重建更重养的苏式养护

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自“十五”以来，在交通运输部组织的3次全国干线公路养护管理检查中，江苏高速公路养护质量和管理水平始终位居全国前列。根据2010年至2018年统计数字显示，江苏高速公路PCI基本保持在95%以上。在成网规模、高速公路密度、高速公路养护与管理工作走在全国前列的同时，江苏高速公路发展已从基础设施建设高峰期转向平稳发展的养护期，工作重点也已从基础设施建设逐步向科学养护、信息化管理及提高服务质量转变。

精细化养护成就高速公路高质量发展

江苏高速公路建设时间较早，1992年6月14日，江苏省首条高速公路——沪宁高速公路江苏段正式开工；1996年11月28日，全长248.2公里的江苏段正式通车。以沪宁高速公路江苏段建成通车为标志，江苏高速公路实现“零”的突破。此后，江苏高速公路驶上了快速建设的发展道路。截至2018年年底，江苏高速公路里程累计4084公里。随着高速公路使用年限的延长，江苏省路网总体趋于“老龄化”，通车时间大于10年以上的高速公路达75%，后期养护面临的技术和资金压力日益增加。

养护压力上升

“三分建、七分养”，随着江苏高速公路路网的日臻成熟，江苏高速公路养护管理压力快速上升，在当前和今后一段时期，江苏高速公路建设面临着现实的矛盾：随着路面性能不断衰减和交通荷载不断增长，如何让现有结构适应不断增长的交通荷载？随着路龄越来越长和轴载累积问题越来越大，如何选择养护设计指标和标准？在养护作业和通行同时存在的情况下，如何保证养护质量和提高养护效率？

表1 江苏省不同开通年限内的高速公路所占比率及里程

事实上，高速公路路面总是处于一种动态性和不确定性，不能用静态或孤立的数据反映路面实际状况。在路面性能逐步衰退及交通量不断增长的情况下，需要找到一个相对平衡状态。

一直以来，高稳定性及结构强度都是影响路面适用性最关键的因素。针对当前江苏高速公路面临的主要问题——车辙变形，提升路面高稳定性迫在眉睫。同时，面层与面层之间的脱空现象，车辆超载，以及周围环境中的水等，都会对路面造成很大程度的破坏。

保持路面结构对运行环境的适应性，也是路面养护管理的重点之一。在这方面，主要是要找到路面结构性能和运行环境的最优组合，其中路面结构性能主要包括高温稳定性、低温稳定性、疲劳性能、结构强度；运行环境主要包括交通量轴载和环境气候。延长路面使用寿命，主要是通过精准化养护，保证基层、下面层耐久；中面层稳定、尽量不损坏；上面层周期性维修。

而在路面使用时间方面，则需要考虑高速公路还能使用的年限，以及基层面层处于的具体状况。从目前高速公路使用的时间来看，基层真正损坏的时间较短，一般需要通过中面层维持稳定，这样才能使得整个路面结构长期处于稳定状态。

信息化赋能苏式养护

早期江苏高速公路路面在养护时，没有改善沥青性能，使用的主要是微表处技术，导致车辙开裂情况比较严重。另外，江苏高速公路路面还面临抗滑衰退、横缝两大问题。针对以上情况，自2010年后，养护单位开始逐步使用其他养护方式解决车辙问题。目前，江苏高速公路推广的养护方式为精铣刨重铺、就地热再生、薄层罩面；铣刨重铺是较传统的养护方式。

在通过长期探索和实践后，江苏交通控股有限公司（简称“江苏交控”）提出了苏式养护。苏式养护的内涵为基层耐久、中层稳定、面层舒适，主要包括重视路面性能检测、重视养护信息化建设、重视养护技术研发、贯彻预防性养护理念。重视路面性能检测，是以自动化检测为主，根据养护需求制定检测方案；重视养护信息化建设，是要全面应用路面养护管理决策支持系统，成立路面数据中心、沥青质量检测中心等；重视养护技术研发，是以问题为导向，不断开发新的养护技术和材料；贯彻预防性养护理念，是要求实施以目标为导向的预防性养护理念。

现代信息化技术的发展为苏式养护提供了基础，通过信息化技术深耕苏式养护，可以掌控整个路面的发展状态和发展趋势。为做好路面养护，在数据积累方面，江苏交控从2000年以来，通过近20年的摸索，开发了基于GIS和WEB的路面管养大数据智能决策系统平台。该平台主要包括建设数据、交通数据、监测数据、养护数据、性能数据、巡查数据、环境数据几大方面。依据该平台，可以精细化分析路面状况，实现对路面的信息化管理。此外，江苏交控还基于对大数据的分析，建立了路面性能神经网络预测模型，实现路面养护的智能化决策。

目前，江苏高速公路很多数据都通过自动化连续采集，例如在分析路面状况时，一般以100米为单元，在100米的单元里，利用大数据可以详细分析每年养护指标动态变化情况。

历经10年发展，江苏交控通过运用信息化技术，持续研发升级养护管理体系，建立了智能决策系统平台，以及路面数据库（建设、交通轴载、性能、养护、环境），积累了大量的路面全过程数据。江苏高速公路利用这些数据可以进行数据校准、规律分析、指标和标准评价、养护效果评估、养护指标设计、回溯归纳总结，以大数据助力精准化养护，实现路面养护的科学化、智能化和可持续化。

苏式养护的目的

预防性养护保障跨江大桥全寿命健康

“修面层、保中层、稳基层”的苏式养护理念

长江江苏段干流总长约430公里，是江苏省乃至全国的重要经济走廊，在空间上将江苏省划分为江南、江北，过江通道是江苏省南北沟通、融合发展的关键纽带。截至2018年年底，江苏省已建过江通道14座，过桥日均流量达70万辆。由江苏交控运营的5座跨江大桥——江阴大桥、润扬大桥、崇启大桥、苏通大桥、泰州大桥，日均合计过桥流量达29.7万，货车比例平均为28%，其中苏通大桥日均流量达10万，江阴大桥日均流量达9.21万，高峰流量达16万，仅江阴大桥累计通行已超3亿3千万辆。

苏式养护主要技术

养护需求差异化

目前，江苏省跨江大桥养护主要面临3个难题：首先，养护队伍建设不足，养护经验缺乏。缺乏专业养护队伍，专业人才储备不足；缺乏面向特大桥养护管理者和操作者的检查、诊断、评估、维修手册。其次，养护手段不多，缺乏针对性评估体系。缺乏先进检测设备，隐蔽部位、易损部位、深层病害等无法定量检测；缺乏跨江大桥针对性的评估体系。同时，养护和行车双重安全协调困难。在超大流量情况下，养护作业限制条件多、时间紧，安全风险大，需要有效协调和处理养护作业和车辆通行双重安全的矛盾和冲突等。

5座大桥建成时间不同，暴露出来的养护需求也不同。江阴大桥、苏通大桥、润扬大桥、泰州大桥建成的时长分别为20年、11年、15年、7年。另外，5座大桥的结构形式也不相同。江阴大桥是我国第一座跨径超越千米的特大型钢箱梁悬索桥；苏通大桥是国内第一座大陆地区跨千米的斜拉桥。不同时期建设的钢悬梁桥，有着不同的通车条件，这使得它们的养护管理既面临共性问题，也面临个性问题。共性问题主要包括钢箱梁疲劳、钢桥面铺装、缆索系统维护、附属结构维护等；个性问题主要包括主缆除湿系统纵向弹性索维护、钢中塔防护、斜拉索高频颤振等。

钢桥面铺装养护成效显著

江苏高速公路路面大型养护施工现场

表2 江苏省不同类别的桥梁数量

江苏交控一直坚持“构件可靠、部件耐久、结构安全”的跨江大桥养护理念。在20年的桥面养护管理中，桥面铺装一直是国内大跨径桥梁养“铺装层—桥面板”协同作用，探索应用新型铺装层材料和结构，双重提高桥面板和铺装层的耐久性。江苏交控主要结合润扬大桥超高性能混凝土开展了创新性养护研究，从2018年12月开始，到江阴大桥、苏通大桥封闭交通集中养护的半年时间内，润扬大桥交通量巨增，没有出现异常情况。

科学制定钢箱梁养护流程

除了钢桥面铺装，江苏交控在跨江大桥钢悬梁抗疲劳性能方面也开展了相关探索性工作。2011年，江阴大桥在通车12年后，在桥梁巡查中发现了第一条焊缝疲劳裂纹；2018年，苏通大桥在通车10年后，在桥梁巡查中发现了第一条焊缝疲劳裂纹，由于自身工作人员专业技术水平有限，江苏交控邀请专业单位通过目测智能探测超声波的方法检测两座桥梁，先目视或用放大镜检测，对有疑问的部位进行磁粉检测，对U肋嵌补段焊缝重点进行超声波检测。超声波检测主要包括两座桥重车道5号至2号U肋，每年检测17个梁段，5年一周期。

检查发现江阴大桥过焊孔处的疲劳裂纹（包括DU和U）数量占裂纹总数的96%以上。苏通大桥纵桥向分布较均匀，横桥向集中于重车道和行车道；跨中区域的实腹式——桁架式过渡区域开裂数量多；纵桥向数量较少，横桥向集中于重车道和行车道。

自发现裂纹开始，江苏交控联合科研院所围绕疲劳裂纹开展了多项课题研究，涵盖裂纹检查、评定、修复、新技术应用等成套技术，并对裂纹选用的多种不同维修方法进行对比。确定钢箱梁疲劳的重点部位，制定了科学合理的钢箱梁检测方法与流程，为钢箱梁主动养护、有针对性的检测等工作提供技术支撑。通过应用气动冲击新技术，确定了止裂孔的钻孔时机、合理止裂孔径、钻孔孔位、钻孔角度，以及补焊的修复时机、焊缝打磨。

采用不同主缆防护体系

在探索大跨径缆索承重桥梁养护策略时，江苏交控针对不同桥梁的特点采用了不同的主缆防护体系：江阴大桥采用“锌粉膏腻子+圆形缠丝+表面防腐涂装”；润扬大桥采用“S型缠丝+表面防腐涂装+主缆除湿系统（日本进口）”；泰州大桥采用“S型缠丝+表面防腐涂装+主缆除湿系统（国产）”。

江阴大桥在建桥初期主缆防护体系薄弱，使用不久便出现了针孔、粉化和脱落等病害，并有渗水现象。2006年，江苏交控在主缆原有防护体系的基础上加裹一层HM106密封剂，提高了主缆防护等级，有效防止了外部水分进入。

2013年1月，江阴大桥实施了国内首次主缆开缆检查，结果显示底部1/3圆周范围内存在轻度锈蚀现象。实时监测数据显示主缆内部的湿度长期达到96%以上，在低温情况下，有冷凝水从观察窗的泄水孔滴出。针对检查结果，江阴大桥在国内首次引进了既有悬索桥增设主缆除湿系统，主缆除湿系统于2014年12月安装完成并投入试运行。该系统已有防护结构的强度，并满足密封性要求，既有悬索桥主缆除湿系统送气压力达到3400帕。经过一年时间，江阴护的重点和难点。

由于超大流量、重载交通等不利因素，早期钢桥面铺装频繁损坏。针对5座桥梁的桥面铺装，江苏交控开展了有效地探索性研究，完成多种结构类型和形式铺装层实桥试验，不断摸索确定适应现阶段使用条件的铺装层结构。这项研究主要以江阴大桥为背景，同时结合泰州大桥和苏通大桥。江阴大桥桥面铺装采用一层50毫米浇注式沥青混凝土，通车不到3年，逐渐出现纵横向裂纹、塑性变形等大面积结构性破坏。针对这种情况，江苏交控于2004年组织开展了6种方案13个区段的试验，包括原有铺装沥青的改进，不同厚度不同的组成形式，采用“下层浇注+上层环氧”，解决了浇注式沥青混凝土车辙、推移、脱层等重大病害问题。其中“下层浇注+上层环氧”成功推广应用于泰州大桥，服役至今7年状况优良；“双层环氧”为苏通大桥、杭州湾跨海大桥、南沙大桥等十几座大跨径桥梁铺装层结构选型提供了借鉴。

江苏交控探索了预防性养护的方法，让桥梁病害来得晚些、让桥梁寿命更长。预防性养护主要通过桥面温度场、车道荷载、桥面板应力等多角度数据监测，掌握铺装层特性，指导养护决策。同时，开展桥址所处环境温度与桥梁结构温度监测，动态荷载数据的建设，铺装钢桥面复合机构等方面的研究工作。

创新性养护研究主要采用超高性能混凝土，加强桥面钢，提升铺装性能。创新性养护考虑大桥湿度降低到45%以下。

2009年，在发现江阴大桥轴套磨损导致吊索异响后，江苏交控于2012年研发了镶嵌自润滑锡青铜材料，新型轴套寿命达30年，是原DU材料轴套材料的3倍。同时，在2009年至2012年期间，江阴大桥更换了52根短吊索，形成了成熟的“单吊点”施工工艺；提出了“多吊点”方案，通过有限元计算和现场更换，确定了适用于江阴大桥不同长吊索更换的方法，并成功更换。

为了更好地了解吊索使用了近20年后的性能，为后期换索提供依据，江苏交控通过对换下的实索制作了3根试验索，完成相关性能试验，了解吊索现状能否满足现行《公路悬索桥吊索》的要求, 并评估现役吊索的结构状态。

苏式养护措施

苏式养护的未来之路

目前，江苏省已进入大规模公路老龄化时期，面临着重大养护任务，加强公路养护已成为江苏省公路发展的当务之急。未来，公路养护将成为我国公路行业发展的“主战场”，养护路面检测智能化、养护设备的一体化、养护材料的节能环保、路面结构材料的新型发展等，都将进一步提升。

对于高速公路养护未来的发展，应从三个方面考虑：确定路面养护的设计标准，包括确定养护设计年限，以及确定结构性能、混合料性能和施工质量标准；研究快速检测与诊断技术，尤其应注重路面结构内部状态的检测手段与诊断技术，并注重路面疲劳性能评价方法研究。注重绿色可持续养护，尤其应注重新型绿色耐久性养护技术与材料研发。绿色养护技术不仅能解决路面实际问题，也不会对后续养护技术的实施造成影响。材料的发展对整个路面的发展有很大促进作用，目前，江苏高速公路路面养护一般使用的是应用型技术，当对路面状况有更详细的了解，以及能更精准地分析路面相关问题后，使用新型技术将会产生更好效果。

养护工作人员对江阴大桥集中养护

在桥梁养护方面，目前，江苏省长江干线过江通道规划建设规模已达到45座，桥梁规模大，功能多元化，公路、公铁、城市轨道等综合交通运输体系协调发展；多功能、大流量、多荷载等外界因素的叠加，对桥梁的结构安全和寿命提出了严峻的挑战，极大地增加了运营管理、养护作业的难度。为了更好地做好桥梁养护，需要从理念、技术和措施上开展系统升级，满足长大桥梁在新时代的养护管理需要。长大桥梁的运营状况是整个社会关注的焦点，拥堵、事故、结构次要构件缺陷等，在信息传播迅速的新时代，极易被关注和放大，所以要求运营养护的范围要更广，管理工作要求也更高。

通车20年的江阴大桥、15年的润扬大桥、11年的苏通大桥、7年的泰州大桥，以及8年的崇启大桥，从建成到如今，离不开积极预防、勇于创新、总结提升的高品质养护措施。在积极预防方面，江苏不仅全面执行国家、行业各类养护规范，还结合大桥的运营管理情况、环境特点及结构特性，编制适用于大桥养护实际的《维护手册》；及时处理由于早期设计施工考虑不全面导致的遗留问题；以“规范养护、适度超前”为原则，制定近中期养护规划，针对重难点开展预防性养护。在勇于创新方面，针对不断出现的新问题，多方案、多试验、多尝试，确定最优方案；超前谋划，开展前瞻性研究，提前确定维修方案，储备养护力量，应对可能出现的应急维修。在总结提升方面，总结凝练养护技术，编制管养标准，制定养护规范，使养护工作有标准、有制度、有传承。

公路和桥梁养护是一个值得长久关注的话题，它的研究和探索，将伴随公路基础设施建设的一生。未来，江苏将从三方面着手实现科学养护：总结经验，聚焦问题，通过优化整合技术力量，持续开展技术研发，全面实现“精准”养护；建立养护基地，配置专业化养护队伍和设备，制定规范化检查养护制度，全面实现“精细”养护；以“预防性养护”和“全寿命周期管理”为理念，全面实现科学养护。

（本文摘自2019世界交通运输大会江苏高速公路高品质养护论坛相关专家所作报告，有删减，题目为编者所加。）