学園西大通り（がくえんにしおおどおり）は、筑波研究学園都市の都市計画道路である。都市計画道路の路線名は、「研究学園都市計画道路 3・2・3号 学園西大通り線」および「竜ケ崎・牛久都市計画道路 3・2・39号 学園西大通り線」。筑波研究学園都市の主要幹線道路として整備された4 - 6車線の通りである。学園中央通り・学園東大通り・土浦学園線・学園北大通り・学園南大通りと共に整然とした格子状の幹線道路網を形成する。また、牛久市の牛久北部・東下根地区再開発の基軸道路としても機能している。つくば市小野川 - 春日までの区間において、研究施設・大学・ガソリンスタンドなど一部の施設を除き、道路沿いの施設に車が直接入ることはできず、脇道より進入するような構造に一部制限されている。そのため信号数を抑えることができた。北は学園東大通りより分岐し、学園東大通りと2kmほど離れて平行に走り、筑波研究学園都市を抜けるとひたち野うしく駅をアンダーパスでくぐり、阿見町実殻で道路はとぎれている。都市計画によれば、阿見町中央部方面へ延伸の予定であり、付近の住宅地造成工事とあわせ、現在も少しずつ延伸されている。国土交通省系の研究機関（土木研究所・国土技術政策総合研究所・国土地理院）・国立環境研究所・公害研究所などが学園西大通り沿いに所在している。また、学園東大通りとの間には、筑波大学筑波キャンパスや産業技術総合研究所などの各種研究機関があり、つくばエクスプレスつくば駅があるつくばセンター地区も含まれるなど、筑波研究学園都市の施設が集中している。西大通りの街路樹は、1975年（昭和50年）から1982年（昭和57年）にかけて植栽されたもので、自然と都市が調和する街として県内外より高い評価を受けており、その種類は次のとおりである。学園西大通りを象徴するユリノキの街路樹は、1995年（平成7年）から倒木や枯死が目立ち始めたことがあり、2000年（平成12年）7月に襲った台風3号のおりには、強風で高さ20mのユリノキが倒れて学園西大通りを全面通行止めさせる被害が出た。その後、茨城県土浦土木事務所が行った調査で、腐朽菌の寄生や植樹帯の狭さが原因による根腐れのため倒木や枯死の危険があることが分かり、緊急対策として国道354号以北のユリノキ81本が伐採された。

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