高速公路(Expressway)是指单向最少设置两个车道,并设置中央分隔带,全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施,全部控制出入,专供汽车高速行驶的公路。高速公路平均日设计交通量宜在15000辆小客车以上。高速公路属于高等级公路,其建设情况反映着一个国家和地区的交通发达程度,乃至经济发展的整体水平。
世界各国的高速公路没有统一的标准,命名也不尽相同。尽管各国各地区对高速公路概念的表述不尽相同,但"汽车专用”“各行其道"和"控制出入"三个要求是共同的。此外,有不少国家对部分控制出入口、非全部采用立体交叉的直达干线也称为高速公路。国际道路联合会在历年的统计年报中,把直达干线也列入高速公路范畴。
德国是世界上最早修建高速公路的国家。第一条高速公路出现于1929~1932年,德国修建了大约20km长的科隆—波恩德高速公路,这是符合现代高速公路标准的第一条高速公路。到目前为止,全世界已有80多个国家和地区修建了高速公路,总里程达到26万公里。高速公路保证了汽车能高速、连续、安全和舒适地运行,对提高汽车运输在综合运输中的地位和作用产生深远的影响。就世界范围来看,高速公路已发展到了一个比较成熟的阶段。无论其主体工程还是配套设施的发展都已经相当完善,一些发达国家越来越重视高速公路的安全性、信息化管理、环境和景观等问题,并正向以计算机技术、现代通信技术和现代控制技术为基础的智能交通系统发展。
发展历程
20世纪 20~30年代,随着新兴工业化国家汽车工业的蓬勃发展,对公路提出了高速的要求,也为高速公路的出现提供了发展动力。1832年,焦油沥青路面第一次在英国出现。随着混凝土、沥青混凝土在公路中的使用,高速公路建设正式拉开了帷幕。德国是修筑高速公路最早的国家,首先于1931~1942年间修筑了长达3860千米的高速公路网。美国于1937年开始修筑宾夕法尼亚州收税高速公路,长257千米。20世纪50年代中期以后,一些工业发达国家,如意、荷、英、法、比、奥和日本等国家也竞相大规模修筑高速公路。
主要发达国家高速公路发展历程
符合现代高速公路标准的第一条高速公路是德国在1929~1932年间建造的大约20km长的科隆一波恩高速公路。此后,德国通过了一系列法律来促进高速公路的建设。二次世界大战以后,联邦德国将原"帝国高速"公路改称为"联邦高速公路",随着联邦德国经济社会的不断发展,高速公路网络建设需求也不断提高。截止2020年,德国公路总里程约83万公里,其中城际公路网全长23万公里,联邦高速公路超过1.3万公里。
美国
1916年,美国国会制定了联邦资助公路法案,全美开始发展高速公路。1937年,美国在加利福尼亚州建成第一条11.2km长的高速公路。1956年美国建立了"全国州际与国防高速公路系统"方案,规划建设总长度为6.6万公里的高速公路。经过连续30多年的建设,至20世纪80年代末,美国高速公路里程超过8.5万公里,1999 年进一步达到8.87万公里。目前美国高速公路总长达到了10 万公里,公路四通八达,有“轮子上的国家”之称。
加拿大
第二次世界大战后,加拿大的经济迅速发展,国家对公路运输的需求越来大,要求越来越高。1949年,加拿大政府通过了《横贯加拿大公路法》计划修建7725km的干线公路。1967年,加拿大开始修建多车道,分道行驶的高速公路。1971年,加拿大干线公路建成通车,其中不少路段是高速公路。1995年底,加拿大高速公路里程程达1.6万km。到2020年底,这一数字已经到3.8万km。
日本
日本高速公路建设起步较晚,第二次世界大战以后日本开始高速公路建设。日本于1957年颁发了"高速公路干道法",开始了本国高速公路建设的进程。至2020年日本的高速公路里程已达8922.9公里,主要的干线公路已基本完成高速化。日本也是世界上公路密度最高的国家之一,面积密度约3km/km²。
法国
法国高速公路建设起步于1948年,到1997年已建成高速公路9140km,仅次于德国,名列欧洲第二位。1994年法国制定了15年的高速公路建设计划,截至2020年,法国高速公路总里程达1.2万km以上。
中国高速公路发展历程
中国的高速公路发展比西方发达国家晚近半个世纪的时间,从20世纪80年代末开始起步,经历了80年代末至1997年的起步建设阶段和1998年至今的快速发展阶段。
起步建设阶段
改革开放初期,随着中国国民经济的快速发展,公路运输需求持续增加。1988年上海至嘉定高速公路建成通车,结束了中国大陆没有高速公路的历史;1990年,被中国誉为“神州第一路”的沈大高速公路全线建成通车,标志着中国高速公路发展进入了一个新的时代;1993年,中国建成的京津塘高速公路是其国内第一条利用世界银行贷款建设的、跨省市的高速公路。1992年,中国交通部制定了“五纵七横”国道主干线规划并付诸实施,为中国高速公路持续、快速、健康发展奠定了基础。
快速发展并超越阶段
进入1999年以后,中国开启了高速公路大发展。1997年底,中国建成高速公路里程突破1万公里,2002年年底,中国高速公路通车里程一举突破2.5万公里,位居世界第二位。2003年底,中国高速公路通车接近3万公里,2007年达到5.39万公里,2008年底已突破6万公里。2012年年底,中国高速公路通车总里程达9.6万公里,首次超越美国跃居世界第一。2021年年底,中国已建成高速公路为16.91万公里,截至2022年底,建成高速公路里程数已刷新至17.7万公里,继续稳居世界第一。
世界各国的高速公路命名情况
基本组成
道路设计
车道宽度
车道宽度是为了保障车辆安全、顺适通行而研究确定的车道几何宽度(值)。车道宽度是根据设计车辆的最大宽度,加上错车、超车所必需的余宽确定的。车道宽度应该满足设计车辆正常安全行驶的需要。对于双车道公路,车道宽度应满足错车、超车行驶所必需的余宽。对于四车道及以上公路,车道宽度应满足车辆并列行驶所需的宽度。车道宽度与公路设计速度相关,速度越高则需要的宽度越大(主要是需要的侧向余宽越大)。据调查,世界各国相同设计速度的车道宽度基本是一致的。
车道数量
高速公路和一级公路的车道数应依据其交通量和设计通行能力确定。高速公路和一级公路的车道数不应少于四条,增加车道数时,应两侧对称增加。互通式立交桥、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理设施等的出入口处,高速公路应设置加(减)速车道。
路基路面
路基路面应根据公路功能、技术等级、交通量,结合沿线地形、地质及路用材料、气候等自然条件进行设计,保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。路面面层应满足平整和抗滑的要求。路基路面结构应遵循整体化设计原则。
桥涵
桥涵应根据公路功能、技术等级、通行能力及防灾减灾等要求,结合水文、地质、通航和环境等条件进行综合设计。桥涵应按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则,考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素,进行全寿命设计。桥涵应与自然环境和景观相协调。
隧道
隧道应根据路网规划、公路功能需要,遵循安全、耐久、经济、节能、利于保护生态环境的原则,结合隧道所处地区的地形、地质、施工、运营、管理等条件进行设计。 隧道选址必须对该区域的自然地理、场地与生态环境、工程地质、水文地质、气象、地震等进行勘察,取得完整勘察基础资料,经技术经济论证后确定。
路线交叉
高速公路与各级公路交叉应完全限制接入,所有节点应采用立体交叉,入口和出口匝道的接入间距和数量应受到严格控制。
互通式立交桥分为枢纽互通式立交和一般互通式立交,设置应符合下列规定:
相邻互通式立体交叉的间距不宜小于4km。受地形条件或其他特殊情况限制,经论证相邻互通式立体交叉的间距需适当减小时,其上一互通式立体交叉加速车道终点至下一互通式立体交叉减速车道起点之间的距离不得小于1000m,且应进行专项交通工程设计,设置完善、醒目的标志、标线和警示、诱导设施。相邻互通式立体交叉的间距小于上述规定的1000m最小值,且经论证必须设置时,应将两互通式立体交叉合并设置为复合式互通式立体交叉。
相邻互通式立体交叉的最大间距不宜大于30km。在人烟稀少地区,其间距可适当加大,但应在适当位置设置"U形转弯"设施。
互通式立体交叉与服务区、停车区、公共汽车停靠站、隧道等其他重要设施之间的距离应能满足设置出口预告标志的需要。
出入口是匝道与主线的连接部。相对主线而言,驶离匝道与主线的连接部为出口,驶入匝道与主线的连接部为入口。
安全保护设施
交通安全设施对避免交通事故的发生、减轻事故的严重程度、排除各种纵向和横向干扰、促使车辆平滑运行等起着非常重要的作用,有助于提高道路的服务水平。此外,交通安全设施也是道路景观的重要构成要素。高速公路交通安全设施主要包括护栏、防眩设施、隔离封闭设施、视线诱导设施、桥梁护网以及交通标志与标线等。
护栏
安全护栏是为防止高速公路车辆驶出路外或闯人对向车道,而沿高速公路边缘或在分隔带上设置的一种安全防护措施,是一种重要的交通安全设施。护栏的设计要求为:①阻止车辆越出路外,对于中央分隔带护栏而言,它阻止车辆穿越中央分隔带而闯入对向车道;同时,还防止车辆从护栏板下钻出,或将护栏板冲断。②护栏应能使车辆回复到正常的行驶方向。③发生碰撞时,对乘客的损伤为最小程度。④诱导驾驶员的视线。
防眩设施
防眩设施是设置在高速公路的中央分隔带上,夜间行车防止对面车辆前照灯眩目的构造物。防眩设施的作用主要是为了降低会车时眩光对驾驶员的影响,因而设置位置在中央分隔带上。防眩设施的遮光有两种:一种是使车辆的前照灯的灯光完全照射不到对向行车或照射到的光线很少,此种属于全部遮光;另一种是部分阻挡车辆的前照灯的灯光,此类属于部分遮光。防眩设施按构造可分为防眩板、防眩网、植物防眩三种形式。
隔离设施
又可称为隔离栅,它是随着修建全封闭、全立交的高速公路而出现的,是为了阻止人畜进入高速公路,防止非法占用公路用地的基础设施。它可有效地排除横向干扰,避免由此产生的交通延误或交通事故,保障高速公路效益的发挥。隔离设施的分类
1)按构造形式分类,可分为钢板网、编织网、电焊网、刺钢丝网、常青绿篱和隔离墙等。
2)按立柱断面形式分类,可分为直缝焊接钢管立柱、型钢立柱、Y形立柱及混凝土立柱等。
3)按防腐形式分类,可分为热浸镀锌、热浸镀铝、浸(涂)塑隔离栅。
4)按安装方法分类,可分为整网连续安装和分片式组合式安装。
视线诱导设施
视线诱导设施是沿车行道两侧设置,用于明示道路线形、方向、车行道边界及危险路段位置,诱导驾驶员视线的设施。视线诱导设施按功能可分为轮廓标,分、合流诱导标和线形诱导标。轮廓标以指示道路线形轮廓为主要目标;分、合流诱导标以指示交通流分合为主要目标;线形诱导标以指示或警告改变行驶方向为主要目标。它们以不同的侧重点来诱导驾驶员的视线,使行车更趋于安全、舒适。
交通标志与标线
道路交通标志是用图形、符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息,用于管理交通的设施。高速公路上常见的交通标志有:①警告标志;②禁令标志;③指示标志;④指路标志;⑤旅游区标志;⑥作业区标志;⑦告示标志。
道路交通标线是由标划于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施,可以与交通标志配合使用或单独使用,以管制和引导交通。高速公路上常见的交通标线的分类有:
按设置方式分类:①纵向标线:沿高速公路行车方向设置的标线;②横向标线:垂直于高速公路行车方向设置的标线;③其他标线:字符标记或其他形式标线。
按功能分类:①指示标线:指示高速公路行车道、行车方向、路面边缘等设施的标线;②禁止标线:告示高速公路交通的遵行、禁止、限制等规定的标线;③警告标线:促使车辆驾驶员提高警觉,准备防范应变措施的标线。
服务设施
高速公路服务区可以及时满足驾驶员的生理和心理需求,缓解连续高速行驶带来的疲劳和紧张,并及时给车辆加油、加水,或进行维修检查等,使车辆处于良好的技术状态。服务设施包括服务区(加油站、汽车维修部、休息室、小卖部、食堂、厕所等)、停车区(停车场、电话亭)、辅助设计(养路站、园地)和公共汽车停车站等。
高速公路服务区的规划选址主要考虑以下原则:
(1)符合高速公路网规划的总体布局,服从道路设计大局;
(2)充分考虑用户需求,加强人性化设计;
(3)尽可能结合收费设施和管理设施建设,避免土地资源和投资的浪费;
(4)与邻近城镇开发区的发展规划相协调,避免占用城镇开发区的规划用地;
(5)服务区平均间距应为50km,停车区平均间距为15~25km。
高速公路服务区的总体规模是由广场、停车场、道路、园林绿化、服务建筑(包括餐厅、商场、旅店、厕所、加油站、车辆修理所、管理办公室等)、附属设施(包括变配电站、供水设施、污水净化处理、信息服务等)各个服务单元设施的规模综合确定的。
各服务单元的规模和组成主要根据设计停车车位数,并综合考虑服务需求和服务等级、地形地貌和环境条件、土地资源和投资状况等因素进行匹配计算。而每一侧的设计停车车位数可以以通车10年后的预测交通量作为设计交通量计算得到。
停车区是为满足驾驶员生理上的要求,并解除疲劳和紧张所需要的最小限度的服务设施。停车区内设置公共厕所、长凳等设施和少量停车车位。一般在停车区内不设加油站,但是当服务区的间隔长或由于其他特殊条件而必需时,可以设置。停车区与服务区或停车区之间的间隔宜为15~25km。
技术标准
各国差异
德国的部分道路没有速度限制,只设置了建议速度 130 公里/小时的标志。阿拉伯联合酋长国规定的最高允许速度 为 160 公里/小时。保加利亚、波兰和美国德克萨斯州,以 140 公里/小时的速度行驶是合法的。在美国,各州的限速从 60 英里/小时(97 公里/小时)到 85 英里/小时(135 公里/小时)不等。美国大多数州,最低速度为64-72 公里/小时。乌克兰法规规定高速公路的最低速度为 40 公里/小时。
典型技术标准
特点优势
特点
行车道多
行车道是指供各种车辆纵向排列、安全舒适行驶的公路带状部分。高速公路车道数根据预测的通行量和设计的通行能力决定,高速公路车道大多为4车道、6车道、8车道或者更多。
汽车专用
高速公路对交通实施限制,只提供具有一定行驶速度的汽车通行。不仅做到汽车专用还对某些机动车(如农用车、装载危险品等特殊货物的车辆等)也做出了限制,排除了混合交通相互干扰大,不安全,又影响车速的缺点,能够充分发挥高速公路的总体效率。高速公路对向车道间设有较宽的中央分隔带,同向车道也严格划分功能,车辆能做到有序行驶。
行车速度高
高速公路设计行车速度,不同地区、不同国家都不一样。欧洲各国普遍的限速标准(maximum speed limit)是130公里/时,而英国是112公里/时。德国高速公路没有普遍的速度限制。中国高速公路设计大多为80km/h、100km/h、120km/h等级。
设施完善
高速公路有固定的出入口,采用全封闭、全立交,路段两侧均设置禁入栅,交叉口全立交,运行的汽车少受到外界的影响,保证了行车的速度和安全。高速公路沿线路设置了许多附属设施,如高速服务区、安全设施(防撞护栏、防眩板、反光标志等)、监控设施、紧急电话等。完善的中央隔离带减少了对向来车冲撞的可能性,增加的安全设施也提高了行车的安全感跟舒适度。
通行能力大
高速公路受地形、地质等条件限制外,设计速度均在80km/h 以上,而且由于全封闭、全立交,车辆实际运行车速得到了很好的保证,车辆通常都能连续、高速行驶,车速的提高也带来了通行能力的提高。一条四车道的高速公路日通行能力是一般公路的一倍以上。高速公路全封闭的管理和路线线形标准的提高,使车辆排除了交叉口和横向的干扰,行车的安全性大大提高。据统计,欧美国家高速公路事故率、死亡人数和事故费用分别为普通公路的1/3、1/2和1/4。高速公路具有较高的行车速度,可以降低单位车公里油耗及机械损耗,使运输成本降低,效益提高。据有关资料统计,高速公路每车公里的油耗和运费比普通公路可分别降低25%和53%。
优势
高速公路建设具有投资拉动作用以及建成通车后交通条件的改善对地区经济的促进作用。高速公路的建设对所在地区乃至整个国家的国民经济会产生深远的影响。
促进经济发展
高速公路的快速发展,大大缩短了省际之间、重要城市之间的时空距离,加快了区域间人员、商品、技术、信息的交流速度,有效降低了生产运输成本,在更大空间上实现了资源有效配置,拓展了市场,对提高区域竞争力、促进国民经济发展和社会进步都起到了重要的作用。高速公路的建设需要投入大量的资金,同时要消耗许多原材料,如钢铁、水泥、木材、石料、沥青等。大规模的建设将带动这些相关产业和劳动力市场的发展,从而促进经济发展。高速公路的建设和运营,为沿线城市产业经济带的形成和发展提供了前提条件,诱发了特色产业的崛起和产业群的聚集,形成了新的国民经济增长点,为地区经济的发展发挥了重要作用。高速公路的大力发展必将带动沿线地区经济的蓬勃发展。法国巴黎到里昂高速公路建成后,沿线出现了许多新的集镇,为带动就业和扩大市场提供了条件。
促进城镇开发
高速公路的建设,缩短了城市之间的时空距离,进一步密切了沿线各地市间的联系,使之成为各具特点、优势互补的有机整体,从而改善了投资环境,增强了招商引资力度,促进了对外开放。修建高速公路后,大城市和乡村的时间距离大大缩短,有利于大城市中的工业和人口向郊区及附近的中小城市分散,从而缓和大城市压力,同时又促进了乡村地区的发展。
重要军事作用
高速公路能满足现代战争紧急集中和疏散的需求,快速反应调动部队和军事装备,集中或疏散物资和人员。当今世界很多国家都把高速公路建成应急机场,增强国家交通的应急能力和军事威慑力。高速公路的技术性能对于战时交通保障、后勤保障乃至整个战争全局具有重要意义,其战时安全备受重视。
未来发展
高速公路网络国际化
随着全球和区域经济一体化的发展,为了更好地发挥高速公路的效益,加强国际之间的公路运输联系,一些发达国家正在把主要高速公路连接起来,逐步构成国际高速公路网。其中已经规划和正在实现的包括:(1)欧洲高速公路网。(2)欧亚大陆公路。(3)泛美公路网。(4)亚洲公路网。
高速公路网络智能网
高速公路未来的发展趋势是数字化、智能化、网联化和绿色化。“未来智慧高速”是基于GIS+BIM技术,实时接入展示动态、道路能见度、交通参数、视频图像、交通事件等,进行预警和控制,展示外场设备的建设信息、养护信息和运行状态数据,实现设备自动巡检和实时在线状态评估;用物联网技术打造服务区智慧建筑管理平台,实现服务区设备维护、能耗管理、环境监控等综合管控;无人机4K高清视频+5G传输在高速公路运营管理中试点应用,实现视频监控盲区覆盖,应急状况下现场视频获取、语音诱导。
参考资料
走出去公共服务平台.商务部“走出去”公共服务平台.2023-06-11
大道通畅天地新——党的十八大以来高速公路发展成就综述.中华人民共和国交通运输部.2023-04-21
截至2022年底综合交通运输网络总里程超600万公里.中国政府网.2023-04-21
双语周刊.全国图书馆参考联盟.2023-04-22
Transport Topics.全国图书馆参考联盟.2023-04-22
沿着高速看湖南丨武深高速:拉动湘东发展的红色经济链条.今日头条.2023-04-22
全国首条未来高速公路上线.今日头条 .2023-05-20
创新和引领未来高速公路智能化建设!江苏“未来智慧高速”方案启动实施.今日头条 中国江苏网.2023-05-20