綠營建理念在道路工程規劃設計上之應用

國立台灣科技大學營建工程系名譽教授 沈得縣

   

摘  要

綠營建道路係指在道路工程規劃、設計、施工、養護管理及回收再生之生命週期中，具有低環境衝擊、低資源耗費且與生態環境調和性佳之道路。因此綠營建道路在工程規劃設計上應考量消耗最少地球資源，製造最少廢棄物及可確保當地生態環境平衡，而達到道路永續發展之目標。本文為確保道路工程符合永續發展之目標，使道路工程建設與生態環境共生共榮，因此針對「綠營建」理念在道路工程規劃設計上之應用進行探討。研究時首先針對道路工程規劃設計與道路綠化、基地保水、節約能源、二氧化碳減量、廢棄物減量、景觀提昇、自然環境保護、生活機能維持及交通安全維護等綠營建指標之關係進行探討，然後針對「綠營建道路」具有廊道設計之特性與綠建築設計理念不同之處進行分析。

 

關鍵字：綠營建、道路工程、規劃設計、永續發展

 

一、前言

「綠營建」在國外被稱為「永續營建」(sustainable construction)，此概念係由「永續發展」(sustainable development)所衍生者。在國內行政院公共工程委員會為配合國家「綠色矽島」發展方案，兼籌整體經濟之發展與營建科技之進步，已擬定綠色矽島之「公共建設永續發展中程綱要計畫」。「永續發展」目前已是全球各國公共建設所重視之發展方向，然而公共工程之開發因其規模龐大及影響層面深遠，若無法從規劃、設計、施工、養護及拆除回收各階段進行全面性之考量，將會對生態環境造成嚴重之衝擊與危害[1]，因此「綠營建」在公共工程之開發中不僅是一種選項而且是一種義務。

道路工程在公共工程中所佔數量最多，且與民生關係最為密切，由於道路工程之基地配置為線性走廊形式，常會跨越數種不同空間與生態環境，對沿線生態、地形、地貌及土地涵養功能影響極大。以往道路工程之規劃設計理念常以功能為目標導向，缺乏對整體生態環境之影響及社會成本之支出進行評估，而造成能源大量損耗及許多不可回復之生態浩劫[2]。目前國內之道路工程仍停留於景觀綠化之窠臼中，對於如何達到減少生態破壞、消耗最少地球資源，製造最少廢棄物之規範十分有限，故本文先從道路工程生命週期中之道路規劃設計進行考量，並針對道路綠化、基地保水、節約能源、CO₂減量、廢棄物減量、景觀提昇、自然環境保護、生活機能維持及交通安全維護等與道路息息相關之部分進行探討，以提供我國研擬綠營建道路工程設計規範之參考。

 

二、綠營建道路之理念

 

(一)追求道路永續發展

「永續發展」目前已是二十一世紀全球各國公共建設最重要之努力方向，各種公共工程建設逐漸重視廢棄物減量、資源回收、生態工法及降低污染之原則，尤其是先進國家皆紛紛投入開發新能源及環境保護之研究工作。我國之道路工程是公共工程中數量最多，且與經濟發展及民生關係最密切，其對地形、地貌及土地之涵養功能影響最大，但道路工程往往開發規模龐大，對環境之影響亦很深遠，以往道路工程之規劃設計理念常以功能為目標導向，而缺乏對整體生態環境之影響及社會成本之支出進行評估[2]。為配合永續發展及綠色矽島建設，因此針對道路規劃設計與環境影響評量需要有仔細完善之決策，國人應積極推動節約能源，維護永續生態及推動資源回收之綠營建工程，以確保綠營建道路達到低環境衝擊、低資源耗費及延長生命週期之理想。

 

(二)確保生物多樣性

生物多樣性係各式各樣之生命、生命現象以及維持這些生命及生命現象之棲地與自然運作過程[3]，亦為基因、物種及生態系等三種層次之多樣性，各式各樣生命型態互相依存，與人類生活在同一地球上，自有其生態、經濟、科學、教育、文化、美學，甚至倫理上之價值。但由於生物棲地喪失、人類製造污染及大量擴張生活區域，根據聯合國環境規劃署全球生物多樣性分析估計，約有一千三百萬至一千四百萬以上之物種已經自地球上消失；情況若不改善，至西元2050年時，地球上四分之一之物種均將不復見。因此在高峰會中，已通過大幅減緩目前生物多樣性喪失速率之「約堡進程」計畫。在國內根據農委會2002年概估，台灣之生物約十五萬種，占全球之1.5%。由於台灣之物種十分豐富，更面臨物種消失之威脅；在台灣地區道路四通八達，西海岸紛紛開闢為工業區、東海岸幾乎水泥化，已使得蘊藏豐富之物種在海岸、潮間帶及溼地大量消失[4]。

 

(三)降低生態環境衝擊

由於道路均以線性之方式切割環境且帶狀延綿不絕，道路所經過之生態環境及人文社會環境十分複雜，因此於道路工程規劃設計階段就必須將其對環境所造成之衝擊，以綠營建道路永續發展之觀念，針對道路工程生命週期之規劃、設計、施工及養護管理進行全盤考量，而保護人文生態及環境調和。在道路工程規劃設計階段，必須先以生態環境進行環境影響評估，再考慮功能性與便利性。在道路工程施工階段能減少整地時造成之塵土飛揚，機具操作或隧道鑽炸造成之噪音振動，灌漿藥劑溢流造成之有毒物質污染，廢棄土造成之棄土問題，砂石車造成之交通問題，開挖不慎造成之文化遺址及生態走廊之破壞等。而在營運養護管理階段則能減輕因汽機車廢氣造成空氣污染，喇叭與引擎造成噪音與振動，車輛油漬造成周邊土壤及水質污染，影響生物之生存；車流增加造成道路阻塞及車輛大量耗能，尤其道路本身阻隔兩側水流與生物活動等之影響[5]。因此道路可成為環境中之一部分，而非環境之殺手，應使生物不因道路之存在而滅絕，以確保生物之多樣性，並降低道路對生態環境之衝擊。

 

(四)考量道路生態工法

道路考慮生態工法之目的，在於使交通建設對於自然環境之衝擊減至最低。尤其當計畫道路必須穿過動植物棲息條件豐富之自然環境保護區域時，必須要改變道路之形式與構造，以減低道路對生態之衝擊[6]。故綠營建道路應依循生態工法進行規劃設計，並掌握下列三項原則：

 

1.  整體性原則：道路應強調宏觀之整體效益，兼顧經濟、社會及環境等三方面效益之平衡發展。

2.  循環再生原則：將自然界之循環作用應用於道路規劃設計之中，使自然資源利用達到最佳化，並保護自然環境進而減低道路對環境之危害程度。

3.區域分異原則：基於生態系統本身富有多樣性與地域性，道路應針對不同地區之社經及自然條件，採取不同之資源保護及利用對策。

 

三、綠營建道路之規劃設計

 

(一)規劃設計原則

生態工法是符合生態原則並整合人類與自然環境，以使二者共存共榮之永續系統設計。因此道路工程開發係立基於生態工法之規劃設計理念之上，考量自然環境之穩定性，藉由自然生態系統之自我調適功能，促進資源合理有效配置，使綠營建道路與自然環境間達到彼此互利共生之永續工程。因此綠營建道路規劃與設計應注重下列原則[1，2]：

 

1.  道路選線時應先進行大區域之自然生態環境調查：重視基地現況之生態環境調查並配合季節性等因素，儘量迴避法令規定之自然環境保護區與國家保護生物棲息地，評估選擇道路路線或探討替代路線之可行性。

 

2.  道路設計時應以生態環境保育觀點選擇道路形式與構造：針對必須保育之區域，採取對於生態環境衝擊較小之道路形式與構造。以生態道路之基本理念，作為道路建設與生態環境間衝突之處置策略。

 

 

3.  道路施工時應配合原有生態體系選取適當之開發方式：山區路段因為道路施工所需挖掘之土方較多，應儘量以隧道或半隧道施工，以便保持原有地貌。需要填土較多之區域，則以高架橋穿越地區上方，使其不易干擾物種之穿越交流。

 

4.  保持原有環境之生態秩序讓生物保有最大之移動範圍：儘量運用隧道、高架橋或動物容易穿越之路徑設計等方式來取代傳統平面建設道路手法，以增加或維持生物活動領域。

 

 

5.採取經濟性環境之施工手法以減輕環境過度負荷：基於資源永續利用原則，應避免濫用環境資源，以保持自然體系循環之平衡，例如護坡植栽有助於水源涵養及地基穩固；鋪面配合透水材質或適當排水系統，有助於大地水資源平衡。

 

(二)規劃設計方法

1.道路綠化

道路綠化可調和環境，使用路人賞心悅目，駕駛亦可陶冶生活及怡情養性。且綠化具有產生氧氣、吸收二氧化碳、淨化空氣、減少噪音、調節氣候，增加大地涵養水份能力及增進土壤生態等功能。道路綠化為公認吸收二氧化碳最有效之策略，可減緩地球氣候高溫化之趨勢。除可減緩氣候高溫化之外，綠化之樹木枝葉亦可產生頂蓋之效果，以緩和乾濕冷暖變化對道路之影響，提供用路人舒適之行車空間。且日光被道路帶狀走廊上之枝葉阻擋，不易直射鋪面，道路本身及周邊溫度上昇減緩。亦可防止風砂粉塵之侵害，增加道路之耐久性及減低道路養護管理之負擔。

 

2.基地保水

台灣地區潮濕多雨，綠營建道路必須考慮道路基地保水設計，道路基地之「保水性能」，就是道路涵養水分及貯留雨水之能力。道路基地保水設計可分成兩大部分，一是「直接滲透設計」，二是「貯留滲透設計」。所謂「直接滲透設計」就是利用多孔隙排水性鋪面來達成水分滲透之功能；所謂「貯留滲透設計」就是設法讓雨水暫時留置於道路上，然後再隨氣候變化讓水氣滲透而循環於大地之方法。以往道路常採用不透水之鋪面設計，使大地喪失良好之吸水、滲透及保水能力，因此剝奪大地涵養植物之能力，同時也因失去蒸發水分潛熱之能力，而喪失調節氣候功能，甚至引發居住環境日漸高溫化之「都市熱島效應」，尤其是道路之長形帶狀走廊之特性更加明顯。通常在道路面層加鋪1.5~2cm厚度之開放級配瀝青混凝土、4~5cm厚度之多孔隙瀝青混凝土(porous asphalt concrete)或進行排水性鋪面設計，使雨水能滲透鋪面而降低鋪面之溫度，增進鋪面本身之耐久性，減低鋪面養護管理之成本，且道路蒸發水分可降低道路周遭之溫度，避免都市熱島效應之發生。

 

3.節約能源

    道路於規劃、設計、施工、養護管理以及回收再生之生命週期各階段中，皆消耗不少能源，尤其是道路在長期使用中道路坡度衍生之車輛耗能佔極大部分。而如何降低車輛之耗能，必須由道路之生命週期各階段著手，在道路規劃設計時使用較平緩之彎道及高程，車輛行駛時不可有太多急彎陡升降坡，以降低車輛耗油及煞車次數。而且道路施工時要求鋪面平整度，植栽綠化使道路溫度降低，車輛空調系統負荷低亦可節約能源。

 

4.二氧化碳減量

地球氣候高溫化是現今最嚴重之地球環保課題，而氣候高溫化最主要因素在於大氣之溫室氣體增加。所謂「溫室氣體」就是會造成氣候溫暖化之大氣中氣體。根據聯合國IPCC組織之報告，大氣中最主要之溫室氣體為二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）及氧化亞氮（N₂O）等三種。由於大氣中二氧化碳（CO₂）氣體所佔比例最大且殘留壽命最長，道路二氧化碳（CO₂）氣體排放之二大起因為道路施工及通車後之車輛行駛。道路工程施工時與通車營運後無論是柔性(瀝青混凝土)或剛性(水泥混凝土)鋪面，包含道路附屬設施，行駛中之車輛，都排放著大量之有害廢氣，如二氧化碳及氮氧化物等氣體，且附屬設施結構物大多以水泥混凝土或鋼鐵建造而成，有害氣體中之二氧化碳會造成水泥混凝土碳化收縮產生龜裂，廢氣也會加速鋼鐵之腐蝕，廢氣造成溫室效應，雨量增加及平均溫度升高會影響瀝青混凝土之耐久性。因此綠營建道路規劃設計時必須採用低耗能、低污染之設計、材料及工法，甚至可使用回收再生材料，如刨除回收料、營建廢棄物及回收再生粒料等，設計綠化系統使有害廢氣能被減量或吸收，而增加綠營建道路包括剛性或柔性鋪面本身及附屬設施之耐久性。

 

5.廢棄物減量

    道路工程施工時會產生許多剩餘土石方，台灣地狹人稠棄置場地尋覓不易，故道路規劃設計時儘量使挖填方能平衡，且採用自動化機具施工，再者應採用回收再生材料，如回收刨除料，再生粒料、廢混凝土、廢磁磚及廢紅磚等進行道路及附屬設施之設計，通車後以植物吸附二氧化碳及粉塵等，使道路所產生之廢棄物減至最低。

 

6.自然環境保護

道路工程為長形帶狀走廊，道路經過會切割各種不同生態環境，其影響程度相當深遠，因此應以科學客觀之調查來預測、分析及評定道路工程施工前，施工中及施工完工通車後對整體環境所帶來之影響，並提出環境影響評估報告書及環境管理計畫。其最終目的係希望自然環境保護工作能落實於道路工程之規劃、設計、施工及營運養護管理各階段，且透過謹慎之選線植生及邊坡穩定，儘可能保護道路沿線之原生動、植物，使其不因道路建設而滅絕，可維持且增加生物之多樣性，亦可提供道路沿線居民舒適之休憩空間。

 

7.景觀提昇

    一般道路給人之刻板印象為瀝青混凝土或水泥混凝土之外表，加上中央分隔島，而在鋪面上有行駛之車輛。其實，道路尚可包括道路鋪面旁之樹木，由樹木縫隙透出之景緻及路塹路堤等。在都市範圍內亦包括路旁之建築物，高架橋及行道樹。道路之周圍景物端靠整體之道路規劃設計理念，過去工程師常以專業考量，以道路功能為目標導向而進行道路規劃設計，因此道路成為環境中十分突兀之建築物，且不當之道路規劃設計亦使用路人產生不安之感覺，不僅破壞環境，且交通事故亦時常發生。道路規劃設計若能考慮道路整體景觀之提昇，將會使道路更豐富化，生活品質亦會提昇。

 

8.生活機能維持

   道路施工時及完工通車後會產生大量之噪音及有害氣體（如CO₂，N₂O等），優良之綠營建道路規劃設計將會使噪音及有害氣體對道路周遭生活機能之干擾降低，而維持沿線環境之品質。綠營建道路施工時可採用低噪音之施工機械及工法，完工通車後，可利用良好之植栽設計，使其成為天然之噪音障壁。道路施工時會產生大量落塵及氣體，工地必須嚴格管制，除使用灑水設備外，可採用低污染之施工機械。完工通車後，車輛行駛所排出之二氧化碳、氧化二氮及粉塵，可利用道路上植物之呼吸作用及吸附作用而大量捕捉有害物質，使道路空間之大氣污染淨化。

 

9.交通安全維護

綠營建道路植栽設計應考量維護交通安全，使用路人能預知前方路線之方向、防止車輛大燈之直接照射及車輛衝擊傷及他人。道路分隔帶之植栽可遮去對向行駛車輛大燈之照射，防止眩光帶來之危險，且沿道路之雜亂光源足以影響行車者亦可遮除。在道路線形複雜與視距不佳之處，或常有濃霧之地區，可利用植栽設計使用路人能預知前方路線之方向，以舒緩心理不安定感。步行及騎自行車之交通弱者亦可利用植栽設計方法與車輛分離，防止車輛之隨意衝撞或交通事故。道路採用特殊形狀或顏色之植栽，亦可使用路人知道身處何處及該往何方向前進。

 

四、結論與建議

 

1. 道路工程本身可能會對於環境造成之影響包括對地形之破壞、景觀之改變、環境污染之累積與擴散及干擾到原有生態環境之循環系統等。因此道路開發首先需以地球資源保育、生物多樣性確保及道路永續發展為前提，在規劃初期應先作地理環境分析與環境影響評估。

 

2.由於道路係以線性之方式切割環境且帶狀延綿不絕，道路所經過之生態環境、人文社會環境之條件多樣且十分複雜，故於道路規劃設計階段就必須將其對環境所造成之衝擊，以綠營建道路永續發展之觀念，針對道路生命週期之規劃、設計、施工及養護管理進行全盤性考量，並保護人文生態兼顧環境調和。

 

3.目前大部分道路工程設計規範均以功能標的設計，為達成道路永續發展與環境共生共榮之目的，因此綠營建道路必須先考慮生態環境之影響，再參考既有道路工程設計規範，使其能消耗最少地球資源，產生最少廢棄物與保護生態環境。

 

4.綠營建道路之規劃設計不僅是將道路綠化而已，道路施工前、施工中及道路通車營運後之生態考量亦極為重要，生態機能與有條件恢復原基地環境之植生狀態乃是景觀綠化之重點，種植綠化植物必須適合當地之氣候、地形及水質。

 

5.道路所經過之地區常會對於當地之生態環境造成影響；因此綠營建道路在植栽設計方面，特別是道路工程沿線之敷地植栽配置，需針對植栽之選用、配置、維護或保育進行適當之處理。

 

五、誌謝

本研究承蒙行政院公共工程委員會提供經費補助，特此致謝。

 

 

參考文獻

沈得縣、李素馨、蘇南、劉霈，(2001)，「綠營建工程方案－道路工程建立綠營建工程設計規範及設計準則」，行政院公共工程委員會委託研究計畫報告。

沈得縣、郭銘峰，(2002)，「綠營建於道路工程之應用」，第一屆綠營建工程

研討會論文集，PP.93-113。

邱美蘭，(1998)，「加拿大卑斯省之生物多樣性及其保育」，行政院農委會研究報告。

薛荷玉，(2002)，「台灣生物多樣性正快速消失」，聯合新聞網。

石進芳等，（2001），「從營建管理觀點探討高速公路工程之環保對策」，現代營建第258、259期。

林憲德，（1999），「城鄉生態」，詹氏書局。

汪荷清、李素馨等，（1998），「景觀道路規劃與管理」，內政部營建署委託研究計畫報告。

社團法人日本道路協會，(昭和63年)，「道路綠化技術基準‧同解說」。

.Transportation Research Board Staff, (1993), “Pavement Design, Management, and Performance”, Transportation Research Record No.1338

Thompson, J.W., Sorving, Kim.，(2000)，”Sustainable Landscape Construction. Island Press”，Washington，DC。

American Association of State Highway and Transportation (AASHTO), (1991), “A Guide for Transportation Landscape and Environmental Design”, Washington, D.C.

American Association of State Highway and Transportation (AASHTO), (1984),” A Policy on Geometric Design of Highways and Streets”, Washington, D.C.

Flink, C.A., and Searns, R.M., (1993),”Greenways-A Guide to Planning, Design, and Development”, Schwarz, Loring Lab.(Ed), The Conservation Fund. Washington, D.C., Island Press.