基于工程解構分析的高速公路節(jié)約用地評價：以江蘇省7條高速公路為例

胡一琦， 金曉斌， 鮑桂葉， 楊興典， 周寅康

（1. 南京大學地理與海洋科學學院， 江蘇 南京 210093；2. 江蘇省土地勘測規(guī)劃院， 江蘇 南京 2 10008）

改革開放以來，中國高速公路建設事業(yè)發(fā)展迅猛，到2010年底，全國高速公路總里程達7.4×104km，居世界第2位，但現(xiàn)有公路網(wǎng)的規(guī)模、密度和運輸能力仍無法滿足國民經(jīng)濟與社會快速發(fā)展的需要。根據(jù)《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年中國高速公路建設里程將達到8.5×104km[1]。從目前實際建設的情況看，高速公路占地量約為8.06 hm2/km，按這一趨勢，新一輪規(guī)劃建設的高速公路還將占用土地8.87×104hm2。在現(xiàn)階段強調(diào)內(nèi)涵式發(fā)展、日益重視土地節(jié)約集約利用的宏觀背景下，建設項目節(jié)約集約用地評價正日漸成為相關管理工作和學術研究的熱點。孟志勇等[2]將土地的廣義價值結合鐵路用地的實際，提出鐵路建設用地綜合評價指標體系；王業(yè)僑等[3]針對新一輪土地利用總體規(guī)劃修編工作，提出節(jié)約集約用地評價指標體系；韓曉宇等[4]從中觀層次提出公路建設集約用地評價指標體系框架等。相關研究主要從中宏觀層面對建設用地進行綜合分析，而針對特定建設用地類型開展專項節(jié)約集約用地的研究仍較鮮見。高速公路項目用地受交通量、線路選擇、工程參數(shù)優(yōu)化、橋隧比率設定、工程造價約束等多方面影響，在滿足工程設計要求的基礎上，以土地節(jié)約利用為優(yōu)化條件進行用地分析和用地控制是公路建設和土地管理部門都面臨的理論和現(xiàn)實問題。本文從高速公路工程解構角度出發(fā)，構建高速公路節(jié)約用地評價體系，并選取江蘇省7條高速公路進行案例分析。

1 高速公路工程解構

1.1 高速公路的組成

高速公路的基本構成包括其線形、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道、立體交叉、附屬設施以及總體綠化與生態(tài)保護等。本文以綜合用地數(shù)量控制為出發(fā)點①僅考慮永久用地。，從工程角度對高速公路進行分解，將高速公路分成路基、橋梁、隧道、立體交叉和沿線設施5個主要用地部分，其中立體交叉包括互通式立體交叉、分離式立體交叉、天橋和通道，沿線設施包括收費設施、服務設施、監(jiān)控管理及養(yǎng)護設施等。

路基是高速公路的基礎，貫穿全線，是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物；橋梁是跨越河流、道路的結構物，通常橋位應服從路線走向，橋梁線形及其與高速公路的銜接應符合路線布設的規(guī)定；隧道為高速公路穿越山體服務，在保證高速公路路線平順和行車安全的同時提高其防護能力；立體交叉通常由跨線構造物、正線、匝道、出入口以及變速車道等部分組成，它利用路線構造物使不同等級道路在不同標高處相互交叉，提高道路通行能力；沿線設施是為適應高速公路快速、安全、經(jīng)濟和舒適的通行特點與管理需要而設置的，是發(fā)揮高速公路經(jīng)濟效益、保障行駛安全、提升管理手段必不可少的配套設施[5]。

1.2 各組成部分用地分析

路基用地主要受其寬度和高度的影響，以寬度為用地測算的基礎，28 m寬的4車道高速公路，平原區(qū)用地強度一般為5.3—5.53 hm2/km，丘陵區(qū)為6—6.53 hm2/km。歐美國家公路路基平均高度在0.5—1.0 m，在中國則普遍偏高，平原區(qū)公路的路基平均高度在3.0—3.8 m[6]。以寬度為28 m的4車道高速公路為例，路基高度每抬升1 m，占地一般增加0.33 hm2/km。除了路基的寬度和高度，路邊溝布置的形式、邊坡的坡度也一定程度地影響著路基占地。梯形邊溝開口寬度由1.8 m壓縮到1.0 m，可節(jié)約土地約0.16 hm2/km；挖方路塹上邊坡臺階寬度通常為2.0 m，根據(jù)實際地質(zhì)和防護需要，若改為1.0 m，即可節(jié)約土地約0.067 hm2/km[7]。

橋梁占地主要受線路走向、地形地貌條件、地質(zhì)水文特征和高速公路工程實際需要的影響，并需確定合理的路橋分界高度。按一般填土路堤1 : 1.5邊坡坡率計算，當路堤高度大于5 m時，高速公路路堤占地面積將是橋梁占地面積的2倍以上。所以，當路堤較高時可結合實際情況確定是否采用以橋代路的形式。

隧道工程用地主要受圍巖級別影響，圍巖級別越高用地量越大，以中長隧道洞口仰坡用地為例，4車道高速公路隧道部分用地范圍在0.4343—1.1012 hm2/座之間，6車道則在0.4760—1.1573 hm2/座之間[8]。

立體交叉用地僅次于路基部分，通常高速公路線路越長、沿線經(jīng)過的城鎮(zhèn)越多，所需設置的立體交叉數(shù)也就越多。一個互通式立體交叉的用地面積通常在10—60 hm2不等，一般平原區(qū)互通式立交用地約占公路全線用地總面積的20%以上，且其型式繁多，目前在設計時可供選擇的就超過100種。另外，立體交叉容易造成土地的條塊分割，被分割的土地由于面積小、分布零散等原因難以有效利用，從而造成土地資源的浪費。通道工程用地包括通道進出口兩端被交叉道路相接所需的用地面積，通常按照0.0960 hm2/座來取值。

沿線設施用地主要包括收費設施、服務設施和監(jiān)控通信設施用地，其中服務設施由于需容納一定數(shù)量的停車位，以及為過往車輛和行人提供休息、購物、汽車維修等服務，要占用較多的土地。從目前高速公路服務區(qū)建設情況看，4車道服務區(qū)面積一般為0.45—0.55 hm2，6車道一般為0.55—0.65 hm2。

2 高速公路節(jié)約用地評價

2.1 節(jié)約用地的內(nèi)涵

高速公路節(jié)約用地是指在實現(xiàn)高速公路基本功能的基礎上，盡量減少工程建設用地量，避免或少占耕地。研究表明，高速公路規(guī)劃設計的合理性直接決定高速公路整體的用地規(guī)模和建設難度[9]。在選線階段需要詳細調(diào)查沿線地區(qū)的土地情況，收集有關資料進行分類研究，將土地占用情況作為設計階段路線比選的重要參考。此外，還要根據(jù)高速公路所經(jīng)過地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展需要、現(xiàn)有路網(wǎng)狀況和未來的交通需求，綜合項目所在區(qū)域的地質(zhì)、水文、生態(tài)、環(huán)保、各種運輸方式要求等，進行綜合分析論證，因地制宜選擇路線，實現(xiàn)控制占用農(nóng)用地、少占耕地、避免占用基本農(nóng)田；在工程設計階段應合理確定路基橫斷面，優(yōu)化標高，適當以橋代路、以隧代路等；在建設施工階段，應合理安排工期，在節(jié)約永久性用地的同時，對臨時用地的選址、用地規(guī)模、工程施工措施和工程間接破壞進行有效防控，注意臨時用地與永久用地的協(xié)調(diào)配合[10]。

要實現(xiàn)高速公路節(jié)約用地，關鍵是保證各類工程用地數(shù)量的合理化。高速公路線路的布局走向、建設標準、有關工程技術指標等均是影響用地量的重要因素，例如平縱面、路基橫斷面、橋隧及沿線設施選址、立體交叉設計、臨時用地布局等每一項設施的技術指標選擇都關系用地數(shù)量；沿線地區(qū)的地質(zhì)和地貌條件直接影響路基的設計，決定路基寬度、高度以及取棄土方式等，直接關系土地占有量的多少；采用整體式或分離式路基、高路堤或高架橋、深路塹或隧道等不同線路通過方式，均會影響高速公路用地量[11]。另外，由于高速公路多在城鎮(zhèn)郊區(qū)布設，難免會占用耕地甚至是基本農(nóng)田，因此，在保證工程設計要求和合理用地數(shù)量的同時，應將節(jié)約用地作為重要的優(yōu)化指標，盡量減少土地占有量，利用各種技術創(chuàng)新少占或不占耕地，嚴格保護基本農(nóng)田。

2.2 高速公路節(jié)約用地評價

2.2.1 高速公路用地指標 為貫徹科學發(fā)展觀和節(jié)約集約用地的基本國策，提高土地利用率和嚴格保護耕地，加強對公路工程項目建設用地的科學管理，國家相關部門多次出臺公路用地控制標準，1999年建設部和國土資源部聯(lián)合下發(fā)《公路建設項目用地指標》，而后為了適應公路建設和發(fā)展的需要，交通運輸部聯(lián)合住房和城鄉(xiāng)建設部、國土資源部于2011年12月發(fā)布了新的《公路工程項目建設用地指標》。在國家標準的基礎上，部分省份也結合自身實際，制定了省級公路用地定額標準。本文以《公路工程項目建設用地指標》和《江蘇省公路建設項目用地指標》為基礎，結合高速公路工程解構與用地特點，從中提煉與用地面積直接相關的指標（表1）。

以路基部分用地面積為例，計算選定的高速公路路基用地時，通過路基寬度與線路里程的乘積確定相應的路基用地指標，其余各部分的計算方法與此相同。需要特別注意的是互通立交部分的面積計算，由于其型式復雜多樣、不同立交類型用地差異較大，需要針對不同型式分別選擇相應的用地指標進行計算。最后將各部分用地面積匯總即可得到高速公路的總用地量①為了更好地體現(xiàn)節(jié)約用地的目的，本文選取國家標準和江蘇省標準中較小者作為計算標準。。

表1 高速公路用地關鍵控制指標Tab.1 The key control index of highway land use

2.2.2 單項工程節(jié)地率 將高速公路各組成部分的實際用地面積與對照公路工程項目建設用地指標所得的計算值進行比較，得到高速公路單項工程節(jié)地率。

式1中，最小用地數(shù)量核定值以線路工程數(shù)據(jù)為基礎，對照比較有關標準得到單位用地面積最小值，再通過該值與實際用地數(shù)量間的比例關系確定單項工程節(jié)地率。該指標可作為判斷各組成部分節(jié)約用地程度的依據(jù)。

2.2.3 各用地部分對總面積的影響度 由于高速公路各組成部分的占地比例不同，因此分別計算具體評價案例中各組成部分的占地比例，采用平均值法得到各用地部分對總用地面積的影響值，即影響度指數(shù)。該指標可作為判斷各用地組成部分對總用地面積影響程度的依據(jù)。

2.2.4 高速公路綜合節(jié)地率 根據(jù)單項工程節(jié)約度和各單項工程的用地影響度，采用線性加權和公式計算特定高速公路的綜合節(jié)地率，計算公式為：

3 案例分析

3.1 案例概況

江蘇是中國東部沿海發(fā)達省份，省內(nèi)高速公路建設起步較早，截至2010年，已基本形成以“五縱九橫五聯(lián)”為框架的高速公路網(wǎng)體系，總通車里程達15×104km，蘇中、蘇北的高速公路網(wǎng)密度分別為2.23 km/100 km2、2.86 km/100 km2，蘇南經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的高速公路密度已經(jīng)接近發(fā)達國家水平。根據(jù)《江蘇交通運輸十二五發(fā)展規(guī)劃（2009—2015年）》，“十二五”期間，江蘇規(guī)劃新增高速公路里程1200 km，年占地約增加1200 hm2。

本文選取江蘇省境內(nèi)的寧宿徐公路盱眙南段（線路1）、G25馬壩至武墩段（線路2）、G15濱海至鹽城段（線路3）、濟寧至徐州高速公路 江蘇段（線路4）、G42南京至常州段（線路5）、常州至江陰高速公路（線路6）及G15灌云至響水段（線路7）等7條高速公路進行分析①依據(jù)相關線路建設的《可行性研究報告》和工程設計資料。（表2）。

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

3.2 數(shù)據(jù)分析

以《公路工程項目建設用地指標》和《江蘇省公路建設項目用地指標》為基礎，利用用地指標對照查表的方法，通過工程解構，按照路基、橋梁、立體交叉①由于立體交叉部分較為復雜，此處特細分為互通式立體交叉、分離式立體交叉和通道三部分進行分析。和沿線設施4大部分②隧道部分由于缺乏有關參考數(shù)據(jù)，無法進行計算分析。分別計算各案例用地情況，并計算各案例的單項工程節(jié)地率和綜合節(jié)地率（表3）。

表3 江蘇省7條高速公路節(jié)地率分析 單位：%Tab.3 The economical land use level of seven highways in Jiangsu Province unit：%

從表3可知，對高速公路用地量起決定性作用的是路基工程，因此在設計時應特別注意路基高度和斷面形式的選擇，一方面要盡量降低路基高度，另一方面斷面設計應適合當?shù)氐牡匦魏偷貏荩吰隆⒂猜芳纭⑺槁渑_要結合沿線實際合理布設。立體交叉工程用地僅次于路基用地，其中互通式立體交叉部分占地面積大、工程造價較高，在設計時應對地形、地質(zhì)、水文、水利及地下管線設施進行詳細調(diào)查，控制布設間距，合理選取布設型式，減少對土地的條塊分割，避免產(chǎn)生利用率不高的零散、劣質(zhì)地。其次是橋梁工程用地，設計時需合理確定橋位選擇、橋型方案、凈空標準、橋梁長度、孔跨布置，選用能夠降低上部高度的結構類型，降低橋面高程和橋臺填土高度以減少占地，在技術、經(jīng)濟條件允許的情況下還可適度提高橋隧比例。與前三者相比，沿線設施工程對高速公路用地的影響較小，設置時可根據(jù)交通需求、路網(wǎng)情況、服務需要、地形條件等因素統(tǒng)一規(guī)劃，合理確定間距、位置和規(guī)模，多利用荒山、荒坡、廢棄地，有條件時應與其他設施同址合建。

借鑒相關建設用地節(jié)約集約評價研究，本文將土地節(jié)約利用水平按照節(jié)地率0—30%、30%—50%、50%—70%、70%—90%和90%—100%分別定義為粗放、不節(jié)約、相對節(jié)約、節(jié)約和過度節(jié)約。從綜合節(jié)地率角度分析，作為研究案例的7條高速公路均處于相對節(jié)約狀態(tài)。從各單項工程節(jié)地率看，研究案例中橋梁工程節(jié)地率較高，基本在70%—90%之間，處于節(jié)約狀態(tài)；路基和通道的節(jié)地率適中，分別在60%—70%和40%—60%之間波動，表明路基用地基本處于相對節(jié)約狀態(tài)，通道用地處于不節(jié)約或相對節(jié)約狀態(tài)；分離式立交由于案例較少，難以反映節(jié)約用地情況，故不作討論；互通式立交節(jié)地率波動比較大，在大多數(shù)案例中處于不節(jié)約甚至是粗放狀態(tài)；沿線設施的節(jié)地率較低，在10%—30%之間擺動，用地處于粗放狀態(tài)。研究結果表明，在一定程度上，江蘇省高速公路建設中對于各項工程用地的節(jié)地控制尚未完全到位，還存在一定的節(jié)約用地空間。

4 結論與討論

本文從高速公路工程解構角度出發(fā)，通過節(jié)約用地評價，分析江蘇省7條高速公路的用地情況。結果表明，目前江蘇省高速公路用地總體處于相對節(jié)約狀態(tài)，但各組成部分用地的節(jié)約水平差別較大，有待進一步完善。

在國家強化建設用地節(jié)約集約利用和出臺相關用地指標的背景下，土地管理部門應加強對高速公路工程節(jié)約用地的管理，在規(guī)劃管控、前期論證、先行用地、預審批復、批次報批等方面，從嚴把好項目用地申請、審批關口，從設計階段抓起，鼓勵采用新工藝、新技術，大力推廣先進節(jié)地技術，如降低路基填土高度、減小中央分隔帶寬度、控制互通規(guī)模、合理利用老路、服務區(qū)重新設置等做法，加強項目建設用地管理，促進高速公路節(jié)約用地。

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