國道規劃設計

國道規劃設計

國道路網 臺灣發展的動脈
 
       經過數十年的發展,高速公路的規劃與設計理念,隨著工程技術的日趨提升,以及國民對環境生活品質的要求與重視,已由單純的功能導向,逐漸加入了景觀與生態的考量,從民國60年代的「第一代高速公路」,演進到今日強調永續概念的「第三代高速公路」。
 
       60年代的國道設計理念,是以經濟安全為考量、功能需求為導向,國道1號即屬於「第一代高速公路」,滿足了早期南北物資暢流及人員往來。
 
       到了80年代,進入「第二代高速公路」階段,國道2、3、4、8、10號及5號屬之,加入了景觀的設計概念,重視路線與環境融合、景觀與綠美化等導向,將功能、環境、景觀及管理等設計概念進行整合。而90年代的國道6號工程及國道1號五股楊梅段拓寬工程,將高速公路融入整體環境,是具備永續經營理念的「第三代高速公路」。
 
       目前的「第三代高速公路」,與前兩代在規劃設計的思惟與邏輯上,有著顯著而重要的差異。在規劃前期的路廊研選階段,便將生態評估作業加入,釐清路廊的環境敏感區位,及高速公路對於沿線動植物生態的影響,以及早避開生態敏感區,保護動植物棲地,並營造生態友善的環境。此外,路廊研選與規劃,除了考量交通服務功能外,也強調地區均衡發展及城市生活機能的整合,並配合用地取得變通方式,研擬替代方案,以事前的風險評估,降低設計、施工各階段可能遭遇的困難,力求後續工程能順利推動。
 
 
參酌先進國家經驗
 
       國道建設的每一項步驟與環節,都非常嚴謹,從規劃設計初期的可行性研究,經行政院核定後,辦理地質調查及環境影響評估,擬定建設計畫層報行政院核定後,辦理工程設計、完成用地取得,才能進行後續的施工。
 
       道路工程開發和自然環境保護之間,如何從觀念衝突到彼此競合,並且融入民主與溝通模式,讓工程順利推動,先進國家的一些經典案例,適足以作為我國實務上的參考。以美國Glenwood Canyon I-70公路為例,這條公路總長度為3,479公里,穿越科羅拉多州的洛磯山脈(Rocky Mt.),其中有一個路段必須經過Glenwood大峽谷,當地居民與環保人士擔心公路會破壞環境,因而全力反對,導致20多年無法開通。
 
       為了讓公路能夠首尾暢通,當地政府費時10年與居民溝通取得共識之後,再用10年進行完善的規劃設計,包括生態敏感地帶的處理方式、應進行生態調查的地點以及必須避開路線的地方,從1980年開始動工,歷經13年的時間才興建完成。這一個關鍵路段,全長只有20公里,卻總共花費了23年的時間。從這個例子可以看出,美國在數十年前,道路工程不僅重視環境問題與居民意見,也致力於其間求取平衡。
另一個知名的案例是Linn Cove Viaduct。跨越美國維吉尼亞州和北卡羅萊納州的Blue Ridge Parkway,全長775公里,自1935年開工,但一直到1978年,中間還有11.2公里無法開通,因為這段公路穿越Grandfather Mountain國家公園山區,此一路段地形崎嶇、生態環境脆弱,施作非常困難,以致拖延了將近20年。
 
       該工程延宕除了地質因素的關係,另一項關鍵的原因,是工程施作條件非常嚴格,以保護環境為最大的前提要件,不僅不准開闢施工便道,除了橋梁落墩位置之外,不能對環境造成任何破壞。對此有幾項施工要求,第一是限制施工範圍,橋梁構件必須事先在工程區外預鑄完成後,再運進工地組裝,吊裝設備也是運用已完成的橋面進行移動作業。第二是非必要不可損傷既有植物,若損傷當地藍雲杉和木棉樹,每株罰款高達2.2萬美元。第三是限制污染,施工材料不能造成環境及河水的污染。第四是要求工程結構體須具備自然色澤,開炸後的新露岩面要呈現自然崎嶇樣貌,橋梁構件顏色和環境也要和週遭的岩石色澤類似。
 
       在如此嚴格的施工條件之下,最後是由法國設計公司Figg & Muller與施工廠商Jasper Construction Company,採用Top Down工法(即由上而下的工法,Bridge Built from the Top Down),才克服了這個困難。
 
重視生態環境 工法與時俱進
 
       早期臺灣橫貫公路、中山高及北二高的興建,都是採取大量開挖及運用大型吊架的傳統技術工法,但這樣的工法難免會對地質與環境造成不同程度的破壞。因此在保育觀念與施工技術工法的演進之下,逐漸改採用高架橋與棧橋(半路半牆)方式通過敏感地帶,以避免大量開挖造成落石破壞現有地景及生態環境,而敏感地質及地形則以隧道避開,並使用加勁擋土牆取代混凝土擋土牆,保留植物的生長空間。
 
       以國道5號的石碇到坪林路段為例,這是典型的山岳高架橋,由於國道5號是臺灣第一條橫越山嶺的東西向高速公路,具有地理環境的特殊性,因此在設計規劃上,便全力減少對地貌、環境及地質的破壞,並將橋梁景觀融入環境。呈現在北宜高的設計特色上,包括採取線型動線以配合地形,吻合溪谷走向的S型曲線行進,以及採用雙向共構單柱橋梁加井基方式的高橋墩橋梁建造,並且減少基礎開挖,降低施工期間對現有地景生態的衝擊,因此橋墩數量較少,外型上亦更為簡潔。
 
       國道5號平均橋墩高度為30公尺,烏塗溪橋路段的最高橋墩更達65.5公尺,為國內連續單元最長的橋梁;同時,東行線與西行線各約600公尺,路面上完全沒有伸縮縫,行車完全感受不到顛簸的情形。這項臺灣山岳道路橋梁的非凡成就,獲得了交通部民國92年度重大工程施工品質查核「特優獎」、工程會第四屆公共工程金質獎「工程品質優等獎」,以及結構工程學會民國96年度「結構工程技術獎」,國道5號的橋梁設計,可以說是我國近年國道工程的一項經典案例。

上架日期    :107-02-11
資料維護單位  :工務組
本頁最後更新日期:107-01-22