贵州公路桥隧综合养护技术创新思考

2021-11-22贵州省公路建设养护集团下属高速黔通建设有限公司胡海洋王家进杨军

中国公路 2021年19期

文|贵州省公路建设养护集团下属高速黔通建设有限公司胡海洋王家进杨军

“十四五”时期，贵州将围绕加快推进交通强国西部示范省建设的目标，持续加强公路养护领域“四新”技术推广及应用，构建全天候、全路况的立体化公路养护体系，探索利用物联网、大数据、人工智能等新技术，提升公路养护整体水平，助力交通在巩固脱贫攻坚胜利成果、助推乡村振兴战略等方面发挥“先行官”作用，实现公路养护事业高质量发展。

公路桥隧养护现状

贵州地处云贵高原东部，沟谷纵横，公路桥梁、隧道占比较高。截至2020年底，贵州已建公路桥梁26195座/3880.463公里，其中高速公路12712座/3392.692公里、普通国省道3766座/218.008公里、农村公路9717座/269.763公里；已建公路隧道2335座/2381.803公里，其中高速公路2178座/2308.642公里、普通国省道113座/57.042公里、农村公路44座/16.119公里。

随着桥隧数量逐年递增，检测养护难度增大，建设初期“后遗症”爆发，贵州公路桥隧基础数据混乱、评定系统不完善，检测和维修加固技术体系不健全，桥隧养护管理成本过高、资金不足等问题逐渐凸显，桥隧管理及养护面临着巨大挑战。而且，无论从桥隧建设规模、建设理念，还是养护技术创新等方面来看，贵州的公路桥隧养护管理水平仍处于相对落后的阶段。如何恢复和提高旧桥的承载及通行能力，及时处治桥隧病害，延长桥梁、隧道的使用寿命，满足现代化交通运输的需要，成为“十四五”时期贵州公路桥隧养护的重点。

“十三五”创了哪些新

桥梁病害处治技术

目前，常用的桥梁病害处治技术（方法）主要包括：裂缝封闭、灌注，粘贴钢板、碳纤维、预应力碳纤维板加固，混凝土破损修补、支座更换、桥梁纠偏、吊杆更换、伸缩缝更换等。

桥梁伸缩缝快速修复、加固施工新技术

当前，梳齿板伸缩装置、模数式伸缩缝160型号及以下型号，均可实现完全修复，模数式伸缩缝240型号及以上型号，根据损坏情况的不同，部分可完全修复，大部分为应急性修复；在修复过程中创新应用不锈钢止水带，解决了传统橡胶止水带更换难、寿命短的问题，且施工效果更佳、操作更便捷；通过对桥梁伸缩缝进行健康水平监测，实现了早、中期技术性检查，能够更好地判断桥梁是否需要保养或修复。

“十三五”时期，贵州在行业内率先提出了桥梁伸缩装置修复、加固技术概念，相关理论研究覆盖常用模数式、梳齿板式伸缩装置所有型号，实际应用覆盖梳齿板式所有型号、模数式320型号及以下型号；优化了位移箱植入及再造工艺、位移控制单元再造工艺、消除伸缩装置内部不良应力集中工艺、中梁钢抗倾覆锚固工艺等一批新工艺，还同步衍生了梳齿板下部减震阻尼柱、增强型组装式位移箱、多片式厚度可调伸缩装置减震垫、不锈钢伸缩缝止水带等新材料。

表1 160模数式伸缩缝单道维修方案各项指标对比

表2 桥梁伸缩缝用不锈钢止水带和橡胶止水带参数对比

自走式桥梁检测养护平台构造图

自走式桥梁检测养护平台

这是一种桁架式的桥梁侧至梁底的多功能作业移动平台，适用于桥梁日常检修、保养及特殊事故发生后的检查，也可用于桥梁排水工程、线缆桥架工程、光亮工程、涂装工程和桥墩围栏工程等施工作业。该平台为半自动控制，设计了面板按键操作和无线遥控操作两种模式，具有安全性好、实用性高的特点。桥梁检测移动平台具备上下升降和180度旋转功能，能够实现对大桥梁底外表面6米至8米范围内的覆盖检查，后期改进型号可增加5米的伸缩延展铝合金通道，以满足更大范围的检测养护需求，更利于养护人员标记病害及开展小规模维修、养护。

隧道病害处治技术

众所周知，隧道病害具有一定的隐蔽性，且病害或缺陷出现后，在外力或水的作用下，极易扩大、发散，加之隧道病害种类多、突发性强，施工作业流程复杂、环境恶劣，处治一处病害往往需要耗费较长的时间，有时甚至要封闭整段公路，对公路的正常运营影响较大。因此，隧道病害处治技术研究一直是行业的重中之重，目前根据不同类型的隧道病害有不同的处治方法。

表3 隧道病害分类及施工工艺、关键控制点

隧道直流集中智能供电系统示意图

隧道直流集中智能供电系统

根据《公路隧道提质升级行动技术指南》和相关规范要求，同时结合省内公路隧道的实际情况，贵州对长度大于500米，以及长度小于500米但位于平曲线、竖曲线等视距不良路段的公路隧道，进行照明设施的提质升级改造，主要包括：改造电路、推广应用新技术、增设灯具、更换灯具等。在国省干线公路隧道提质升级专项行动中，贵州选取镇远一号隧道、高家岩隧道作为试点，推广应用直流集中智能供电系统技术。

该技术在车辆工程、通信工程、变电控制等领域的应用较为广泛和成熟，但在公路隧道照明中的应用经验较为缺乏。直流集中智能供电系统通过集中整流，将AC380V交流电转换成DC400V直流电，通过配电装置和智能控制单元向LED灯具供电。直流集中智能供电系统包括交流配电装置、变压整流装置、直流配电装置、智能控制与监控单元四大模块，具有投资成本低、维护成本低、能耗低、安全性高、稳定性好等优点，能实现防雷、防浪涌、智能控制、防止触电等功能，适应国省干线公路隧道养护资金紧张、养护力量薄弱的实际条件。

瓷化涂料在隧道中的应用

瓷化涂料是一种全新的、集防护与美化于一体的结构表面处理保护技术。该材料可在高温钢铁水作用下迅速发生陶瓷化转变，具有防腐、防火、耐磨、耐候、自洁性强等优点，不仅能够起到保护结构表面的作用，还能够起到美化装饰的效果。在贵州国省干线公路隧道提质升级专项行动中，共有52座隧道应用了瓷化涂料，累计使用面积达10万平方米，良好的使用效果获得了社会各界的广泛好评。

“十四五”发展目标

“十三五”时期，贵州通过积极探索和推进“四新”技术在公路养护中的应用，极大地提高了养护管理精度、效率和养护工程质量。与此同时，全省普通国省干线公路路况水平也持续得到改善，但与发达省份相比，贵州公路的养护管理水平仍存在较大差距。“十四五”时期，贵州将继续坚持“安全至上、崇尚创新、注重协调、倡导绿色、厚植开放、推进共享”的发展理念，创新公路养护技术、工艺，更加关注安全、绿色、智慧、经济等公路养护领域重点发展方向。

探索和推进全寿命周期养护模式

《“十四五”公路养护发展规划》提出，将建立科学、高效的公路养护市场资源配置体系和供给体系，推进公路养护市场化广度和深度，积极探索先进的养护承包方式，通过将各类养护工程打捆发包，养护技术咨询、检测、设计、施工等业务组合发包，建设、养护、管理一体化发包，鼓励各地积极开展试点工作。“十四五”时期，贵州将实施全寿命周期养护试点，逐步建立科学高效的全寿命养护管理体系和养护决策机制，进一步优化普通国省道和高速公路养护管理体制，逐步提升公路管理部门工作统筹规划、监督管理等行业治理能力，培育一批具有竞争能力的养护单位，有效推进养护行业提质升级，推动养护管理模式创新，同时创新“建养一体”招标模式，突出投标人日常养护能力评价，形成指标要求明确、具体可操作的新型养护模式管理体系。

强化“安全至上”养护理念

强化公路养护安全保障体系，构建安全至上的体制机制。坚持国家利益至上，以人民安全为宗旨，以安全出行为根本，统筹公路养护外部安全和内部安全，按照预防为主、综合治理的方针，推动标准体系逐渐完善，推动《养护工程安全作业指南》等安全养护规范标准落地。运用新材料、新工艺提高道路安全性。采用高模量、高强等沥青混合料，解决车辙发生和发展较快问题，采用高黏、高强等耐久性透水路面，解决雨天路面产生水雾问题，采用高抗滑表层罩面，解决特殊路段如隧道口、长大纵坡、变速路段的抗滑安全问题，采用无机热管、抗凝冰材料等抗冰雪路面技术，解决冰雪等恶劣天气下的行车安全问题。养护标准化、安全标准化。通过制定相关安全作业指南，规范养护施工安全管理流程及制度、风险识别、作业规程、安全监督检查等方面的内容，进一步丰富养护安全管理标准化体系，目前贵州已出台《贵州省高速公路日常养护安全作业指南》(JTT52/03-2021)，《贵州省高速公路养护工程安全作业指南》（包含总则、路基工程、路面工程、桥涵工程、隧道工程、交通工程及沿线设施共6部分）也即将出台。

从修复性养护向预防性养护转变

“十四五”时期，贵州将进一步加强预防性养护力度，牢固树立经常性、预防性养护理念，更加重视日常养护工作，定期开展公路养护巡查，加强对公路、桥梁、隧道等轻微破损的及时性修复，加大公路预防性养护的推广力度，完善预防性养护的决策依据和技术要求，全面建立公路预防性养护技术体系。

进一步倡导绿色养护理念

“十三五”以来，贵州累计改扩建普通国省干线二级及以上公路6866公里，建成4543公里，完成投资943亿元。

目前，贵州存在高速公路、普通国省干线公路、农村公路养护管理多业主（19家业主单位）、管理多层次，资源整合不足等症结。

结合交通运输部印发的《“十四五”公路养护发展规划》，贵州将推动建立省级绿色低碳养护技术及材料应用平台，实现国省道废旧路面材料回收率达到100%，高速公路、普通国省道循环利用率分别达到100%、85%以上的目标；关注公路养护的可持续性，建立健全绿色低碳循环发展的养护体系，围绕绿色养护进行布局，构建全省公路一盘棋养护体系；推动绿色养护综合基地建设，立足立体化路网规模，整合利用土地、设备等资源，通过市、县分级方式建设绿色养护综合基地（基地建设结合项目实施，标准化建设）；从材料准入选取、工艺控制等着手，从根本上实现养护高质量发展及绿色发展。

推进信息化养护体系建设

按照《数字交通发展规划纲要》（交规划发〔2019〕89号）要求，“十四五”时期，贵州将进一步推动先进信息技术与公路养护管理的深度融合，整合现有公路信息资源，建立公路全资产管理系统平台，利用大数据技术提高公路养护管理预测水平和决策能力，推动传统养护向智能化养护转变，以公路全寿命周期理论为基础，借助IT技术，集成人员、业务、技术、装备、数据、模型等要素，实现公路养护全过程、全要素的科学化、智能化，让公路养护管理变得更加“智慧”。