吳 杰

（中設(shè)設(shè)計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

1988年10月31 日，我國第一條高速公路滬嘉高速公路全線建成通車，標志著我國高速公路進入了快速發(fā)展時期。此后，我國高速公路網(wǎng)不斷完善，高速公路建設(shè)突飛猛進，并且以每年2 000 km的速度在增加。目前，我國所有省市基本都已經(jīng)有了高速公路，高速公路的建設(shè)也為早期的城市發(fā)展注入了活力。

與此同時，隨著改革開放不斷走向深入，我國城市發(fā)展也進入了快車道，城市空間和用地正在迅速擴張。伴隨著城市化進程的加快，越來越多的城市在發(fā)展過程中遇到過境交通穿城而過的難題，尤其是高速公路。一方面它在城市中宛如一道屏障，割裂了用地，切斷了路網(wǎng)，嚴重制約了城市空間的發(fā)展；另一方面，它在路網(wǎng)體系中的功能正從公路功能向城市功能悄然轉(zhuǎn)變。因此，早期的部分高速公路在城市化發(fā)展后期開始陸續(xù)退出了歷史舞臺。如：上海滬嘉高速從2012年起結(jié)束了收費歷史，正式調(diào)整為城市快速路；深圳的梅觀高速于2014年4月1日取消收費。

高速公路取消收費是發(fā)展趨勢，如何破除高速公路這道城市空間壁壘，促進新一輪用地發(fā)展，是我們在當前城市發(fā)展中需要考慮和亟待解決的共性問題。

1 高速公路與城市發(fā)展的關(guān)系

1.1 高速公路的功能演變

早期的高速公路處于城市外圍邊緣，承擔的功能主要以過境交通和城市出入交通為主，其對城市的發(fā)展影響巨大。通過高速公路串聯(lián)沿線重要城市節(jié)點，加強了城際間的溝通聯(lián)系，縮短了城市間的時空距離，有效促進了資源配置優(yōu)化和經(jīng)濟交流。與此同時，在高速公路的城市接入端，沿線用地也不同程度地得到了開發(fā)。

在城市發(fā)展的中后期，城市空間布局結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生調(diào)整，原有高速公路漸漸從“繞越”變?yōu)椤按┰健?，如深圳的梅觀高速、南京的繞城高速、煙臺的榮烏高速等。高速公路從促進城市發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹萍s城市發(fā)展，主要體現(xiàn)在兩大方面：一是制約了高速公路兩側(cè)用地的融合發(fā)展；二是高速公路承擔的區(qū)域交通功能向城市交通功能過渡，過境交通和城市交通混行，影響了路網(wǎng)整體交通效率的發(fā)揮。圖1為城市布局的散點示意圖。

1.2 高速公路與城市道路的區(qū)別

高速公路屬于公路交通范疇，城市道路屬于城市交通范疇，兩者在功能作用、服務(wù)對象、交通特性、規(guī)范體系、技術(shù)指標等各方面均存在較大差異。

圖1 城市布局的散點示意圖

從功能和服務(wù)對象上來說，高速公路主要以串聯(lián)城市和重大經(jīng)濟節(jié)點為目標，主要解決城市間長距離點對點的客貨運交通出行，功能和服務(wù)對象較單一。廣義的城市道路則功能多樣，組成復(fù)雜，不僅僅承擔基本的交通運輸功能，還是城市管線的布設(shè)通道，城市生活的重要空間場所，同時還具備景觀功能和應(yīng)急功能等多種附加功能。

就交通運輸功能而言，城市道路服務(wù)對象較高速公路復(fù)雜，不僅僅有客貨運機動車，還有公共交通、非機動車、行人等多種使用主體，不同的使用主體帶來的交通特性也有很大差異。根據(jù)道路在城市道路系統(tǒng)中的地位、作用、交通功能以及對沿線建筑物的服務(wù)功能，我國目前將城市道路分為4類：快速路、主干路、次干路及支路（見表 1）。

2 高速公路城市化利用模式

2.1 城市化

城市化（urbanization）也稱為城鎮(zhèn)化，是指隨著一個國家或地區(qū)社會生產(chǎn)力的發(fā)展、科學技術(shù)的進步以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其社會由以農(nóng)業(yè)為主的傳統(tǒng)鄉(xiāng)村型社會向以工業(yè)（第二產(chǎn)業(yè)）和服務(wù)業(yè)（第三產(chǎn)業(yè)）等非農(nóng)產(chǎn)業(yè)為主的現(xiàn)代城市型社會逐漸轉(zhuǎn)變的歷史過程。

城市化是多維的概念，城市化內(nèi)涵包括人口城市化、經(jīng)濟城市化（主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的城市化）、地理空間城市化和社會文明城市化（包括生活方式、思想文化和社會組織關(guān)系等的城市化）[2]。

2.2 高速公路城市化改造

所謂城市化改造，是指在城市發(fā)展歷程中對某一個或多個對象事物進行改造，使其具備城市型社會功能，以適應(yīng)和滿足城市發(fā)展需求的行為。

高速公路城市化，即在城市化進程中，通過對原有高速公路采用管理模式更新、技術(shù)改造等手段，使其具有城市道路功能的行為過程。

2.3 高速公路城市化模式的選擇

在城市化進程后期，高度城市化地區(qū)的高速公路城市化模式選擇很多，不同的城市形態(tài)、不同的發(fā)展階段、不同的經(jīng)濟水平對于高速公路城市化模式也有不同的選擇。常見的大體有三種模式。

2.3.1 第一種模式：保留利用、優(yōu)化城市空間布局

考慮高速公路已經(jīng)承擔極其重要的區(qū)域交通聯(lián)系功能，且遷移難度較大，為盡量減小其對城市的影響，在城市空間重構(gòu)的時候，以其為限制條件，盡量優(yōu)化布局結(jié)構(gòu)，將高速公路布置在城市組團間的綠廊通道，高速公路仍然為收費公路體系。與此同時，可以利用高速公路走廊布設(shè)快速路，或另辟通道。目前，也有相當一部分城市對高速公路予以保留，如滬蓉高速在常州、無錫和蘇州等城市境內(nèi)。圖2為無錫市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖。

圖2 無錫市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖

該種處理方式雖然最大程度上減小了對空間的割裂，但仍然存在以下問題：第一，路網(wǎng)屏障未消除，需要新建大量的上跨橋或下穿隧道來實現(xiàn)兩側(cè)溝通，對城市仍然有一定制約；第二，大量的貨運及過境交通對城市交通和城市環(huán)境影響較大；第三，若沒有完善的城市快速路網(wǎng)體系，高速公路承擔中長距離交通聯(lián)系的功能和需求也會逐漸演變增加。

2.3.2 第二種模式：補貼共用、市區(qū)免費通行

所謂共用模式，即借用高速公路承擔部分城市交通功能，在收費模式上采用對城市免費開放，過境交通收費體系不變的策略。該模式往往是通過政府補貼的方式取消市區(qū)段高速收費，高速公路的性質(zhì)和產(chǎn)權(quán)單位不變。目前，對高速公路進行補貼共用的案例也很多，在高速公路城市化改造早期應(yīng)用較為廣泛，如回收前的深圳梅觀高速、西寧繞城高速等。

該模式能在短期內(nèi)顯著解決城市交通問題，且政府消耗成本相對較少。然而，從長遠看，依然存在空間、交通和環(huán)境影響等問題，遠期仍然需要考慮另辟通道或改造既有通道。若近期采用補貼共用的模式，需著重新考慮補貼成本和交通容量兩大問題。補貼成本主要與地方公路收費標準相關(guān)；交通容量主要考慮市區(qū)段免費開放后，既有斷面能否適應(yīng)和滿足驟增的交通量。借鑒國內(nèi)相關(guān)案例，高速公路實施免費后第二年起交通量增幅較大，一般為40%～60%，之后每年交通量增幅在15%～20%。

2.3.3 第三種模式：高速外遷、市區(qū)段回收改造

為充分釋放通道資源和徹底消除空間環(huán)境影響，在城市發(fā)展的某一階段對高速公路進行改造是發(fā)展趨勢和必然選擇。廣義的回收改造包含拆除取消和改造利用，少部分高速公路因?qū)Τ鞘杏玫丶±砬懈顕乐?，影響路網(wǎng)重構(gòu)，可考慮取消，如南京市六合區(qū)境內(nèi)的雍六高速。但是，考慮高速公路已承擔較強交通功能，并且建設(shè)投資較高，取消較困難，故大部分情況以利用為主，且在后期多改造為城市快速路。

回收改造，通常指政府回購高速經(jīng)營權(quán)，取消收費，通過增設(shè)輔道和出入口等方式對高速進行快速化改造，以實現(xiàn)城市快速路的功能。高速公路回收改造往往具備幾個方面的基礎(chǔ)條件：（1）回購收益大于支出；（2）有能力回收高速公路剩余經(jīng)營權(quán)；（3）符合市民利益訴求。例如，深圳梅觀高速，補償費用和改造養(yǎng)護費用等合計支出為65億，但實際沿線土地和增益等收益達368億以上，最終深圳市政府于2014年以27億元回購了梅觀高速剩余13年的經(jīng)營權(quán)，這也是全國首條運營期內(nèi)通過政府回購方式取消收費的高速公路。該道路已于2019年啟動市政化改造。

3 高速公路城市化改造技術(shù)標準研究

高速公路城市化改造的技術(shù)標準是決定改造方案的前提和基礎(chǔ)，主要是對道路等級、設(shè)計速度、斷面型式等進行論證。

3.1 道路等級

考慮原有高速公路為全線控制出入的連續(xù)流，從交通功能、改造條件、改造難度等方面來看，與城市快速路特性相似，改造為城市快速路較為合適。

3.2 設(shè)計速度

根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2017）中2.2.3條文，高速公路的設(shè)計車速不宜低于100 km/h，一般為100 km/h及以上。

根據(jù)《城市快速路設(shè)計規(guī)程》（CJJ129—2009）中3.0.3條文，快速路設(shè)計車速宜采用60 km/h、80 km/h、100 km/h。

高速公路改造為城市快速路選取何種設(shè)計車速需從路網(wǎng)定位、交通功能、服務(wù)對象和建設(shè)條件等角度綜合考慮。若城市化后快速路在路網(wǎng)中為骨架型快速通道，以承擔“大容量、直通快聯(lián)”的中長距離交通為主時，建議采用100 km/h，如南京市繞城公路、深圳市龍大高速等；若城市化改造后定位為一般城市快速路，強調(diào)服務(wù)功能為主時，建議采用80 km/h，以便于增設(shè)出入口，如深圳市梅觀高速設(shè)計速度為80 km/h。

3.3 車道寬度

《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2017）中規(guī)定高速公路的車道寬度一般為3.75 m?！冻鞘锌焖俾吩O(shè)計規(guī)程》（CJJ 129—2009）中規(guī)定城市快速路的車道寬度主要為3.5 m和3.75 m。

高速公路城市化后，建議車道寬度結(jié)合交通需求、車種比例、斷面改造方案等，對3.5 m、3.75 m進行靈活選取[3，4]。

4 高速公路城市化改造關(guān)鍵技術(shù)分析

高速公路城市化改造涉及面廣，從機動車系統(tǒng)到公交和人非系統(tǒng)，從道路工程到管線、照明、景觀等附屬工程，都覆蓋其中。本次研究重點對高速公路城市化改造（城市快速路）過程中道路總體布置的關(guān)鍵技術(shù)要點進行分析，包括改造形式的選擇、如何增設(shè)輔道系統(tǒng)、斷面改造方式、出入口布置等。

4.1 改造形式論證

城市快速路的形式較多，常規(guī)的有地面、高架和隧道等。不同形式的快速路功能和特點都不一樣，需從沿線用地規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃、交通功能、環(huán)境景觀、占地、工程地質(zhì)、總投資等多方面綜合分析，比選論證。

若高速公路具備以下條件之一，建議盡量利用老路，優(yōu)先考慮采用地面式（或路堤式）+局部節(jié)點立體化改造方案（見圖3）：（1）位于城郊處，沿線開發(fā)強度小，橫向道路間距大，無高強度發(fā)展規(guī)劃；（2）沿線兩側(cè)用地均已成型，可釋放空間可能性小（如大量的高壓電力線、燃氣管線、鐵路廊道等），片區(qū)路網(wǎng)建設(shè)基本成型，橫向溝通道路基本建設(shè)到位。

圖3 地面式為主+逢路上跨（下穿）方案

若原高速公路局部段落位于城市核心區(qū)域，沿線用地（規(guī)劃）開發(fā)強度高或具備極大開發(fā)價值，道路兩側(cè)橫向溝通需求強，相交道路間距密，且橫向道路尚無建設(shè)成型時，建議優(yōu)先考慮長高架（見圖4）或長隧道方案。對于隧道方案主要結(jié)合所處區(qū)域景觀敏感度、地方經(jīng)濟條件、地質(zhì)條件以及其他外部控制因素靈活比選。

圖4 高架式快速路

4.2 輔道系統(tǒng)設(shè)置

高速公路城市化后，輔道設(shè)置型式參照城市快速路。若為高架（或隧道）形式，輔道單獨設(shè)置于下方（或上方）；若為地面形式，常規(guī)的輔道設(shè)置型式主要有三種。

（1）型式一：不設(shè)置輔道系統(tǒng)（見圖5）

圖5 不設(shè)置輔道示意圖

該方式主要適用于郊區(qū)型地面快速路或沿線兩側(cè)無集散需求的地方，僅需對主線進行擴容改造，滿足主線通行需求。

（2）型式二：雙側(cè)設(shè)置單向輔道（見圖6）

圖6 雙側(cè)設(shè)置輔道（單向）示意圖

該方式兩側(cè)輔道均為單向行駛，主要適用于兩側(cè)有較大集散需求的情形。這種方式輔路與主線聯(lián)系密切，多用于兩側(cè)開發(fā)強度較高的地區(qū)，結(jié)合主輔出入口設(shè)置，實現(xiàn)沿線快速出行。部分低等級道路（如不重要的次干路或支路）實施右進右出管理，可能存在部分繞行。

（3）型式三：單（雙）側(cè)設(shè)置雙向輔道（見圖7）

圖7 單（雙側(cè)）設(shè)置輔道（雙向）示意圖

該方式輔道為雙向通行，類似于片區(qū)內(nèi)部道路。該方式主要適用于橫向道路間距大，片區(qū)內(nèi)部出行服務(wù)要求高的情形，或臨河、臨山體、臨鐵路等一側(cè)無出行需求，另一側(cè)地塊出行要求高的地區(qū)。

該方式對周邊地塊的服務(wù)功能更強，沿線地塊出行較為便捷，但不利于橫向道路交叉處的交通組織。若橫向溝通道路間距較大，且沿線用地規(guī)劃為園區(qū)等時，可考慮采用該種處理方式。高速公路城市化后，往往因為沿線兩側(cè)道路成型，考慮居民出行行為習慣，會選擇該種處理方式。

4.3 出入口接入管理

高速公路是控制出入的連續(xù)交通流，城市化改造后需要結(jié)合快速路功能定位增加出入口數(shù)量，加強城市服務(wù)功能。改造后，出入口的間距和設(shè)置型式是改造方案的關(guān)鍵。

4.3.1 出入口間距

高速公路出入口間距較大，互通立體交叉之間間距一般不小于4 km。城市快速路的出入口間距一般按照表2控制，并結(jié)合實際交通流具體分析確定交織段長度。若快速路以聯(lián)系中長距離交通為主，建議控制出入口接入數(shù)量，減少對主線交通流影響；若快速路以服務(wù)功能為主，可適當增加出入口數(shù)量，并對出入口間距進行論證分析，同時加強管理。

表2 城市快速路出入口最小間距[4] m

4.3.2 出入口型式

高速公路城市化改造的出入口設(shè)置型式較為靈活，同時與輔道布置方式相關(guān)。結(jié)合高速公路改造后主輔斷面型式，本次研究將出入口型式歸結(jié)為兩種情形：一是兩側(cè)無輔道或設(shè)置單向輔道時；二是單（雙）側(cè)設(shè)置雙向輔道時。

（1）對于第一種情形，出入口設(shè)置較為簡單，出入口往往直接在被交道路開口。出入匝道與被交道路的銜接，與周邊建設(shè)條件、主線改造形式等因素相關(guān)。若節(jié)點周邊用地充足、經(jīng)濟性要求高，則可采用兩側(cè)放坡處理，放坡后出入匝道在被交道路形成兩個交叉口。該處理方式特點為：占地規(guī)模較大，經(jīng)濟上較節(jié)省，適用于用地富裕、對經(jīng)濟要求高的地方。但是，由于兩個交叉口距離較近，在交通量較大時，易導(dǎo)致路口堵塞鎖死，因此需聯(lián)動控制并做好交叉口渠化組織。路堤式與路塹式（或被交路上跨）等情形類似。圖8為出入匝道放坡處理。

圖8 出入匝道放坡處理

若節(jié)點周邊用地緊張，且無經(jīng)濟性要求，可考慮適當增加主線改造范圍，通過改路堤為橋梁（擋墻）減少兩側(cè)放坡空間，壓縮占地，使2個平交口形成1個交叉口，便于交通渠化組織。該處理方式的特點是占地規(guī)模小，但橋梁規(guī)模增加，造價略高，適用于用地緊張且交通量大，對交叉口組織要求高的地方。圖9為出入匝道擋墻處理。

圖9 出入匝道擋墻處理

（2）對于第二種情形，出入口設(shè)置型式相對較復(fù)雜，出入口匝道與片區(qū)道路的銜接需結(jié)合輔道系統(tǒng)綜合考慮。如果仍然在相交道路設(shè)置平面交叉，會造成被交道路開口數(shù)量過多，間距過近，交通組織困難，極易誘發(fā)交通擁堵。為避免交叉口交通組織困難，同時保證出入銜接順暢，主要考慮兩種處理方式：

a．出入匝道仍然與被交路銜接，減少交叉口數(shù)量，簡化交叉口交通組織（見圖10）。

通過對兩側(cè)輔道實施單向通行或右進右出管理，可以有效減少平交口數(shù)量，同時盡量采用擋墻式處理方法，壓縮出入口為1個平交口，可以大大提升交叉口交通組織效率。但是，該種處理方式會對輔道的通行有較大影響，輔道交通流會產(chǎn)生一定繞行。

圖10 輔道右進右出、出入口壓縮管理

b.將出入口設(shè)置在平行道路上，避免交叉口過于集中，同時也保證了輔道的通行（見圖11）。

圖11 平行道路開口處理方式

該方式可結(jié)合周邊路網(wǎng)分流，分擔被交道路交通壓力，通過分散出入口交通量來緩解交叉口交通壓力。但是，該方案出入口移動后對被交路設(shè)置出入口的間距要求增加。例如，南京繞城公路鐵心橋立交節(jié)點即采用了該種處理方式（于2017年完成改造）。改造前交叉口間距過近，常誘發(fā)交通擁堵，改造后節(jié)點交通擁堵得到了有效改善（見圖 12、圖 13）。

圖12 南京繞城公路鐵心橋立交改造前

圖13 南京繞城公路鐵心橋立交改造后

5 結(jié) 語

結(jié)合高速公路在城市發(fā)展中的功能演變，提出了我國高速公路城市化利用的常規(guī)模式，并分析了不同模式的特點和適用情形。針對快速城市化地區(qū)的高速公路城市化改造工程，從技術(shù)標準、改造形式、輔道系統(tǒng)、出入口設(shè)置等方面的關(guān)鍵技術(shù)要點進行了系統(tǒng)分析，為我國高速公路城市化改造工程設(shè)計提供參考和指導(dǎo)。