面向交通強(qiáng)國(guó)的高速公路改擴(kuò)建新理念思考

楊國(guó)峰, 馬 璐, 唐勝傳

(招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司, 重慶 400067)

1 我國(guó)高速公路發(fā)展成就

改革開放以來,特別是黨的“十八大”以來,我國(guó)高速公路發(fā)展取得了歷史性成就。截至2022年底,全國(guó)高速公路通車?yán)锍踢_(dá)17.7萬km,見圖1,是全球最大的高速公路網(wǎng)絡(luò)[1]。高速公路的暢通和便利為我國(guó)貿(mào)易、人口流動(dòng)和旅游業(yè)加快發(fā)展奠定了強(qiáng)有力的基礎(chǔ),對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、降低物流成本、提高群眾生產(chǎn)生活水平發(fā)揮了重要作用。在幾十年的發(fā)展過程中,高速公路建設(shè)技術(shù)不斷創(chuàng)新,無論是從最初的平原區(qū)公路到超長(zhǎng)隧道、高原公路、大跨度橋梁等高難度工程,還是從安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等多個(gè)維度,均取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù),為建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí),我國(guó)路網(wǎng)發(fā)展不平衡、不充分的問題依然存在,一些早期建成的路段服務(wù)能力逐步下降。為適應(yīng)需求、補(bǔ)齊短板,近年來,我國(guó)加快高速公路擴(kuò)容改造步伐?！笆濉币詠?完成審批或核準(zhǔn)的國(guó)家高速公路擴(kuò)容改造項(xiàng)目已達(dá)70多個(gè),總規(guī)模超過6 000 km,較之前有大幅提升[2]。

圖1 全國(guó)高速公路通車?yán)锍?/p>

2 未來10年高速公路建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)

黨的“十九大”提出了建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的目標(biāo),而黨的“二十大”更是明確要求加快實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！敖煌◤?qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的提出,標(biāo)志著我國(guó)高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正向高質(zhì)量發(fā)展穩(wěn)步邁進(jìn)。在這一背景下,2021年2月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》(簡(jiǎn)稱《規(guī)劃綱要》),作出了構(gòu)建現(xiàn)代化高質(zhì)量國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)的重大戰(zhàn)略部署,為新時(shí)代國(guó)家公路發(fā)展指明了方向。

以《規(guī)劃綱要》為指導(dǎo),《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃(2022—2035)》立足新發(fā)展階段,全面梳理了國(guó)家公路網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀、主要問題,分析新形勢(shì)、新要求。在高速公路擴(kuò)容改造方面指出了當(dāng)前面臨的問題:“我國(guó)交通運(yùn)輸……仍然存在布局不夠均衡、結(jié)構(gòu)不盡合理、銜接不夠順暢,特別是部分早期建成的國(guó)家高速公路主通道通行能力不足,服務(wù)水平亟待提升”“要堅(jiān)持問題導(dǎo)向,針對(duì)當(dāng)前高速公路建設(shè)中的短板和薄弱環(huán)節(jié),繼續(xù)加強(qiáng)國(guó)家高速公路待貫通路段及省際瓶頸路段建設(shè),推進(jìn)交通繁忙路段擴(kuò)容改造,著力優(yōu)化完善城市群、都市圈區(qū)域高速公路網(wǎng)絡(luò),提升路網(wǎng)整體效率和網(wǎng)絡(luò)效益?！盵3]同時(shí),該規(guī)劃預(yù)計(jì):2035年以前,約有3萬km繁忙路段需要擴(kuò)容改造[3]。

結(jié)合 “十四五”相關(guān)規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行研判,國(guó)家高速公路網(wǎng)在“十四五”的建設(shè)強(qiáng)度大體與“十三五”持平,“十五五”建設(shè)強(qiáng)度會(huì)適當(dāng)下降,但未來10年,擁堵路段的擴(kuò)容改造都將是重點(diǎn)工作[4]。在“十四五”期間,山東省預(yù)計(jì)將完成815 km的高速公路改擴(kuò)建[5],江蘇省預(yù)計(jì)改擴(kuò)建高速公路里程達(dá)450 km以上[6]。一些特別繁忙的高速公路甚至需要進(jìn)行二次改擴(kuò)建。

總的來看,我國(guó)高速公路建設(shè)正在進(jìn)入擴(kuò)容改造的快速爬坡階段,而改擴(kuò)建項(xiàng)目要比新建項(xiàng)目復(fù)雜,將會(huì)有大量的建設(shè)、施工、運(yùn)營(yíng)問題亟待解決。

3 高速公路改擴(kuò)建面臨的主要問題

3.1 我國(guó)高速公路改擴(kuò)建代表項(xiàng)目與特點(diǎn)

我國(guó)最早開工的高速公路擴(kuò)建工程是沈大高速公路,于2002年5月28日開工。在此后的20年中,改擴(kuò)建項(xiàng)目逐漸增多,積累了一些發(fā)展經(jīng)驗(yàn),典型的項(xiàng)目、特點(diǎn)簡(jiǎn)要總結(jié)見表1。

3.2 高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目存在的共性特點(diǎn)

從以往高速公路改擴(kuò)建經(jīng)驗(yàn)來看,相較新建高速公路項(xiàng)目,改擴(kuò)建項(xiàng)目存在自身獨(dú)有的特點(diǎn),主要?dú)w納為3個(gè)方面:

1) 路域環(huán)境復(fù)雜多變

改擴(kuò)建項(xiàng)目沿線一般經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、路網(wǎng)密集,基本均存在多條鐵路、地鐵、道路、管線與目標(biāo)項(xiàng)目交叉或并行,部分項(xiàng)目位于城市群地帶,互通密度較高,其建設(shè)環(huán)境的復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于原項(xiàng)目。

2) 交通量基本飽和

改擴(kuò)建原項(xiàng)目的交通量一般均已達(dá)到飽和或接近飽和,其高峰時(shí)期道路服務(wù)水平低于三級(jí),部分節(jié)點(diǎn)路段甚至?xí)l(fā)生經(jīng)常性擁堵。此外,由于受復(fù)雜環(huán)境的施工制約,改擴(kuò)建施工過程中將會(huì)不同程度地對(duì)原高速公路的運(yùn)行產(chǎn)生影響,甚至嚴(yán)重干擾或中斷交通。

3) 通車年限長(zhǎng),病害和安全隱患多

改擴(kuò)建原項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)時(shí)間一般在10余年以上,路基、路面、橋梁、隧道、管線均存在不同程度的病害,且由于設(shè)計(jì)年限早,其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行規(guī)范差異較大,交通安全隱患也十分突出。

3.3 改擴(kuò)建項(xiàng)目面臨的主要問題

根據(jù)上述特點(diǎn),決定了高速公路改擴(kuò)建必須在安全、效率、綠色、技術(shù)等方面解決大量問題。如何解決好這些問題,將是實(shí)現(xiàn)高速公路改擴(kuò)建高質(zhì)量發(fā)展的核心所在。

1) 安全問題

安全問題主要集中在施工安全、行車安全和本質(zhì)安全3個(gè)方面。在施工安全方面,改擴(kuò)建項(xiàng)目一般位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),交通流量大、交通環(huán)境復(fù)雜,這些因素都會(huì)加大施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。如改擴(kuò)建項(xiàng)目中需吊裝大型構(gòu)件和設(shè)備,使得人員傷亡和嚴(yán)重事故風(fēng)險(xiǎn)更高;項(xiàng)目施工中需要挖掘和破拆等作業(yè),會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和異味氣體,對(duì)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生影響。在行車安全方面,改擴(kuò)建主體工程的多次轉(zhuǎn)序,導(dǎo)致行車線路呈S形切換、車流分合頻繁、通行能力下降,駕駛?cè)笋{駛誤判率提升、車輛操控失誤風(fēng)險(xiǎn)增加。此外,路上作業(yè)也容易引發(fā)施工人員被過往車輛沖撞的風(fēng)險(xiǎn)。在本質(zhì)安全方面,因原道路本身運(yùn)營(yíng)年限較長(zhǎng),大都存在不同程度病害和隱患。設(shè)計(jì)時(shí)不僅面臨現(xiàn)道路的安全問題,還將面臨完工后大斷面高速公路新的隱患,設(shè)計(jì)難度大幅增加。完工后,運(yùn)營(yíng)管理也將面臨通行能力大幅上升和更長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)期限的考驗(yàn)。因此,改擴(kuò)建項(xiàng)目對(duì)材料、工藝、質(zhì)量的控制需更加嚴(yán)格。

表1 我國(guó)高速公路改擴(kuò)建代表項(xiàng)目與特點(diǎn)簡(jiǎn)介

2) 效率問題

擬改擴(kuò)建道路的共同特點(diǎn)是交通量大、路網(wǎng)復(fù)雜、互通密集,改擴(kuò)建施工將嚴(yán)重影響通行效率,主要體現(xiàn)在道路通行能力降低和收費(fèi)收入下降,尤其是對(duì)城區(qū)高速公路交通量和收入的影響更加敏感。同時(shí)將會(huì)改變施工期周邊路網(wǎng)的交通流量平衡,使得車輛分流到與改擴(kuò)建原項(xiàng)目平行的其他道路中,導(dǎo)致改擴(kuò)建道路全線收費(fèi)收入降低。從現(xiàn)有高速公路改擴(kuò)建經(jīng)驗(yàn)來看,其收入影響甚至可達(dá)三分之一以上[7]。同時(shí),分流的交通量也將影響路網(wǎng)中其他道路的通行效率。

3) 綠色問題

改擴(kuò)建綠色問題更加多樣。在城市環(huán)境方面,改擴(kuò)建項(xiàng)目大多地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域,途經(jīng)城鎮(zhèn)甚至城市群,施工中存在噪音、灰塵、振動(dòng)。在資源循環(huán)利用方面,改擴(kuò)建廢棄圬工、混凝土、綠化苗木循環(huán)利用難度大、成本高,拆除產(chǎn)生的建筑垃圾、瀝青廢料多,環(huán)保治理要求高。在能源消耗方面,改擴(kuò)建需大量消耗水、電、油等資源,進(jìn)一步加劇了環(huán)境污染和能源短缺。在景觀方面,城市群地帶路域景觀與城市環(huán)境的融合要求更高。

4) 技術(shù)問題

改擴(kuò)建面臨的技術(shù)問題主要有施工布局、病害處理和結(jié)構(gòu)建造等。在改擴(kuò)建中,最重要的是施工區(qū)域、施工路線的選擇。在施工布局方面,需全面考慮路域單位分布、地質(zhì)、水文、生態(tài)情況,前期需最大限度解決影響建設(shè)速度和質(zhì)量的技術(shù)性問題。在病害處理方面,新舊路基部分沉降差存在極大差異,縱向搭接以及與構(gòu)造物的橫向搭接是工程設(shè)計(jì)、施工中的難點(diǎn)與重點(diǎn)技術(shù)問題。在結(jié)構(gòu)建造方面,因改擴(kuò)建時(shí)間跨度大,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異較大,改擴(kuò)建與原道路主線設(shè)計(jì)指標(biāo)取得設(shè)計(jì)建造平衡尤其困難[8]。眾多的新型結(jié)構(gòu)、左右幅不同齡期結(jié)構(gòu)的協(xié)同受力協(xié)同應(yīng)變技術(shù)、不中斷交通條件下的橋梁拼接、拆除技術(shù)尚待進(jìn)一步研究[9]。

總體來說,我國(guó)已完成上萬公里高速公路改擴(kuò)建,積累了很多寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系仍不夠健全,對(duì)照交通強(qiáng)國(guó)的要求仍有較大差距。在新時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展和改擴(kuò)建爆發(fā)式增長(zhǎng)的雙重背景下,行業(yè)急需引領(lǐng)性、指導(dǎo)性綱領(lǐng)理念,以落實(shí)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的統(tǒng)一部署,統(tǒng)籌規(guī)劃改擴(kuò)建數(shù)字、智能、綠色、低碳、美麗等方面的發(fā)展路徑,推動(dòng)改擴(kuò)建領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系的制定或修訂,提升改擴(kuò)建整體技術(shù)水平。

4 高速公路改擴(kuò)建理念的思考

4.1 農(nóng)村公路、普通國(guó)省干線發(fā)展理念的借鑒

在我國(guó)公路發(fā)展史上,一些重要領(lǐng)域都順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求,總結(jié)出了自身發(fā)展理念,為行業(yè)發(fā)展提供了綱領(lǐng)性的指導(dǎo)。

在農(nóng)村公路發(fā)展過程中,“四好農(nóng)村路”成為我國(guó)農(nóng)村公路建設(shè)提質(zhì)升級(jí)的核心綱領(lǐng)。2003年,交通運(yùn)輸部根據(jù)中央“三農(nóng)”工作的部署要求,提出了“修好農(nóng)村路,服務(wù)城鎮(zhèn)化,讓農(nóng)民走上油路和水泥路”的建設(shè)目標(biāo)。2013年,按照黨的“十八大”全面建成小康社會(huì)的戰(zhàn)略部署,又進(jìn)一步提出了“小康路上,絕不讓任何一個(gè)地方因農(nóng)村交通而掉隊(duì)”的新目標(biāo),提出“四好農(nóng)村路”的發(fā)展理念。

在普通國(guó)省干線發(fā)展過程中,公路行業(yè)也在不斷探索新的理念。早在1992年,為適應(yīng)國(guó)情,交通運(yùn)輸部提出打造“暢潔綠美”干線公路。2014年,為滿足人民群眾新需求、適應(yīng)“十八大”新要求、契合科技發(fā)展新趨勢(shì),又從“暢潔綠美”逐漸升華到“暢安舒美”。在這些綱領(lǐng)的引領(lǐng)下,打造了一批國(guó)省干線的標(biāo)桿工程。

4.2 高速公路新時(shí)代新發(fā)展要求

在新形勢(shì)下,高速公路發(fā)展應(yīng)響應(yīng)人民群眾哪些需求?回答哪些問題?分析哪些歷史經(jīng)驗(yàn)?提出什么樣的發(fā)展理念?隨著“加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的提出,上述問題的答案逐漸清晰起來:當(dāng)前的高速公路發(fā)展要充分貫徹落實(shí)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃綱要》“雙綱要”中“安全可靠、便捷順暢、經(jīng)濟(jì)高效、綠色集約、智能先進(jìn)”的要求,把安全作為高質(zhì)量發(fā)展的前提、將綠色作為高質(zhì)量發(fā)展的底色、把智能作為高質(zhì)量發(fā)展的支撐,逐漸向安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。

4.3 高速公路改擴(kuò)建建設(shè)理念的思考

圍繞高速公路新時(shí)代新發(fā)展要求,改擴(kuò)建領(lǐng)域迫切需要新理念來支撐構(gòu)建中國(guó)現(xiàn)代化交通體系。本文從工程本質(zhì)和提質(zhì)升級(jí)2個(gè)層面需求出發(fā),提出我國(guó)高速公路改擴(kuò)建“安經(jīng)高久、綠智舒美”八字理念,為未來改擴(kuò)建建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及標(biāo)準(zhǔn)制訂提供目標(biāo)和方向性指引。其內(nèi)涵詳述如下:

1) 工程本質(zhì)層面

安全——安全是工程的首要因素。提高高速公路改擴(kuò)建期應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境各類安全風(fēng)險(xiǎn)的能力,確保施工和行車安全;強(qiáng)化改擴(kuò)建期設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、重大事件預(yù)防水平,確保改擴(kuò)建全生命周期的本質(zhì)安全。

經(jīng)濟(jì)——做好全過程工程造價(jià)控制, 從源頭實(shí)現(xiàn)對(duì)改擴(kuò)建工程造價(jià)的管理和控制, 在保障工程質(zhì)量的情況下節(jié)約工程成本。加強(qiáng)施工路段交通仿真應(yīng)用,強(qiáng)化交通組織管理。

高效——以科技創(chuàng)新推動(dòng)工程質(zhì)量和效率雙提升,合理縮短建設(shè)工期,降低施工影響;最大限度提升改擴(kuò)建期大通道通行能力,緩解重點(diǎn)影響路段擁堵。

耐久——根據(jù)改擴(kuò)建工程大交通量、重載交通運(yùn)行等不同特點(diǎn),充分考慮全壽命周期因素,踐行高質(zhì)量建設(shè)就是最好的養(yǎng)護(hù)理念,依靠科技創(chuàng)新,提升工程耐久性。

2) 提質(zhì)升級(jí)層面

綠色——將生態(tài)優(yōu)先綠色低碳理念貫穿于改擴(kuò)建規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等全過程,降低全生命周期能耗和碳排放;充分利用老路資源,加強(qiáng)固廢和舊路材料再生應(yīng)用等,減少自然資源消耗。

智慧——推動(dòng)感知、傳輸、計(jì)算等設(shè)施與改擴(kuò)建工程協(xié)同融合建設(shè),促進(jìn)基于數(shù)字化的設(shè)計(jì)、施工方式和工程管理模式變革,支撐智慧施工和改擴(kuò)建項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)防控;建成實(shí)體公路和數(shù)字孿生公路,構(gòu)建現(xiàn)代化公路基礎(chǔ)設(shè)施體系,提前謀劃改擴(kuò)建后大斷面高標(biāo)準(zhǔn)高速公路智慧路網(wǎng)云控平臺(tái)升級(jí)和智慧運(yùn)營(yíng)。

舒適——以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線,提升改擴(kuò)建期服務(wù)水平和運(yùn)行效率,最大限度提升改擴(kuò)建期行車舒適性。

美麗——科學(xué)應(yīng)用技術(shù)指標(biāo)和綠化美化措施,提升改擴(kuò)建后行車舒適性。在高速公路改擴(kuò)建中踐行“美麗中國(guó)”理念,強(qiáng)化人文設(shè)計(jì)因素,努力打造體現(xiàn)中國(guó)文化特色的路域環(huán)境之美,尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然,打造高速公路改擴(kuò)建品質(zhì)工程。

5 結(jié)束語

未來10年,新建向改擴(kuò)建過渡將成為公路行業(yè)重要演進(jìn)趨勢(shì),也是公路行業(yè)的二次發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí),大量改擴(kuò)建項(xiàng)目也面臨安全、效率、綠色、技術(shù)等諸多問題和挑戰(zhàn)。本文以“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略要求為指引,提出改擴(kuò)建“安經(jīng)高久、綠智舒美”八字理念,為未來行業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。