高度城市化地区高速公路发展趋势及改造模式研究

摘要随着经济发展和机动化出行的愈加便利，城市规模得以迅速扩张，原本的城市边缘地区逐渐被纳入城市发展核心区，高速公路与沿线城市发展不相适应。为匹配城市发展需要实现高速公路的功能转变，本文在对高速公路与城市发展关系进行分析的基础上，按照是否将过境交通与城市内部交通剥离，提出公路+城市道路和城市快速路（主路+辅路）两种高速公路市政化改造模式。以石家庄市新元高速、石太—石黄高速为实际案例，分析了两种模式的适应性，结果显示城市快速路（主路+辅路）模式更适用于高度城市化地区高速公路改造。01高速公路与城市发展的关系从功能定位角度来看，高速公路通常位于城市边缘，主要承担区域内过境交通和城市间到发交通，同时也为城市内部出行提供快速通行服务。此外，高速公路对促进沿线城市发展发挥了积极作用，诸多城市伴随着高速公路的建成使用，高新产业在两侧集聚，高速公路成为重要的物流通道，进一步带动了区域的城市化进程。高速公路与城市布局示意图如图1所示。图1高速公路与城市布局示意图同时，随着机动化水平提高，居民出行方式呈现多样化态势，外加中心城区地价上升，城市职住需在更大范围内予以平衡，城市发展由单核扩张向多组团、多中心协同发展转变，以均衡设施配给，避免中心城区在交通、环境等方面出现问题。伴随着城市发展，部分原先位于城市边缘的高速公路不仅占据了城市发展的重要通道，其自身交通构成也发生了相应的转变，城市内部交通比重相对提高。总体来看，随着城市范围的逐步扩展，其与高速公路的空间关系基本可分为三个阶段。（1）单中心发展期：城市初具规模，城市由单一核心向外延伸，高速公路位于城市边缘。这一时期，城市内部空间受高速公路影响较小，高速公路主要以承担过境及城市对外交通为主，两者处于相互协调、和谐发展的状态。（2）单中心+多组团发展期：城市规模不断扩大，中心城区重要区域发展出现组团中心，高速公路逐渐处于城市内部区域。与此同时，高速公路与城市发展开始出现矛盾，如分割城市用地引发联系不便等。高速公路被赋予了更多的功能，承担的城市内部交通比例逐渐上升。高速公路与城市发展开始处于相互影响制约状态。（3）多中心+多组团发展期：城市规模继续扩大，出现了城市副中心，高速公路两侧城区建设进一步发展，其功能逐渐转变为以承担城市内部交通为主。此时，高速公路已融入城市用地范围，需要对高速公路进行改造，以加强对城市交通的服务功能。此时，根据高速公路与城市的衔接关系，可分为末端型和穿越型两种。对末端型而言，原处于城市外围段落不予改造，可继续保持原高速公路功能，位于城市建设区的路段可予以取消收费并进行市政化改造；对穿越型则可在城市外围区建设新的高速公路，与城市外围高速贯通以承担过境交通，而对处于城区内部的段落进行市政化改造，通过道路拓宽、增加互通节点来提高对沿线区域的交通服务水平。城市演变与高速公路位置关系如图2所示，不同形式高速公路对应的市政化改造方式示意图如图3所示。图2城市演变与高速公路位置关系图图3不同形式高速公路对应的市政化改造方式02高度城市化地区高速公路市政化改造模式2.1高速公路改造要点由于高速公路采用高路基、交通转换节点较少，对沿线城区的交通服务功能较弱，造成用地分割。高度城市化地区需加强道路与城市的协调，以适应新形势下的城市发展需求。根据我国城市内部多条高速公路功能调整经验，高速公路的功能调整要以加强其对周边城区的服务功能为基础。通常高速公路改造需注意以下要点：（1）线型与老路保持一致，同时保持主线80km/h及以上的设计速度；（2）尽可能满足城市交通需求，提供足够的通行能力与服务能力；（3）可通过主路、辅路协同，并完善互通转换节点，提高沿线地区服务水平；（4）实现精细化设计，完善改造后的道路附属设施，增加人文元素并做好景观提升。2.2高速公路市政化改造模式按照改造后道路主要服务对象的不同，即道路功能定位的差异，可将高速公路市政化改造模式分为：以服务过境交通为主的“公路+城市道路模式”，以及以服务城市内部交通为主的“城市快速路（主路+辅路）模式”。（1）公路+城市道路模式该模式将区域过境交通与城市内部交通分开。过境及城市对外长距离交通由公路即过境通道承担，公路与高速路、快速路设置互通立交实现交通转换；城市道路承担城市内部交通功能，通过平面交叉口与沿线被交路衔接。（2）城市快速路（主路+辅路）模式该模式下快速路主路承担过境交通、对外交通及跨组团长距离交通功能，区域过境交通与城市交通不予分离，通过设置互通立交及出入口实现与城市道路的交通转换；辅路主要承担主路交通集散与出入功能。高速公路不同市政化改造模式特性对比如表1所示。表1高速公路不同市政化改造模式特性对比03石家庄绕城高速内高速公路市政化改造案例分析3.1问题剖析新元高速于1987年12月通车，建成初期为京港澳高速公路（G4）新乐市至元氏县的旧线路。2014年京港澳高速京石段改扩建完成后，新乐至元氏段东移改建，新元高速成为石家庄城区重要的对外快速通道，同时也是连接城区与机场的快速通道。石黄—石太高速向东连接到黄骅港，向西延伸到太原，是一条促进冀中平原经济发展的大通道，也是晋煤东运出海的大动脉。近年来，随着都市区一体化进程的加快，石家庄城市空间进一步扩张，城市发展核心逐渐突破二环，由主城区向外部空间（正定、藁城、鹿泉、栾城、空港组团城区）逐渐扩展。原建设于中心城区边界、承担区域过境交通的新元高速、石太高速、黄石高速等道路，逐渐被城市用地拓展吞没，内部交通所占比例逐渐增加，严重阻碍了城市的高质量发展，影响了人们出行品质、生活质量的提升。新元高速、石黄—石太高速位置如图4所示。图4新元高速、石黄—石太高速位置图综合来看，新元高速、石黄—石太高速对石家庄城区发展的影响主要有以下几个方面。（1）分割城市空间，阻碍城市组团交通联系。由于高速公路通常采用高路堤且互通节点较少，进而分割沿线两侧用地，两侧被交路数量有限，多为下穿或上跨高速公路。然而随着周边用地的开发，两侧的交通需求日益增加，仅凭当前有限的通道及互通节点难以满足需求，高速公路与地区发展的不适应性日益凸显。（2）综合交通网络日趋完善，新元高速、石太高速、黄石高速的交通功能由承担过境交通转向承担城市内部组团交通。根据高速公路收费数据，从OD分析来看，新元高速过境交通占比17%，对外出行占比46%，内部组团间出行占比37%。石黄—石太高速过境交通占比48%，城市对外出行占比34%，内部组团间出行占比18%。可见改造前新元高速以承担城市内部及对外交通为主，功能更偏向于服务城市交通出行，未来随着城市的进一步发展，占比将进一步提高；石黄—石太高速虽仍旧以服务过境及城市对外交通为主，但考虑到石家庄“拥河发展”战略的逐步推进，未来城市内部出行将占据绝对比例，因此，也需要考虑对石黄—石太高速进行逐步市政化改造。（3）城区对外快速通道衔接不畅，高速出入口成为城市常态化交通拥堵点。随着城市的发展建设，以及机动化出行的愈加便利，片区实现融合发展，高度城市化地区的高速公路承担城市内部交通需求增加，但由于高速公路出入口分布较少，与城市交通转换集中于少数节点，造成节点拥堵。如裕华东路（原石家庄收费站），新元高速的进出交通量与裕华路自身的交通量叠加导致该节点道路拥堵情况十分严重，成为城市的一大堵点。3.2改造模式分析（1）公路+城市道路适应性分析绕城高速起到屏蔽外部过境交通的功能，因此，对于绕城高速内部的新元高速、石黄—石太高速，未来将以承担城市内部及城市对外的快速交通为其主要功能，公路+城市道路模式，对沿线城区服务不足，难以满足沿线快速通行需求。（2）城市快速路（主路+辅路模式）适应性分析从新元高速、石黄—石太高速自身交通特性出发，考虑到与绕城高速的协同配合，区域过境交通功能将随着沿线地块发展逐步缩减，而城市内部跨组团的中长距离快速交通需求增长迅速，因此，可采取城市快速路（主路+辅路）模式，将区域过境交通