高城鎮化水平地區高、快速路復合通道研究

趙海洋

［上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092］

0 引言

我國特大城市已發展到城鎮化水平非常高的階段，郊區城鎮化區域也逐漸變多，同時交通呈模式多樣化發展趨勢，為減少交通系統及各類市政系統對用地的割裂，部分類別的工程規劃中采用了共走廊的方式[1]。復合通道，即多種運輸方式集中在同一路線上形成的高效的運輸通道，具有節約線位資源，提高土地使用效率等優點，是一種集約化的交通模式。通過同步實施或預留條件，避免客運走廊的二次重復選址，避免對城市發展空間的割裂。尤其在高城鎮化水平的地區，用地約束下交通分層構建與交通功能加強的需要，使得不同系統間呈現集約化趨勢，復合通道應運而生。

本文重點研究的是高速公路系統和快速路系統的復合通道，這個課題實際上是高速公路改擴建的一個衍生課題，隨著城鎮化水平提高，城市的連綿發展，經濟發達地區早期修建的高速公路陸續出現飽和狀態，在交通需求猛增的趨勢下，大量高城鎮化水平地區面臨著高速公路改擴建問題。與此同時，新建或改擴建高速公路布設區域不斷被納入城市的規劃建設用地范圍，受到占用土地限制，特別是基本農田、生態紅線、水務藍線、拆遷規模等控制因素的限制影響，新建或改擴建高速公路在選線過程中，在城鎮區域勢必將選擇與既有地方道路或規劃道路共線的布設方案[2]。

近些年我國學者和工程設計團隊陸續開展了復合通道研究和實踐，謝山海[3]以廣佛肇高速公路佛山段工程實踐為例，提出構建復合通道概念，研究節地型復合通道常見各種模式選型方法，指出復合通道新模式具有應用前景，佛山市出臺的全市高快速路網規劃（2019—2035年）新增規劃15條高速公路全部與既有地方路、新規劃快速路共線構筑復合通道。唐淼[4]闡述了高速快速主干路三系統復合通道的可行性，通過分析復合通道的優勢和組織難點，給出了三系統道路組織的建議。童愷旻[5]等總結了廣州市高速公路與城市道路建設經驗，分析了高速公路與城市道路共用交通走廊的統籌謀劃要點，提出復合通道能夠減少工程建設用地和拆遷，節約工程投資。

在復合通道走廊規劃方面，張寧[6]在其碩士論文中對髙快路一體化布局規劃進行了研究，結合高速公路和快速路設施供給特性，分析高快路路網容量，建立髙快路規模的回歸模型。

在復合通道設計指標等方面，王坤[7]以深圳市機荷高速改造項目為例，對立體改擴建模式的總體方案和平縱橫設計方案進行了研究，同時給出了上下匝道的設計指標，最后對高速公路改擴建方式的選擇模型進行了研究。張怡然[8]以上海外高橋地區高速公路與快速路復合通道為例，提出出入口布置原則和思路，分析了出入口布置的影響因素。

1 復合通道的意義及各系統功能定位

復合通道是高城鎮化水平地區高、快速路網發展到一定階段后，區域交通供需矛盾、城市化進程與土地資源供給矛盾日趨激烈而采取的一種交通策略，是土地資源緊缺下的一種集約化的交通發展模式，能夠削弱新辟走廊帶來的二重土地分割和征地拆遷，降低交通走廊的選線難度，有利于耕地保護、地塊開發、節約造價，提高路網的利用率，增加了沿線地區對外出行的便捷性，能夠在一定程度上緩解區域擁堵，對沿線地區的發展起到積極的帶動作用。復合通道較為適宜于布設在組團外圍或組團間，或作為主城與新城間的聯絡通道，但不適宜直接穿越核心區，一方面應避免將過大的交通量引入核心區割裂組團，給核心區增加擁堵和噪聲、廢氣污染，一方面也有利于減少控制因素，便于通道布設。

復合通道由高速系統、快速系統，一般還有慢速系統組成，高速系統的主要功能是解決長距離快速通過性的過境交通，兼顧組團對外交流；快速通道主要功能是解決組團間的中長距離快速交流，兼顧組團內部溝通，輔路系統則主要服務地塊，解決到發功能。

2 復合通道建設的難點

2.1 走廊的選擇與布局模式的選取

復合通道的出發點是多系統、多重功能的復合，以節約用地集約化發展為目的，通常構筑立體的多層通道。高城鎮化水平地區由于土地開發密集，一般只能選用既有通道進行改造，選取哪條走廊帶、如何最大限度地利用既有道路設施，減少工程廢棄，是必須要考慮的重點之一。

走廊的選擇首先以規劃為依據，在滿足規劃走廊帶的前提下，根據區域的現狀實際條件進行布線。需要考慮的因素有交通需求、沿線用地敏感性、區域路網內高等級道路的間距、周邊地塊發展情況、現狀道路條件等。

同時，在設計過程中，不同系統設計標準不同，高速通道線形要求往往更高，快速次之，慢速系統設計指標低。高速通道布線受沿線地塊開發、既有設施限制，快速通道布線上述因素限制之余，還受高速通道限制，慢速同理。合理選擇復合通道的布局模式，能夠最大限度節約用地，減少對周邊用地的影響，減少既有構筑物的廢棄。

2.2 降低節點復雜度

復合通道由三個系統組成：高速系統，地方快速系統和地面輔路系統，沿線相交的道路會有高速公路、其他等級公路、城市快速路、主/次干路、支路等，各系統之間有些有直接轉換的需求，有些則通過間接的轉換即可。尤其高速通道與其他非高速系統的銜接，還需要考慮設置收費站等設施。如果節點設置過于頻繁或過于集中，會導致主線通行能力和轉換效率的下降，節點過于復雜，不符合系統功能的協調。因此節點的設置應系統考慮，按照節點分級、分層有序的原則設置。

高速通道解決長距離過境交通和對外交通，高-高轉換節點為高速系統內部轉換，應根據交通需求分析設置樞紐互通或分離式立交。高-快轉換節點為高速系統與不收費的地方干線系統的轉換，主要考慮帶有收費站的一般互通，應注意與高高節點的距離，避免多級節點的復合，盡量選取在用地較為寬裕的路段區域解決。高-普轉換主要通過高速系統-快速系統-普速系統進行間接轉換。

快速通道解決組團間的中長距離交流，輔路則主要服務地塊。快-快轉換節點主要根據交通和功能需求設置樞紐互通或一般互通。快慢轉換應盡量安排在路段范圍，設置主-輔進出口。

2.3 解決各系統間的轉換需求

為了降低節點復雜度，復合通道應盡量采用路段范圍解決系統間的轉換需求，高速通道與快速通道通過設置收費站和上下匝道進行連接，快速通道與輔路通過常規的出入口進行溝通。從橫向道路的角度，相交的高和快通過立交與復合通道相應等級轉換后，再利用上下匝道或出入口逐級與輔路系統連接和疏散，沿線相交的其他低等級道路一般與復合通道輔路銜接，形成地面輔路層的信號控制交叉口或采用右進右出繞行的交通組織。

在復合通道中，快速通道作為高速和普速的中間層，一方面承擔著高-快轉換，一方面還承擔著快-慢轉換，若匝道出入口間距過短，出入口設置不合理，快速層通行效率將大打折扣，因此路段上三系統之間的轉換匝道同樣要系統考慮，避免快速路因交織嚴重通行能力降低而難以保證自身功能的實現。高-快匝道的設置應盡量考慮在組團之間，一方面利于組團對外出行盡快集散，一方面用地較為容易得到保證。匝道或出入口的設置除盡量滿足使用需求外，應盡量先下后上，避免在快速通道上有過多交織。當高-快、快-慢轉換、快速系統本身功能發生沖突時，筆者認為應優先滿足快速系統本身功能和快-慢轉換，而高速系統由于其通過性過境交通的服務性質和匝道用地空間的限制，適當增加一些繞行和不便是可以接受的。

2.4 保通要求高，施工組織困難

受高速通道線形要求、兩側用地等方面影響，復合通道通常會選擇現狀等級較高的快速路或一級公路進行布線。在高城鎮化水平地區，此類道路通常具有現狀交通繁忙、環境敏感、用地受限、相交道路多等特點，復合通道路線長，建設規模大，新建或改建過程中既有道路保通要求高，施工交通組織復雜。規劃設計過程中要提前做好預案，如周邊路網疏散方案、結構物采用預制拼裝、晝夜施工組織等方式，盡量縮短施工周期，減少對現狀交通的影響。

3 案例介紹

3.1 項目概況

廣佛新干線復合通道工程利用現狀廣佛新干線、興業路、規劃博愛路廊道，形成高速+地面快速通道的復合通道，西起廣昆高速與珠二環高速橫江立交接入廣昆高速，東至廣州環城高速黃岐立交，通過廣佛放射線二期接入廣州內環，全線33.46 km橫貫佛山東西。道路由三個系統組成，高速通道，采用高速公路標準，規模為雙向6~8車道，設計車速100 km/h，地方快速通道，采用一級公路（集散型）標準，分主輔路形式設置，主線雙向6~8車道，設計車速60~80 km/h，輔路雙向2~4車道，設計車速40~50 km/h。項目區位見圖1。

圖1 項目區位圖

高速通道自起點黃岐立交處，向西依次與廣佛江珠高速、廣佛高速、佛清從高速、珠二環高速相交，采用互通進行轉換；與河東中心路、規劃富強路、虹嶺路、三環西路、樵金路等地方干線通過菱形互通等形式實現高快速互通轉換。地方快速通道與沿線相交的主要干線通過跨線橋或地道等形式實現快速化改造。全線共設置高-高互通立交4處，高-高分離式立交1處，高-快互通4處，快-快互通11處。

3.2 項目背景及規劃走廊的選取

廣州與佛山接壤邊界長約197 km，中心城區相連，同時兩城市產業互補性強，同城化發展經濟基礎好。隨著《廣佛同城化戰略合作框架協議》、《廣佛同城化發展規劃》等陸續出臺構筑“一核強化、兩脊兩帶攜領、多極帶動”同城化發展空間布局，廣佛同城化發展進入新的發展階段，形成廣州中心城區-南海東南部（大瀝、獅山）-佛山中心城區同城化極核中心。

根據《佛山市高快速路網規劃（2019-2035年）研究報告》[9]交通需求專題，2018年佛山對外出行需求中，廣州方向以181萬人次/d、同比增長幅度11%的壓倒性優勢遠遠領先，見圖2。廣佛候鳥人口達到34萬人，居住聚集在佛山南海區、禪城區等地，就業流向廣州市中心，每日通勤出行量月68萬人次/d，占出行總量的38%。

圖2 2018年佛山市對外出行需求

廣佛之間現狀高速出行交換總量為43萬pcu/d，其中珠三環9.5萬pcu/d，西二環北段13萬pcu/d，廣佛16萬pcu/d，廣明12萬pcu/d，南二環12萬pcu/d，服務水平均在四~六級[9]。

根據交通需求分析，2035年肇慶、云浮、佛山與廣州的東西向溝通將進一步加強，廣佛出行需求旺盛。2020年佛山一環完成了高速化改造，南北向高速通道新增了佛清從和廣佛江珠高速，但東西向溝通廣州仍顯不足。分析高速路網可以發現，目前廣佛同城圈區域內“四橫”（廣佛肇高速、廣三-廣佛高速、廣昆高速、廣明高速），“四縱”（西二環高速、佛清從高速（佛山一環西線）、廣佛高速、廣佛江珠高速（佛山一環東線））高速路網對接廣州功能有限。“四橫”中僅有廣佛肇高速和廣三-廣佛高速接入廣州環城，對接廣州中部核心區，而廣昆高速止于西二環，廣明高速止于佛清從高速，同時，由南經“四縱”進入廣州中部核心區的交通亦均需通過廣三-廣佛通道，“多源單匯”形成的瓶頸效應，使得廣佛高速沙貝段、環城高速北環段交通流量陡增，基本全天均處于交通擁堵狀態，路網見圖3。

圖3 區域高速路網圖

可見，東西向快速對接廣州方向，完善區域高速路網體系，緩解廣三、廣佛、環城高速，尤其是沙貝立交的交通擁堵問題已經迫在眉睫。

佛山市的城市結構是多中心的團塊發展，隨著組團的發展和擴大，各組團目前已呈連綿發展態勢，郊區城鎮化區域也逐漸變多。開辟新的走廊帶無疑會對既有用地造成新的割裂，同時大量的征地拆遷代價太大，已經不適用于廣佛這種高城鎮化地區。因此在充分分析了對外、過境交通需求、上位規劃和既有走廊帶用地情況等方面因素后，本工程采用了復合通道的共走廊形式，通過對廣三走廊帶、廣佛路走廊帶、興業路-廣佛新干線走廊帶、桂丹-海八路走廊帶等現狀道路線型指標、用地情況、節點銜接條件等因素的分析，綜合比選后確定了博愛路-興業路-廣佛新干線的線位走向。博愛路為規劃一級公路，雙向8車道，目前尚未實施，興業路和廣佛新干線均為現有道路，采用一級公路標準，現狀6~10車道，設計速度為80 km/h，局部限速為60 km/h，局部節點設置了菱形立交的形式與相交道路交叉，其余為信號控制交叉口或右進右出交通組織。

本項目作為廣昆東延，在極核邊界布設橫向走廊，較為直接地串聯了南海區大瀝、獅山、丹灶等組團，加強東西向連接的同時，也對區域發展能起到較為明顯的帶動作用。廣州方面，陸續開展芳村大道快速化改造、黃岐立交改造、廣佛放射線、建設大道接大坦沙大橋等項目的研究和建設，使得廣州市核心區路網承載力及快速疏散能力也得到了進一步加強，為打通新的西向出入口奠定了基礎[10]。

3.3 設計的重難點

3.3.1 通道的布局模式

布局模式的選取應根據紅線兩側的用地情況因地制宜。總體布設原則為最大限度集約用地，減少兩側用地分割和工程廢棄，降低工程造價。由于本工程線路較長，全線斷面眾多，以下選取幾個標準斷面簡要介紹。

（1）隧道+地面道路

項目中段穿越區段規劃地鐵4號線、居民區、大浩湖度假區時，由于用地敏感，采用高速通道與快速通道線位分離，高速通道采用明挖+盾構隧道的形式，見圖4、圖5。

圖4 高速明挖段隧道標準斷面

圖5 高速盾構段隧道標準橫斷面

（2）橋梁+地面道路

高速采用高架形式，橋梁的布設相對更加靈活，可采用整幅、分幅、門架墩等不同形式，見圖6、圖7。

圖6 高速采用整幅模式標準斷面

圖7 高速通道采用分幅模式標準斷面

在相交路節點附近，快速通道主線大多采用菱形立交的形式與相交道路轉換，主線采用上跨、下穿相交道路，因此節點處會出現雙層橋的斷面。

本工程東段，地方快速通道利用原有一級公路改造，沿線部分節點已實施跨線橋或隧道，為了最大可能減少廢棄和拆除，節省造價，考慮利用既有構筑物。北側現狀用地以居住區為主，南側以工業和商業用地為主，為了減少對北側居住小區的影響，線路整幅偏向南側，保留北側半幅跨線橋，南幅向南移動2 m高速橋墩位置進行重建，見圖8。既有隧道節點由于先期建設未考慮中分帶立墩空間預留，因此高速通道橋梁采用分幅斷面位于現狀隧道結構兩側，避讓隧道結構和支護的距離，見圖9。

圖8 既有跨線橋斷面處理方式

圖9 既有隧道斷面處理方式

3.3.2 互通節點的布設

本文選取大瀝佛江互通高-高節點設計進行介紹。

大瀝佛江互通為廣佛新干線高速與廣佛江珠高速（佛山一環東線）交叉節點。現狀南北向廣佛江珠高速主線上跨地面交叉口，東西向廣佛新干線快速通道主線下穿地面層佛山一環東線輔路層，兩條輔路在地面層形成平面交叉口，現狀為三層立交。新建廣佛新干線高速在本節點為分離式高架形式位于既有下穿隧道兩側，節點四個象限用地條件較為緊張，受隧道結構物、跨線橋、既有建筑、過水箱涵、河涌等條件限制，立交布墩條件較差。

考慮區位及相交道路等級等因素，從路網角度分析本節點是沿線最為重要的高高互通節點，通過交通需求分析，各轉向流量均較大，應設置全互通樞紐立交。設計中采用了兩個方案進行對比，方案一為渦輪型互通，見圖10，方案二為直連型立交，見圖11。南側立交匝道均利用既有預留的橋梁結構銜接，北側立交匝道以門架墩形式位于輔路上方，在滿足既有高速出入口間距的位置接入廣佛江珠高速主線。快速層利用原有跨線橋和地道，輔路層維持信號平交。

圖10 方案一：渦輪型立交

圖11 方案二：直連型立交

方案比選見表1，渦輪型立交匝道基本與南北向跨線橋及東西向隧道結構物垂直，層次布置較為適中，匝道層均可下穿最上層廣佛新干線高速，立交地面以上共四層，但占地相對較大，為了盡量避讓拆遷匝道線型指標較低。直連型指標較高，但由于要在隧道與主線之間預留匝道立墩距離，導致新增拆遷過多，且層次較高，地面以上五層，因此采用渦輪型立交作為推薦方案。

表1 立交比選表

3.3.3 系統間的轉換

本文高-快連接選取端點的黃岐收費站和路中的大瀝互通進行簡要介紹。

黃岐收費站是高速通道的起點，位于銜接廣州環城高速的黃岐立交以西，廣州環城高速西段目前已取消收費，主線為高架形式，現狀黃岐立為廣佛新干線快速通道與廣州環城高速銜接的全互通立交，目前正處于施工當中，為了最大限度利用現狀在建設施，并盡量降低節點復雜程度，本節點設計廣佛新干線高速經過收費站后落地與廣佛新干線快速通道整合，作為高速通道的端點。整合后經黃岐立交轉向與廣州環城高速相連，直行即可通過在建廣佛放射線二期、一期工程逐步進入廣州核心區。

受道路現狀兩側用地限制，本節點采用橋梁收費站位于快速路上方，經過收費后落地與快速通道整合，見圖12。本節點重點是做好下游的疏散，避免高速+快速多車道整合過程中的交織和擁堵，要保證下游的通行能力的匹配。本節點收費站終點距離黃岐立交節點約2 km，銜接節點盡量在路段設置，距離前后交叉口、塊-慢銜接點保證一定的距離，避免交織段過短。

圖12 黃岐收費站效果圖

大瀝互通是非端點的高-快轉換，盡量選擇用地寬裕的組團間路段區域進行布設收費站上下匝道。匝道布設形式充分考慮連接的需求、用地等情況影響。如圖13所示，西側受機場限高、隧道接地點、上下游出入口間距等控制，采用較緊湊的先下后上的地面收費站匝道，也是一種較為節地的設計方式。

圖13 大瀝互通高快銜接

3.3.4 施工組織

本項目除西段博愛路線位利用規劃道路、隧道段盾構穿越大浩湖區段外，其余均利用現狀道路增設高速層，地面道路相應進行改造。現狀興業路、廣佛新干線交通繁忙，高峰小時幾近飽和狀態，相交節點較多，為減少大規模施工對現狀道路運營的影響，高速層橋梁采用預制拼裝技術，通過工廠化生產，構件標準化程度高，質量有保證，現場裝配化施工快速便捷、對既有交通和周圍環境影響小，局部特殊節點可采用夜間裝配施工，做到最大限度減少施工影響，預制拼裝技術工期、成本可控，能夠節約人工、降低事故風險，提升工程品質。

4 復合通道存在的幾點問題

復合通道是土地資源緊缺下的一種集約化的交通發展模式，有它的優勢，但同樣存在一些問題。第一，復合通道同樣會帶來城市用地的割裂，相交道路無法直接穿越、增加繞行距離，道路兩側溝通的不便在給周邊起到帶動作用的同時也使沿線居民喪失了一部分生活的便利性。第二，復合通道的末端有兩種形式，一種是各系統在一定區域解除復合，各自銜接到各自系統里去；另一種則是高、快、慢系統在末端合并后匯入某一個單一的系統，后一種末端的處理一定要解決系統合并后的路網疏散能力，避免出現擁堵節點。第三，復合通道在建設前要做好需求分析，避免因高、快系統客流競爭，導致高速系統使用不足造成工程浪費。第四，我國高速系統和城市道路系統建設和管理通常分屬不同部門，因此在建設過程中會存在較多部門的對接和審批，建議后續建設過程中加強部門的溝通協作。

5 結語

復合通道在高城鎮化水平地區具有一定的應用前景，目前上海、廣州、佛山等地都有實踐工程案例。本文對復合通道出現的背景和近年來相關研究做了綜述，總結了其積極意義、梳理了復合通道建設的難點，最后以佛山市廣佛新干線復合通道的案例簡要介紹了上述幾個難點的處理思路，并提出了幾點復合通道存在的問題，希望對以后該類型道路的建設提供一定的基礎。