基于工程解构分析的高速公路节约用地评价：以江苏省7条高速公路为例

2013-11-22胡一琦金晓斌鲍桂叶杨兴典周寅康

中国土地科学 2013年8期

胡一琦，金晓斌，鲍桂叶，杨兴典，周寅康

（1. 南京大学地理与海洋科学学院，江苏南京 210093；2. 江苏省土地勘测规划院，江苏南京 2 10008）

改革开放以来，中国高速公路建设事业发展迅猛，到2010年底，全国高速公路总里程达7.4×104km，居世界第2位，但现有公路网的规模、密度和运输能力仍无法满足国民经济与社会快速发展的需要。根据《国家高速公路网规划》，到2020年中国高速公路建设里程将达到8.5×104km[1]。从目前实际建设的情况看，高速公路占地量约为8.06 hm2/km，按这一趋势，新一轮规划建设的高速公路还将占用土地8.87×104hm2。在现阶段强调内涵式发展、日益重视土地节约集约利用的宏观背景下，建设项目节约集约用地评价正日渐成为相关管理工作和学术研究的热点。孟志勇等[2]将土地的广义价值结合铁路用地的实际，提出铁路建设用地综合评价指标体系；王业侨等[3]针对新一轮土地利用总体规划修编工作，提出节约集约用地评价指标体系；韩晓宇等[4]从中观层次提出公路建设集约用地评价指标体系框架等。相关研究主要从中宏观层面对建设用地进行综合分析，而针对特定建设用地类型开展专项节约集约用地的研究仍较鲜见。高速公路项目用地受交通量、线路选择、工程参数优化、桥隧比率设定、工程造价约束等多方面影响，在满足工程设计要求的基础上，以土地节约利用为优化条件进行用地分析和用地控制是公路建设和土地管理部门都面临的理论和现实问题。本文从高速公路工程解构角度出发，构建高速公路节约用地评价体系，并选取江苏省7条高速公路进行案例分析。

1 高速公路工程解构

1.1 高速公路的组成

高速公路的基本构成包括其线形、路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、立体交叉、附属设施以及总体绿化与生态保护等。本文以综合用地数量控制为出发点①仅考虑永久用地。，从工程角度对高速公路进行分解，将高速公路分成路基、桥梁、隧道、立体交叉和沿线设施5个主要用地部分，其中立体交叉包括互通式立体交叉、分离式立体交叉、天桥和通道，沿线设施包括收费设施、服务设施、监控管理及养护设施等。

路基是高速公路的基础，贯穿全线，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物；桥梁是跨越河流、道路的结构物，通常桥位应服从路线走向，桥梁线形及其与高速公路的衔接应符合路线布设的规定；隧道为高速公路穿越山体服务，在保证高速公路路线平顺和行车安全的同时提高其防护能力；立体交叉通常由跨线构造物、正线、匝道、出入口以及变速车道等部分组成，它利用路线构造物使不同等级道路在不同标高处相互交叉，提高道路通行能力；沿线设施是为适应高速公路快速、安全、经济和舒适的通行特点与管理需要而设置的，是发挥高速公路经济效益、保障行驶安全、提升管理手段必不可少的配套设施[5]。

1.2 各组成部分用地分析

路基用地主要受其宽度和高度的影响，以宽度为用地测算的基础，28 m宽的4车道高速公路，平原区用地强度一般为5.3—5.53 hm2/km，丘陵区为6—6.53 hm2/km。欧美国家公路路基平均高度在0.5—1.0 m，在中国则普遍偏高，平原区公路的路基平均高度在3.0—3.8 m[6]。以宽度为28 m的4车道高速公路为例，路基高度每抬升1 m，占地一般增加0.33 hm2/km。除了路基的宽度和高度，路边沟布置的形式、边坡的坡度也一定程度地影响着路基占地。梯形边沟开口宽度由1.8 m压缩到1.0 m，可节约土地约0.16 hm2/km；挖方路堑上边坡台阶宽度通常为2.0 m，根据实际地质和防护需要，若改为1.0 m，即可节约土地约0.067 hm2/km[7]。

桥梁占地主要受线路走向、地形地貌条件、地质水文特征和高速公路工程实际需要的影响，并需确定合理的路桥分界高度。按一般填土路堤1 : 1.5边坡坡率计算，当路堤高度大于5 m时，高速公路路堤占地面积将是桥梁占地面积的2倍以上。所以，当路堤较高时可结合实际情况确定是否采用以桥代路的形式。

隧道工程用地主要受围岩级别影响，围岩级别越高用地量越大，以中长隧道洞口仰坡用地为例，4车道高速公路隧道部分用地范围在0.4343—1.1012 hm2/座之间，6车道则在0.4760—1.1573 hm2/座之间[8]。

立体交叉用地仅次于路基部分，通常高速公路线路越长、沿线经过的城镇越多，所需设置的立体交叉数也就越多。一个互通式立体交叉的用地面积通常在10—60 hm2不等，一般平原区互通式立交用地约占公路全线用地总面积的20%以上，且其型式繁多，目前在设计时可供选择的就超过100种。另外，立体交叉容易造成土地的条块分割，被分割的土地由于面积小、分布零散等原因难以有效利用，从而造成土地资源的浪费。通道工程用地包括通道进出口两端被交叉道路相接所需的用地面积，通常按照0.0960 hm2/座来取值。

沿线设施用地主要包括收费设施、服务设施和监控通信设施用地，其中服务设施由于需容纳一定数量的停车位，以及为过往车辆和行人提供休息、购物、汽车维修等服务，要占用较多的土地。从目前高速公路服务区建设情况看，4车道服务区面积一般为0.45—0.55 hm2，6车道一般为0.55—0.65 hm2。

2 高速公路节约用地评价

2.1 节约用地的内涵

高速公路节约用地是指在实现高速公路基本功能的基础上，尽量减少工程建设用地量，避免或少占耕地。研究表明，高速公路规划设计的合理性直接决定高速公路整体的用地规模和建设难度[9]。在选线阶段需要详细调查沿线地区的土地情况，收集有关资料进行分类研究，将土地占用情况作为设计阶段路线比选的重要参考。此外，还要根据高速公路所经过地区的经济社会发展需要、现有路网状况和未来的交通需求，综合项目所在区域的地质、水文、生态、环保、各种运输方式要求等，进行综合分析论证，因地制宜选择路线，实现控制占用农用地、少占耕地、避免占用基本农田；在工程设计阶段应合理确定路基横断面，优化标高，适当以桥代路、以隧代路等；在建设施工阶段，应合理安排工期，在节约永久性用地的同时，对临时用地的选址、用地规模、工程施工措施和工程间接破坏进行有效防控，注意临时用地与永久用地的协调配合[10]。

要实现高速公路节约用地，关键是保证各类工程用地数量的合理化。高速公路线路的布局走向、建设标准、有关工程技术指标等均是影响用地量的重要因素，例如平纵面、路基横断面、桥隧及沿线设施选址、立体交叉设计、临时用地布局等每一项设施的技术指标选择都关系用地数量；沿线地区的地质和地貌条件直接影响路基的设计，决定路基宽度、高度以及取弃土方式等，直接关系土地占有量的多少；采用整体式或分离式路基、高路堤或高架桥、深路堑或隧道等不同线路通过方式，均会影响高速公路用地量[11]。另外，由于高速公路多在城镇郊区布设，难免会占用耕地甚至是基本农田，因此，在保证工程设计要求和合理用地数量的同时，应将节约用地作为重要的优化指标，尽量减少土地占有量，利用各种技术创新少占或不占耕地，严格保护基本农田。

2.2 高速公路节约用地评价

2.2.1 高速公路用地指标为贯彻科学发展观和节约集约用地的基本国策，提高土地利用率和严格保护耕地，加强对公路工程项目建设用地的科学管理，国家相关部门多次出台公路用地控制标准，1999年建设部和国土资源部联合下发《公路建设项目用地指标》，而后为了适应公路建设和发展的需要，交通运输部联合住房和城乡建设部、国土资源部于2011年12月发布了新的《公路工程项目建设用地指标》。在国家标准的基础上，部分省份也结合自身实际，制定了省级公路用地定额标准。本文以《公路工程项目建设用地指标》和《江苏省公路建设项目用地指标》为基础，结合高速公路工程解构与用地特点，从中提炼与用地面积直接相关的指标（表1）。

以路基部分用地面积为例，计算选定的高速公路路基用地时，通过路基宽度与线路里程的乘积确定相应的路基用地指标，其余各部分的计算方法与此相同。需要特别注意的是互通立交部分的面积计算，由于其型式复杂多样、不同立交类型用地差异较大，需要针对不同型式分别选择相应的用地指标进行计算。最后将各部分用地面积汇总即可得到高速公路的总用地量①为了更好地体现节约用地的目的，本文选取国家标准和江苏省标准中较小者作为计算标准。。

表1 高速公路用地关键控制指标Tab.1 The key control index of highway land use

2.2.2 单项工程节地率将高速公路各组成部分的实际用地面积与对照公路工程项目建设用地指标所得的计算值进行比较，得到高速公路单项工程节地率。

式1中，最小用地数量核定值以线路工程数据为基础，对照比较有关标准得到单位用地面积最小值，再通过该值与实际用地数量间的比例关系确定单项工程节地率。该指标可作为判断各组成部分节约用地程度的依据。

2.2.3 各用地部分对总面积的影响度由于高速公路各组成部分的占地比例不同，因此分别计算具体评价案例中各组成部分的占地比例，采用平均值法得到各用地部分对总用地面积的影响值，即影响度指数。该指标可作为判断各用地组成部分对总用地面积影响程度的依据。

2.2.4 高速公路综合节地率根据单项工程节约度和各单项工程的用地影响度，采用线性加权和公式计算特定高速公路的综合节地率，计算公式为：

3 案例分析

3.1 案例概况

江苏是中国东部沿海发达省份，省内高速公路建设起步较早，截至2010年，已基本形成以“五纵九横五联”为框架的高速公路网体系，总通车里程达15×104km，苏中、苏北的高速公路网密度分别为2.23 km/100 km2、2.86 km/100 km2，苏南经济发达地区的高速公路密度已经接近发达国家水平。根据《江苏交通运输十二五发展规划（2009—2015年）》，“十二五”期间，江苏规划新增高速公路里程1200 km，年占地约增加1200 hm2。

本文选取江苏省境内的宁宿徐公路盱眙南段（线路1）、G25马坝至武墩段（线路2）、G15滨海至盐城段（线路3）、济宁至徐州高速公路江苏段（线路4）、G42南京至常州段（线路5）、常州至江阴高速公路（线路6）及G15灌云至响水段（线路7）等7条高速公路进行分析①依据相关线路建设的《可行性研究报告》和工程设计资料。（表2）。

表2 研究案例基本情况Tab.2 The basic information about the cases

3.2 数据分析

以《公路工程项目建设用地指标》和《江苏省公路建设项目用地指标》为基础，利用用地指标对照查表的方法，通过工程解构，按照路基、桥梁、立体交叉①由于立体交叉部分较为复杂，此处特细分为互通式立体交叉、分离式立体交叉和通道三部分进行分析。和沿线设施4大部分②隧道部分由于缺乏有关参考数据，无法进行计算分析。分别计算各案例用地情况，并计算各案例的单项工程节地率和综合节地率（表3）。

表3 江苏省7条高速公路节地率分析单位：%Tab.3 The economical land use level of seven highways in Jiangsu Province unit：%

从表3可知，对高速公路用地量起决定性作用的是路基工程，因此在设计时应特别注意路基高度和断面形式的选择，一方面要尽量降低路基高度，另一方面断面设计应适合当地的地形和地势，边坡、硬路肩、碎落台要结合沿线实际合理布设。立体交叉工程用地仅次于路基用地，其中互通式立体交叉部分占地面积大、工程造价较高，在设计时应对地形、地质、水文、水利及地下管线设施进行详细调查，控制布设间距，合理选取布设型式，减少对土地的条块分割，避免产生利用率不高的零散、劣质地。其次是桥梁工程用地，设计时需合理确定桥位选择、桥型方案、净空标准、桥梁长度、孔跨布置，选用能够降低上部高度的结构类型，降低桥面高程和桥台填土高度以减少占地，在技术、经济条件允许的情况下还可适度提高桥隧比例。与前三者相比，沿线设施工程对高速公路用地的影响较小，设置时可根据交通需求、路网情况、服务需要、地形条件等因素统一规划，合理确定间距、位置和规模，多利用荒山、荒坡、废弃地，有条件时应与其他设施同址合建。

借鉴相关建设用地节约集约评价研究，本文将土地节约利用水平按照节地率0—30%、30%—50%、50%—70%、70%—90%和90%—100%分别定义为粗放、不节约、相对节约、节约和过度节约。从综合节地率角度分析，作为研究案例的7条高速公路均处于相对节约状态。从各单项工程节地率看，研究案例中桥梁工程节地率较高，基本在70%—90%之间，处于节约状态；路基和通道的节地率适中，分别在60%—70%和40%—60%之间波动，表明路基用地基本处于相对节约状态，通道用地处于不节约或相对节约状态；分离式立交由于案例较少，难以反映节约用地情况，故不作讨论；互通式立交节地率波动比较大，在大多数案例中处于不节约甚至是粗放状态；沿线设施的节地率较低，在10%—30%之间摆动，用地处于粗放状态。研究结果表明，在一定程度上，江苏省高速公路建设中对于各项工程用地的节地控制尚未完全到位，还存在一定的节约用地空间。

4 结论与讨论

本文从高速公路工程解构角度出发，通过节约用地评价，分析江苏省7条高速公路的用地情况。结果表明，目前江苏省高速公路用地总体处于相对节约状态，但各组成部分用地的节约水平差别较大，有待进一步完善。

在国家强化建设用地节约集约利用和出台相关用地指标的背景下，土地管理部门应加强对高速公路工程节约用地的管理，在规划管控、前期论证、先行用地、预审批复、批次报批等方面，从严把好项目用地申请、审批关口，从设计阶段抓起，鼓励采用新工艺、新技术，大力推广先进节地技术，如降低路基填土高度、减小中央分隔带宽度、控制互通规模、合理利用老路、服务区重新设置等做法，加强项目建设用地管理，促进高速公路节约用地。

（References）：

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［4］韩晓宇，吴群琪.公路建设集约用地评价框架设计［J］.交通运输工程学报，2008，8（4）：121 - 126.

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