高速公路城市化改造研究<br/>——以滇中新区嵩昆大道为例

高速公路城市化改造研究
——以滇中新区嵩昆大道为例

2018-03-19杨科炜

城市道桥与防洪 2018年2期

杨科炜

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 项目背景

2011年5月，国务院批准下发了《国务院关于支持云南省加快建设面向西南开放重要桥头堡的意见》，将云南省定位为我国向西南开放的重要门户，我国沿边开放的试验区和西部地区实施“走出去”战略的先行区，西部地区重要的外向型特色优势产业基地，我国重要的生物多样性宝库和西南生态安全屏障，同时也是我国民族团结进步、边疆繁荣稳定的示范区。2014年2月8日，云南省决定建设滇中产业聚集区，并将其定位成为云南省除昆明外的第二大经济体。2014年6月，国家发展和改革委员会、工业和信息化部、国土资源部、住房和城乡建设部、商务部联合批复《云南省滇中产业聚集区发展规划（2013-2020年）》。2015年9月15日，国务院印发了《国务院关于同意设立云南滇中新区的批复》（国函〔2015〕141号），批准设立国家级新区——云南滇中新区，打造我国面向南亚东南亚辐射中心的重要支点、云南桥头堡建设重要经济增长极、西部地区新型城镇化综合试验区和改革创新先行区，其批复的滇中新区位于昆明市主城区东侧（空港-嵩明片区）和西侧（安宁片区），面积约482 km2，而空港嵩明组团作为先行启动区域，未来将形成一个城镇化水平高、产城融合的宜居宜业城市，要求构建高品质的道路路网体系。

由于既有昆曲高速公路穿越了空港-嵩明组团的核心区，对片区的开发造成了割裂，因此昆曲改线的小龙高速项目和既有昆曲城市化改造的嵩昆大道（嵩四路与哨关路连接线）成为了片区启动的重要工程，是片区内部规划形成的“四纵六横”骨架路网的第一条道路。

2 高速公路与城市道路差异点

在我国，高速公路属于交通部的体系，而城市道路属于住建部体系，两者在服务对象、功能作用、适用规范、平纵横设计、节点布置等诸多方面均存在着显著的差异。

2.1 服务对象差异

根据公路工程技术标准（JTG B01-2014）[1]3.1.1条的定义，高速公路为专供汽车分方向、分车道行驶，全部控制出入的多车道公路，年平均交通量宜在15 000辆小客车以上，其服务对象是长距离的点到点之间的客运和货运交通，其服务对象组成相对简单。

城市道路的服务对象相对复杂得多。其服务对象不仅是城市内部的客货运机动车交通，还包括公共交通，以及作为慢行系统的非机动车和行人，而且根据不同的道路等级，这些服务对象的组成比例也不尽相同。

2.2 功能作用差异

高速公路的主要功能是解决城市之间长距离的交通需求，通过高速公路将位于不同位置的城市进行衔接。其功能相对单一和明确，对线路的周边服务功能一般不做要求。

城市道路由于其基本位于城市区域内部，因此其主要功能已经不仅仅是客货运车辆、公共交通车辆、行人等交通功能的载体，同时也是城市生活所必须的各类管线的通道，还是城市整体景观形象的一部分，对线路的周边服务功能一般都有要求。

城市道路的交通功能又根据其等级的不同进行细分（见表1）。

表1 城市道路交通功能分类

城市道路的管线载体功能更为复杂。一般而言，高速公路只需要考虑满足自身运营需求的管线，而城市道路由于具备了服务周边区域的功能，因此道路下方一般需要雨污水、电力、电信、燃气等各类市政管线，是城市各类公用管线首选的布置空间。

一般公路设计时，更多的是考虑工程的经济性，很少需要考虑道路景观问题，而城市道路作为城市整体风貌的一部分，一般需要考虑与周边地块的建筑立面、景观绿化等统一打造，是整体城市设计的一部分。

2.3 平纵横设计差异

公路工程设计时，平纵设计主要考虑高速公路本体的需求，即满足线形指标要求、土方平衡、桥隧布置、避让不良地质等。通俗地说，就是考虑“一条线”，其横断面主要的组成要素有中央分隔带、行车道、硬路肩、土路肩、边坡等，只需要考虑对机动车辆的服务及对路基路面的保护即可。

城市道路设计时，其平纵设计更多的是服从上位规划要求，不仅要考虑工程本体的需要，由于其承担的服务功能，还需要考虑和沿线周边地块的衔接。可以说，要从一个面上去考虑项目的平纵设计，非常忌讳在工程实施后形成“一堵墙”的切割效应。其横断面的组成为中央分隔带、机动车道、辅道、非机动车道、侧分带、人行道、绿化带、设施带等。特别需要指出的是，设施带是作为设置各类地上杆线设施的空间，绿化带是种植行道树、灌木等植物的空间，人行道下一般是各类地下管线的通道。这三者也是由于城市道路和公路的功能差异造成的。

2.4 节点设计差异

高速公路由于其服务对象的单一性，且没有灯控交叉口，因此节点的设计较为简单，基本上可分为分离式立交（跨线桥隧）和互通式立交，且高速公路周边用地一般受限较小，且周边基本不存在管线，因此立交节点的布置一般受用地和管线的制约较少。同时，由于我国高速公路基本是收费公路，因此在节点布置时还需要考虑与不收费道路之间的收费口设置问题。

城市道路的服务对象相对公路而言更加复杂，因此在节点设计时需要考虑的边界条件也更多，要综合考虑上位规划、相交道路的等级、交通量的组成、周边用地及环境、慢行交通的融入、地下管线限制等多种要求，采用平面灯控交叉口、分离式简易立交、部分互通立交、全互通等多种方式设置。

3 既有昆曲高速情况

昆曲高速公路小铺至乌龙段于1996年建成通车，设计标准为山岭重丘区高速公路，双向4车道，计算行车速度100 km/h，路基宽度24.5 m。在该工程范围内的路基横断面构成如图1所示。

图1 既有昆曲高速路基横断面图（单位：m）

昆曲高速公路从1996年建成通车以来，至该工程开工已运营了18年，已接近其设计服务年限，期间经历了多次大、中修，目前路面行驶质量、强度、抗滑性能等综合指标较好，仅有少量横向裂缝、不同程度网裂、车辙等病害，整体破坏破损情况不严重，路面可正常使用。

该工程范围内昆曲高速全线路基存在填方、挖方、半填半挖等多种组合，路基边坡坡面主要采用植被进行防护，部分路段采用矩形骨架护坡。路基路面排水采用急流槽、边沟、排水沟等排水系统。根据现场调查表明，全段路基情况较好，除部分路段有路肩边沟不洁、路肩损坏、路缘石缺损等病害，路基整体状况良好。全线路基基本保持稳定，未发现有明显的沉降；路肩无明显坑洼、沉陷，边坡平顺，基本上被绿色植被覆盖，无松散现象；边沟、急流槽等排水设置基本完好，少数地方有积水。

经现场调查，在该工程范围内，77座桥涵大多数处于正常使用状态，但随着车流量及重载车辆的增加，桥梁结构物在运营过程中，部分桥涵的一些病害与缺陷对结构安全造成安全隐患。

既有昆曲高速公路小铺至乌龙段共设置互通式立交3处，即兔耳关互通、军马场互通、嵩明互通，均为单喇叭型互通。

在该项目开始建设前，昆曲高速为收费高速公路，属于云南省公投的资产。

4 片区规划背景

根据片区规划，空港-嵩明片区强调动态产城融合的开发理念，顺应新区高原山地的空间特点，打造相对独立的综合型城市组团，构筑“双心、双轴、双网，多点、多组团”的空间结构[2]（见图2）。

图2 空港—嵩明片区规划布局图

“双轴”是连接新区与昆明的东西两条功能发展轴。与该工程相关的西部昆曲功能发展轴以昆曲高速公路、嵩昆大道（既有昆曲高速）、空港大道、东西快线等区域通道为骨架，串联新区西部若干功能组团，联动昆明主城区中心及北部。

“多组团”，即嵩明组团、军长组团、小哨组团、杨林-嘉丽泽组团、央草凹组团与大板桥组团，共6个城市集中建设组团。城市组团是新区人口聚集与空间开发的核心，亦是新区重点职能与产业布局的主要空间载体。该工程与其中的嵩明、军长、小哨组团具有联系。

在滇中产业新区东区（空港—嵩明片区）交通骨干网路图中（见图3），路网系统分为高速公路、快速路、结构性主干路3个层次[2]，其中：

（1）高速公路路网系统由规划新昆曲高速、规划新昆嵩高速、规划东南绕城高速组成，形成片区最外围的高速公路过境及外环路系统；

（2）快速路网规划形成“两横三纵”的快速路网，即昆嵩路、G320新线、长杨路、东南绕快速、呈黄快速路；

（3）结构性干路网规划形成“四横七纵”的干路网体系，包括兰茂大道、嵩哨路、空港大道、云瑞路、嵩四路、军长路、哨关北路、哨关大道、哨关南路、长港路、长港南路。

图3 空港—嵩明片区骨架路网图

5 嵩昆大道城市化改造工程内容

根据片区规划的定位，嵩昆大道近期为城市主干路，远期为城市快速路，其改造内容主要包括平纵横、立交节点、综合管廊及管线、照明、景观及海绵城市等工程内容。

5.1 平纵横改造

由于该工程为利用既有昆曲高速路基位置改建，昆曲高速为计算行车速度100 km/h的高速公路，因此改建后的线形可以满足行车速度60 km/h的城市主干路平面技术要求，但由于既有昆曲在纵横断面的布置上与城市道路存在较大的差异，因此在本次城市化改造时，对纵横面进行了较大的调整。

由于工程实施时序的问题，作为既有昆曲高速改线的小龙高速，将在通车之后才能将现状高速公路移交至新区方面，而其间需要2年的过渡期。为加快新区发展，在平面布置时该工程考虑了分期实施，即将既有昆曲断面布置在西侧辅道位置，先实施主道及东侧辅道，再实施西侧辅道，分部实施分部通车，加快工程进度。

同时，在综合考虑服务周边地块和利用既有昆曲的平衡点后，嵩昆大道错台断面的错台过渡位置由常规错台布置的中央分隔带调整为主辅分隔带，利用既有昆曲边坡进行错台设计。这样，既可以保证主道一侧的通行，而且可以使得主道和东侧辅道位于同一标高上，更加有利于服务开发强度较高的东侧地块。根据全线高差和位置情况的不同，嵩昆大道错台断面分为4种情况，如图4所示。

图4 嵩昆大道错台断面布置图

挖除嵩明城区周边4.6 km既有昆曲路基，形成整体式断面，有利于提升景观效果，充分发挥市政道路建设对嵩明城区周边地块的支撑作用，最大限度服务今后地块的开发利用，减少场地回填平整开发成本，管线实施难度小，横向道路衔接方便且可降低投资。

西高东低断面长6.3 km，用西侧主辅分隔带进行错台，主要集中在空港大道—长杨路、规划七路—军长路和中对龙村3个路段。主要考虑该段位置规划开发在东侧较高，此种布置有利于东侧地块的接入（东侧地块相对标高较低），同时由于西侧主线与东侧主线同高，无需在既有昆曲边坡上再进行拼宽填筑，主线施工质量有了进一步保障，而且填土数量有所降低，较中央分隔带错台减少约81.5万m3，可降低费用约5 705万元。

西低东高断面长1.3 km，利用加宽后西侧主辅分隔带进行错台，将西侧主线与东侧主线同高，避免了挖除既有昆曲已经趋于稳定的边坡，有利于保证工程质量，主线挖方数量较中央分隔带错台方式少约11.7万方m3，降低费用约702万元。

整体式共8.2 km段，基本位于小哨核心区的军马场至哨关路段范围内，既有昆曲路基与周边地形高差0～3 m。原设计即为新拼宽部分与既有昆曲同标高形成整体断面。优化方案维持整体式断面，利用昆曲老路基，仅对道路断面进行重新布置。

该工程在道路横断面上预留了2条轨道交通通道，即15 m的中央分隔带通道和西侧的8 m（既有昆曲半幅）通道，可分别用于轨道交通嵩明县和新区有轨电车项目。由于通道合建，不仅降低了整体的征地费用，发挥了公共交通的效能，同时也由于此两者的宽度属于另行立项，因此该项目红线宽度也就不超过国家规定的80 m范畴。

5.2 立交节点改造

由于高速公路和城市道路在立交节点上布置存在较大差异，因此根据滇中新区规划建设管理部《关于滇中产业聚集区（新区）道路规划建设问题的说明（断面和立交问题）》【2015（3）】文件中提出的要求，在嵩昆大道沿线范围内共计有9座一般立交和2座枢纽立交，其中东南绕城枢纽立交和哨关路一般立交不在嵩昆大道实施范围内，其余9座立交设计经研究汇报后，新区确定分近远期共计实施8座立交（见图5）。其中，一期仅实施军长立交，其余立交内容待远期嵩昆大道快速化时再另行立项实施，同时取消规划凤溪寺立交。

图5 空港—嵩明片区立交节点布置示意图

军长立交所在位置为军长路、嵩昆大道（嵩四路与哨关路连接线）四路交叉。昆曲高速在军长路位置设置了军长立交，为标准的单喇叭形立交。军长路目前为双向6车道带中央分隔带的城市主干路，道路宽度约50 m。

根据新区规划局提供的关于立交线形及定位的回复函，建议立交设置成为类似菱形立交的一般立交。菱形立交可分为普通菱形立交（即双点菱形）、单点菱形立交、三层菱形立交等形态，目前城市道路中，一般多采用单点菱形和三层菱形立交。

军长立交设计方案三采用三层菱形立交形态（见图6）。考虑到转向流量进入地面层后，直行流量会有所减少，因此嵩昆大道主线跨线桥采用双向6车道，军长路主线采用双向4车道。由于军长路方向由西向东为下坡且高差较大，因此结合这两个特点，在立交层次选择上：军长路方向主线采用半下挖方式，设置在立交第一层，纵面上西高东低，保证排水无需设置泵站；第二层为地面环岛，环岛跨越军长路，采用桥梁结构，同时设置4条右转匝道，将地面层的右转交通量提前分流；立交第三层为双向6车道嵩昆大道主线跨线桥。

图6 军长立交效果图

在立交桥梁设计中，创新性地提出了钢-混凝土叠合梁作为中小跨径桥梁的结构型式，为云南省内首次在同类跨径桥梁上运用。上部结构钢-混凝土组合梁轻巧美观，同时可大大加快工程进度（见图7）。

图7 军长立交钢叠合梁效果图

5.3 综合管廊及管线改造

嵩昆大道综合管廊为干线管廊，纳入管线包括给水、中水、电力、通信，分舱布置，管线独立，近、远期并重，设计顺应物联网、BIM、GIS等新技术发现趋势，建设统一管理平台，实现管线独立运行，信息互联互通，智慧化管理、运营，以最终建成高标准智慧化综合管廊为目标。

同时，由于既有昆曲高速下缺乏雨污水管线，因此在管廊外布置了雨污管道，以便服务周边地块开发和使用，如图8所示。

图8 嵩昆路综合管廊效果图

同时，在管廊建设时还引入了智慧管廊的设计，实现了时代理念、超想象便捷、超维度管控、超稳定运营。

5.4 照明工程改造

采用风光互补绿色能源作为路灯供电，并同杆设置智慧城市各种基础硬件，适合云南昆明地区自然环境特点，更好匹配新区新产业环境。风光互补绿色能源属于绿色能源，日夜发电，符合节能型社会的发展方向，且支持后台系统、移动终端多种方式远程调节和智能调节策略管理。数据采集、统计、精细分类，有效进行能源优化管理。同杆建设交通监控、天网系统、各类城市数据采集设施，并利用杆上设施实现回传，完成物流网+互联网+大数据的云端管理控制，成为智慧城市的基础节点。