;
人眼对色彩的感觉是个精密而复杂过程。
有以下几个视觉特点:
1明暗视觉：
人眼对色彩有感知功能的细胞是视网膜中的锥状细胞，它含有感受红、绿、蓝三原色的细胞。
对光线明暗有感应的细胞是视网膜中的柱状细胞。
由亮处突然进入暗处，眼睛一时间不能适应，就是锥状细胞突然切换成柱状细胞所应起的现象，称为“暗适应”，反之为“明适应”。
2视场视觉：
人的色觉与物体的观察面积（视场）有密切的关系。
视网膜不同区域的色觉是相同的。
这是由于感色的锥状细胞细胞在视网膜中部，而有明暗感觉的柱状细胞在边缘量在水平180°，锥知觉150°的椭圆区内，锥状细胞集中的区域仅有2°。
中心区域对红色感受性最高，绿色其次。
由中心向边缘扩展，只能看到两色混合的灰色，但还有黄、蓝色的色感。
再往外廓则只能看到无色彩的不同明暗的灰色。
因此，在色彩的组合设计中，多用在2°以上的视场，甚至在大面积视场观察条件下进行色彩的设计工作。
3色觉反映：
A.同时对比与继时对比:
色对比是视网膜的某些部分受色感的刺激而引起兴奋的一种感应。
同时对比看到的是并列的两种颜色所引起的视觉对比。
当看到某种颜色后立即又去看另一种颜色，就会产生因前色的影响使后色略有不真实的现象称为继时对比。
B.同化效应：
当某种颜色被其他色包围时，被包色的面积如果小，或者被包色跟包围色相类似时，就会产生被同化的视觉，被包色看上去近似周围色。
因此，在采用并置的两色或多色的配色设计时，要想保证各色的鲜明色感，就需考虑较大面积的进行。
C.颜色适应：
先在日光下观察颜色，然后突然改在白炽灯下观察同样的颜色，开始时，颜色带有黄的意味，过了一会儿，视觉适应后，颜色又会恢复到在日光下观察时的原有色感。
D.色彩进退：
人眼的晶体犹如透镜，不同波长的光有不同的曲折率，通过晶体聚焦不完全在一个平面上。
如：
暖色成像在视网膜外侧，所以具有前进感；冷色成像在视网膜内侧，所以具有后退感。
因此，要取得色彩的平衡，暖色和亮色面积要适当小些，冷色和暗色可适当加大。
（2）色彩感觉量度：
色彩的感觉量度（或说色彩粒的基本属性）有三：
色相、明度、纯度。
色相即是颜色的相貌，是区别不同色彩的表象特征。
决定色相的因素是光波波长。
将色相按波长进行循环排列形成色相环，它直观地将三原色、三间色以及原色与间色的相互关系以图形显示，这在色彩设计的对比调和及多种色彩组合运用中起着重要作用。
明度是指任一色都具备的视觉明暗程度。
决定明度的因素是光波波长的振幅，振幅宽明度高。
明度的标尺由黑白灰按等级分，黑为0级，白为10级，其间形成若干明度等级的深浅灰色。
从物理光学角度认识，用人工颜料色料所标示的范围一般为l～9.5。
有色系主要色相的明度为：
红4，橙6，黄8，黄绿7，绿5，蓝绿5，蓝4，蓝紫3，紫4，紫红4。
纯度，又称彩度饱和度（艳度），即色的含灰程度或鲜艳程度。
形成此色的主波长的单一程度决定了纯度的因素。
黑白灰的纯度是0，依次向色彩鲜艳的纯色递增。
2.1.2奠定在色彩基本理论上的设计原则
进行色彩设计就是灵活运用以上色彩基本理论，根据色彩设计的原则，综合设计目标的实际情况进行色彩关系组织。
色彩设计的基本原则从根本上讲与形式美的原则一样，即寻求关系平衡的统一和对比的矛盾共同体。
因此色彩设计的原则包括两个基本方面，即色彩的对比原则和协调原则。
一个优秀的色彩设计作品，必然是在色彩关系的组织中良好地贯彻、体现了这两个原则。
先说色彩的对比原则。
当两个或多个色彩以空间关系相比较时，能够形成明确的差别，它们之间的相互关系就成为色彩的对比关系。
当色彩比较差别大时，形成了强对比，差别适中时，形成了中等对比;差别弱时，形成了弱对比。
例如，当希望得到统一协调、整体感强的色彩效果时，同一色相对比是最为行之有效的手段，但同时因为色相之间差别的可辨别度很小，也容易造成单调、呆板的视觉效果。
对比色相的运用在实际色彩设计中非常重要，当处理好色彩的其他属性关系，如彩度、明度、面积、位置等因素时，对比色相是获得均衡、丰富、明确、统一的视觉效果的重要途径之一。
再说色彩的调和原则。
两个或两个以上的色彩有秩序、协调地组织在一起，形成具有整体、统一、连贯感的视觉效果的色彩搭配称为色彩调和。
色彩调和与色彩对比从表面上看其目的和方法上是两个相反的过程，但实际上是色彩关系配合中辩证的两个方面，是从不同角度对同一事物的解析。
例如，蒙塞尔色立体上同一色相页上同色相的调和，由于均为同一色相，它们之间只存在明度和彩度上的差别，所以这是一种非常直接、简洁的色彩调和方式。
除了过强或过弱的明度和彩度差的色彩组合外，一般非常容易达到很强的色彩调和效果。
高明度和低明度的同明度调和色相感觉不强烈，一般比较容易达到色彩调和效果。
中间明度则取决于色相和彩度的关系，或者降低彩度，或者色相之间存在同一或类似关系。
低彩度的色彩色相感觉不明显，很容易获得调和效果。
中间彩度色彩之间调和取决于色相和明度的关系，或者色相之间存在同一或类似关系，或者取高明度和低明度值。
高彩度的色彩都是中明度，此时是否调和只能取决于色相间是否存在同一和类似关系。
2.2道路景观色彩分析
自然界中存在的色彩的范围是非常广的，但在某一局部区域，其色彩的种类又是有限的。
就自然环境而言，某地的自然色彩在很大程度上取决于当地的土壤、岩石、植物等的种类。
本节将以蒙塞尔色系为基础，从自然环境及道路两个方面对道路景观中的色彩因素进行分析。
2.2.1自然环境色彩因素
前面章节从造型构成的角度对自然景观构成元素进行了分类，在这里，为了色彩研究更清晰，将从自然物种类角度对自然景观构成元素分类。
自然景观元素按种类分有:
土壤、岩石、水域、植物、动物、自然光（日光月光）、人工建造物。
每种元素有其自身的色彩范围。
1.土壤:
在工程上，土壤是按照其工程性质分类的。
土壤的类型和分布特征除了与气候有关外，往往与成土的母岩有关。
其色彩也在很大程度上取决于母岩。
常见土壤的色彩分布在蒙塞尔色立体的色相为:
2.5y～2.5pb;纯度为:
0～6;明度为:
1～6的区域内。
2.岩石:
岩石的色彩与其所含的矿物成分有直接的关系。
矿物的颜色是通过矿物对光线中不同波长的光波均匀或选择性吸收所表示出来的性质。
被分作自色、他色和假色。
自色，是矿物自身固有的颜色，由矿物的成分和晶体结构所决定。
他色，由外带来色杂质气泡等机械混入物引起的颜色。
假色，因矿物内部裂缝或表面氧化膜等原因引起光线千涩而产生的颜色。
下表是常见矿物的颜色：
（表2-1）
表2-1
色名
色相
纯度
明度
矿物
灰、黑
无彩色
0～4
1～6
石墨、方铅矿、灰锑矿、软锰矿、磁铁矿、铝土矿、硬锰矿等
浅褐、棕褐、褐、红褐、黄褐
7.5RP～5P
2～8
4～7
闪锌矿、褐铁矿、普通辉石、黑云母、黑钨矿、菱铁矿、正长石等
黄、黄铜
7.5Y～7.5YR
2～10
5～8
黄铁矿、黄铜矿等
绿、蓝绿
7.5GY～10B
2～8
5～7
橄榄石、蓝晶石、普通辉石、普通角闪石、蛇纹石、绿泥石、孔雀石等
白、灰白
无彩色
0
8～9
蛋白石、高岭石、白云母、斜长石、白云石等
红、玫瑰色、紫
10R～5P
8～12
5～8
石英、石榴子石、红柱石、正长石、重晶石
3．水域：
水域的色彩取决于水所含化学成分及水域内的生物及杂质，环境光对水的色彩也有影响。
其色相范围2.5YR～10B；纯度范围：
8～14；明度范围：
7～9。
4．动、植物色彩范围较广：
色相：
5P～5B；纯度：
8～14；明度：
7～9。
5．自然光：
自然光光色涵盖所有波长的光，由于不同反射、折射、透射介质的不同滤过了不同波长的光产生不同色光。
日光亮度高光色偏暖，月光亮度低，光色偏冷。
6．人工建造物的色彩取决于人们对色彩的喜好，几乎包含了色立体的所有颜色。
自然环境的色彩，不仅受到组成元素的色彩因素影响，自然的光线和季节也是环境色的重要影响因素。
2.3色彩的心理效应
雪地、冰山的白色会使人感到冷，太阳、火的红、橙色使人感到温暖，海水的蓝色使人感到清爽，色彩缤纷的草地、花卉使人心情愉快等等，都是人们对自然色彩的一种心理反应。
可以利用这种心理反应在道路环境中运用各种各样的色彩，使人们在人工的色彩环境中，联想、记忆，犹如生活在自然环境中。
色彩的心理反应在公路或建筑设计方面有广泛的运用。
2.3.1色彩的冷暖感
外界物体通过表面色彩给人们或温暖或寒冷或凉爽的感觉，红、橙、黄为暖色；蓝、蓝绿、蓝紫为冷色；绿黄、绿、紫、红紫为中性色。
由于亮度不同，色感觉也会发生变化，如绿、紫、蓝在亮度高时倾向于冷色，低时倾向于暖色。
此外，由于色的对比其冷暖也可能发生变化，如紫与红并列时紫色显得冷些，而与蓝并列时紫色又显得暖些。
炎热地区应多用冷色花卉，能使人感觉清爽，蓝色、青色与青紫色冷感最强；寒冷地带宜采用暖色花卉，可打破寒冷的萧索，使人感觉温暖、热烈，但是暖色的刺激作用较大，过强的暖色或观看暖色时问过长都会感到疲劳、烦躁和不舒服，这在边坡色彩设计中要尤其注意。
在夏季青色花卉不足的条件下，可以混植大量的白色花卉，仍然不失冷感；而在尚未冷凉的春秋季，青色花卉应与其补色如橙色系花卉混合栽植，可以降低冷感，变为温暖的色调。
纪念性建筑及场所多利用冷色所特有的宁静和庄严，周围可大量种植冷色花卉，烘托和增加庄严肃穆的氛围。
2.3.2色彩的胀缩感
白色具有膨胀性，黑色具有收缩性。
在进行设计时，红色系统的色面积要小，蓝色系统的色面积要大，这样才容易取得色的平衡。
在一般情况下，暖色、亮度高的色，具有膨胀感，冷色、亮度低的色具有缩小感。
当饱和度增加时，膨胀感增强。
此外，当色彩相同时，往往会感到面积大的色比面积小的色饱和度增强，故大面积着色多选用饱和度较小的色，而面积较小的着色多用饱和度较大的色，起突出重点的作用。
色的膨胀与收缩，与底色和周围的环境色也紧密相关，四周的色越亮，内部有色彩的图形越显得小。
2.3.3色彩的进退感
色彩的进退、胀缩感受饱和度的影响最大，其次是色调和亮度的影响。
在饱和度方面，波长长的色彩，如红、橙、黄等色具有扩大、向前的特性，而波长短的色如蓝绿、蓝、蓝紫、紫等色具有后退、收缩感。
在亮度方面，一般情况下，亮度高而明亮的色都具有向前、扩大的感觉，亮度低而黑暗的色，有退后和缩小的感觉。
在色调方面，高彩度鲜艳的色不论波长长短，其扩张力均大，并且有伸张的感觉，尤以暖色为最强．彩度低而浊的色，有缩小感，而且受亮度高低影响有所不同。
2.3.4色彩的活泼感
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