設計永續運輸基礎設施
在設計永續運輸基礎設施時，我們必須著重於廢棄物、污染、再利用及自然系統再生。兩個範例說明了當今的浪費問題，以及如果以層為基礎的方法與循環原則結合使用，明天的潛力。
建築環境早已意識到其對資源使用和氣候變化排放的巨大貢獻。如何在改變生產模式的同時繼續開發和維護我們所需的基礎設施則更加困難。經濟合作與發展組織 (OECD) 2018 年的一份報告明確指出了這一挑戰，預計到 2060 年，主要材料的使用量將增加近一倍。對於運輸基礎設施部門而言，設計消除廢棄物和污染、設計重複使用以及再生自然系統必須是當務之急。
耐用是設計的終極美德嗎？
這個問題正是需要改變的核心所在。數十年來，我們在設計運輸基礎設施時，基本上都是盡可能讓其使用更長的時間，而不需要翻新或大量維護。耐久性在資產的單一生命週期內有效，但在生命週期結束時，回收材料與元件以維持其使用卻是一大挑戰。
在過去十年中，出現了一種新的生產和營運模式：循環經濟。它著重於減少資源消耗、廢氣排放和廢棄物，並通過設計使材料在盡可能長的時間內保持其最高使用價值，從而提高資產的彈性。儘管我們可以看到越來越多的行業開始接受這種模式，但基礎設施行業卻落後於人。
轉向生命週期設計原則
為了讓材料和組件繼續使用，我們需要從專案一開始就設計出可分解和可替換的產品。耐用性固然重要，但其形式是材料、元件和系統的長壽。當您分層思考時，所需的轉換就會變得更清楚。
剪切層 - 6S」的概念是由建築師 Frank Duffy 在 1970 年代首次提出，並由 Stuart Brand 在 1990 年代進一步發展。分層想像的重點在於揭示需要維護與更換的元件之間的相互關聯。對於需要提供長期可靠日常效能的運輸基礎建設而言，過度追求耐久性的設計往往會使元件更難更換或回收，也更難使其適應不斷變化的營運需求。
我們一直使用圖層來想像運輸基礎建設設計的循環方式如何降低更換成本、保護資源，並讓營運者無需興建新的基礎建設，即可滿足不斷變化的運輸需求。兩個分別來自公路與鐵路的範例，說明了以層為基礎的方法與循環原則結合後，今日的浪費與明日的潛力。
層次的力量
將每一層視為具有類似目的與變化率的元素群組。在運輸基礎建設中，有些層次較適合「可替換性」，例如需要定期檢查與替換的照明與訊號系統。其他層則更適合為保養或維修而設計。核心層則較為長壽。
在下面的三張圖片旋轉盤中，您可以看到我們對道路、輕鐵和地鐵層級的看法。
各層之間相互影響，形成一個系統。例如，鐵路軌道的耐久性設計會影響列車車輪的磨損速度。以層次為基礎的方法是我們在開發、融資、設計、建設、營運、維護及重新利用基礎設施資產時所需應用的系統思考的重要元素。
這種方法的核心價值在於，它揭示了在整個生命週期中選擇更具永續性設計的潛力，而非僅是不惜代價地追求耐用性。
更高效的鐵路維護
使用分層方法有助於有序地規劃工程，這在維護機會極為有限的情況下非常重要。即使是輕微的介入也需要完全關閉鐵路線。層級原則可讓適當的維護檢查和規劃方案有效率地執行。
對於升級工程 (包括高速鐵路) 而言，更新、更現代化的基礎設施 (例如新的信號系統) 需要放置在非常有限的橫斷面，以層為基礎的方法可以幫助設計更有效率的未來維護。依據維護策略分層檢視元件，可在整個生命週期中以系統化的方式進行規劃與設計。
改善高速公路
如今，混凝土護欄通常用作道路中央的防撞欄。在重新鋪設道路網時，由於防撞欄的高度不再符合車輛安全，因此這些防撞欄無可避免地需要更換或升高。這種情況可能每年都會發生，而且舊的防撞欄不會再使用。
高速公路未來面臨著許多變化：電動和氫動力汽車、擁塞充電基礎設施、互聯網和自動車上路等。將感應充電帶入公路網路，將導致整個網路上層的挖掘與重新鋪設。必須設計能有效更換的元件。改變將成為未來的規範 - 分層、循環的方式將有助於更有效率地進行規劃與設計。
為未來做好準備
不惜代價的成長時代已接近尾聲。有關排放和資源管理的法規要求已開始發揮作用，這將對塑造我們運輸網路的設計選擇產生影響。層級方法是一種及時且強大的工具，可加速轉換為我們都希望看到的可持續發展且靈活的運輸網路。