面向交通强国的高速公路改扩建新理念思考

2024-01-10杨国峰唐胜传

公路交通技术 2023年6期

杨国峰, 马璐, 唐胜传

(招商局重庆交通科研设计院有限公司, 重庆 400067)

1 我国高速公路发展成就

改革开放以来,特别是党的“十八大”以来,我国高速公路发展取得了历史性成就。截至2022年底,全国高速公路通车里程达17.7万km,见图1,是全球最大的高速公路网络[1]。高速公路的畅通和便利为我国贸易、人口流动和旅游业加快发展奠定了强有力的基础,对推动社会经济发展、降低物流成本、提高群众生产生活水平发挥了重要作用。在几十年的发展过程中,高速公路建设技术不断创新,无论是从最初的平原区公路到超长隧道、高原公路、大跨度桥梁等高难度工程,还是从安全性、经济性、环保性等多个维度,均取得了一系列国际领先的技术,为建设交通强国打下坚实基础。同时,我国路网发展不平衡、不充分的问题依然存在,一些早期建成的路段服务能力逐步下降。为适应需求、补齐短板,近年来,我国加快高速公路扩容改造步伐。“十三五”以来,完成审批或核准的国家高速公路扩容改造项目已达70多个,总规模超过6 000 km,较之前有大幅提升[2]。

图1 全国高速公路通车里程

2 未来10年高速公路建设发展趋势

党的“十九大”提出了建设交通强国的目标,而党的“二十大”更是明确要求加快实现这一目标。“交通强国”战略的提出,标志着我国高速公路基础设施建设正向高质量发展稳步迈进。在这一背景下,2021年2月,中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》(简称《规划纲要》),作出了构建现代化高质量国家综合立体交通网的重大战略部署,为新时代国家公路发展指明了方向。

以《规划纲要》为指导,《国家公路网规划(2022—2035)》立足新发展阶段,全面梳理了国家公路网发展现状、主要问题,分析新形势、新要求。在高速公路扩容改造方面指出了当前面临的问题:“我国交通运输……仍然存在布局不够均衡、结构不尽合理、衔接不够顺畅,特别是部分早期建成的国家高速公路主通道通行能力不足,服务水平亟待提升”“要坚持问题导向,针对当前高速公路建设中的短板和薄弱环节,继续加强国家高速公路待贯通路段及省际瓶颈路段建设,推进交通繁忙路段扩容改造,着力优化完善城市群、都市圈区域高速公路网络,提升路网整体效率和网络效益。”[3]同时,该规划预计:2035年以前,约有3万km繁忙路段需要扩容改造[3]。

结合 “十四五”相关规划目标进行研判,国家高速公路网在“十四五”的建设强度大体与“十三五”持平,“十五五”建设强度会适当下降,但未来10年,拥堵路段的扩容改造都将是重点工作[4]。在“十四五”期间,山东省预计将完成815 km的高速公路改扩建[5],江苏省预计改扩建高速公路里程达450 km以上[6]。一些特别繁忙的高速公路甚至需要进行二次改扩建。

总的来看,我国高速公路建设正在进入扩容改造的快速爬坡阶段,而改扩建项目要比新建项目复杂,将会有大量的建设、施工、运营问题亟待解决。

3 高速公路改扩建面临的主要问题

3.1 我国高速公路改扩建代表项目与特点

我国最早开工的高速公路扩建工程是沈大高速公路,于2002年5月28日开工。在此后的20年中,改扩建项目逐渐增多,积累了一些发展经验,典型的项目、特点简要总结见表1。

3.2 高速公路改扩建项目存在的共性特点

从以往高速公路改扩建经验来看,相较新建高速公路项目,改扩建项目存在自身独有的特点,主要归纳为3个方面:

1) 路域环境复杂多变

改扩建项目沿线一般经济发达、路网密集,基本均存在多条铁路、地铁、道路、管线与目标项目交叉或并行,部分项目位于城市群地带,互通密度较高,其建设环境的复杂程度远高于原项目。

2) 交通量基本饱和

改扩建原项目的交通量一般均已达到饱和或接近饱和,其高峰时期道路服务水平低于三级,部分节点路段甚至会发生经常性拥堵。此外,由于受复杂环境的施工制约,改扩建施工过程中将会不同程度地对原高速公路的运行产生影响,甚至严重干扰或中断交通。

3) 通车年限长,病害和安全隐患多

改扩建原项目运营时间一般在10余年以上,路基、路面、桥梁、隧道、管线均存在不同程度的病害,且由于设计年限早,其设计标准与现行规范差异较大,交通安全隐患也十分突出。

3.3 改扩建项目面临的主要问题

根据上述特点,决定了高速公路改扩建必须在安全、效率、绿色、技术等方面解决大量问题。如何解决好这些问题,将是实现高速公路改扩建高质量发展的核心所在。

1) 安全问题

安全问题主要集中在施工安全、行车安全和本质安全3个方面。在施工安全方面,改扩建项目一般位于经济发达地区,交通流量大、交通环境复杂,这些因素都会加大施工的难度和风险。如改扩建项目中需吊装大型构件和设备,使得人员伤亡和严重事故风险更高;项目施工中需要挖掘和破拆等作业,会产生大量的废水和异味气体,对环境和人体健康产生影响。在行车安全方面,改扩建主体工程的多次转序,导致行车线路呈S形切换、车流分合频繁、通行能力下降,驾驶人驾驶误判率提升、车辆操控失误风险增加。此外,路上作业也容易引发施工人员被过往车辆冲撞的风险。在本质安全方面,因原道路本身运营年限较长,大都存在不同程度病害和隐患。设计时不仅面临现道路的安全问题,还将面临完工后大断面高速公路新的隐患,设计难度大幅增加。完工后,运营管理也将面临通行能力大幅上升和更长运营期限的考验。因此,改扩建项目对材料、工艺、质量的控制需更加严格。

表1 我国高速公路改扩建代表项目与特点简介

2) 效率问题

拟改扩建道路的共同特点是交通量大、路网复杂、互通密集,改扩建施工将严重影响通行效率,主要体现在道路通行能力降低和收费收入下降,尤其是对城区高速公路交通量和收入的影响更加敏感。同时将会改变施工期周边路网的交通流量平衡,使得车辆分流到与改扩建原项目平行的其他道路中,导致改扩建道路全线收费收入降低。从现有高速公路改扩建经验来看,其收入影响甚至可达三分之一以上[7]。同时,分流的交通量也将影响路网中其他道路的通行效率。

3) 绿色问题

改扩建绿色问题更加多样。在城市环境方面,改扩建项目大多地处经济发达区域,途经城镇甚至城市群,施工中存在噪音、灰尘、振动。在资源循环利用方面,改扩建废弃圬工、混凝土、绿化苗木循环利用难度大、成本高,拆除产生的建筑垃圾、沥青废料多,环保治理要求高。在能源消耗方面,改扩建需大量消耗水、电、油等资源,进一步加剧了环境污染和能源短缺。在景观方面,城市群地带路域景观与城市环境的融合要求更高。

4) 技术问题

改扩建面临的技术问题主要有施工布局、病害处理和结构建造等。在改扩建中,最重要的是施工区域、施工路线的选择。在施工布局方面,需全面考虑路域单位分布、地质、水文、生态情况,前期需最大限度解决影响建设速度和质量的技术性问题。在病害处理方面,新旧路基部分沉降差存在极大差异,纵向搭接以及与构造物的横向搭接是工程设计、施工中的难点与重点技术问题。在结构建造方面,因改扩建时间跨度大,公路工程技术标准差异较大,改扩建与原道路主线设计指标取得设计建造平衡尤其困难[8]。众多的新型结构、左右幅不同龄期结构的协同受力协同应变技术、不中断交通条件下的桥梁拼接、拆除技术尚待进一步研究[9]。

总体来说,我国已完成上万公里高速公路改扩建,积累了很多宝贵的技术经验,但相关标准规范体系仍不够健全,对照交通强国的要求仍有较大差距。在新时代高质量发展和改扩建爆发式增长的双重背景下,行业急需引领性、指导性纲领理念,以落实交通强国战略的统一部署,统筹规划改扩建数字、智能、绿色、低碳、美丽等方面的发展路径,推动改扩建领域标准体系的制定或修订,提升改扩建整体技术水平。

4 高速公路改扩建理念的思考

4.1 农村公路、普通国省干线发展理念的借鉴

在我国公路发展史上,一些重要领域都顺应时代的发展要求,总结出了自身发展理念,为行业发展提供了纲领性的指导。

在农村公路发展过程中,“四好农村路”成为我国农村公路建设提质升级的核心纲领。2003年,交通运输部根据中央“三农”工作的部署要求,提出了“修好农村路,服务城镇化,让农民走上油路和水泥路”的建设目标。2013年,按照党的“十八大”全面建成小康社会的战略部署,又进一步提出了“小康路上,绝不让任何一个地方因农村交通而掉队”的新目标,提出“四好农村路”的发展理念。

在普通国省干线发展过程中,公路行业也在不断探索新的理念。早在1992年,为适应国情,交通运输部提出打造“畅洁绿美”干线公路。2014年,为满足人民群众新需求、适应“十八大”新要求、契合科技发展新趋势,又从“畅洁绿美”逐渐升华到“畅安舒美”。在这些纲领的引领下,打造了一批国省干线的标杆工程。

4.2 高速公路新时代新发展要求

在新形势下,高速公路发展应响应人民群众哪些需求?回答哪些问题?分析哪些历史经验?提出什么样的发展理念?随着“加快建设交通强国”战略的提出,上述问题的答案逐渐清晰起来:当前的高速公路发展要充分贯彻落实《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网络规划纲要》“双纲要”中“安全可靠、便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进”的要求,把安全作为高质量发展的前提、将绿色作为高质量发展的底色、把智能作为高质量发展的支撑,逐渐向安全、便捷、高效、绿色、经济转变。