基于“投建营一体化”的公路水损害预防措施

胡健坤 王斌

摘要 高速公路路基路面水损害严重影响行车的舒适性和安全性，而且其极具早发性和普遍性。为预防高速公路水损害，既要考虑勘察设计和施工工艺等技术方面，又要考虑各单位内部和各单位之间的管理方面。因此，依托于“投建营一体化”平台的优势，建议养护单位同时参与公路工程建设全生命周期管理，形成业主—设计—施工—养护四位一体的公路建设运营平台，对提高公路建设与运营养护质量、节省维修养护开支和提高项目效益有重要意义。

关键词 公路水损害;投建营一体化平台;水损害预防措施

中图分类号 U418 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）03-0106-03

0 引言

高速公路作为连接各地区的脉络，对我国未来经济发展和规划起到了举足轻重的作用。建设安全、绿色、高质量的高速公路，不仅有利于我国交通强国的建设规划，更是对地区和国家的经济发展做出巨大贡献。然而，随着我国汽车保有量的飞速增长、极端恶劣天气的频繁增加和超载车辆的增多，高速公路在运营期间诸如泛油、车辙、裂缝、坑槽、边坡滑塌等道路病害日益增多。其中，水对公路造成的损害最为显著，多数病害都是因为有水的直接参与或间接参与导致，具有普遍性、早发性和严重的危害性，其对公路健康状况的不良影响是公认的世界难题。因此，为减小公路水损害，从公路建设管理角度出发，依托于“投建营一体化”平台，强化道路设计、施工、养护管理流程，系统性提高公路建设期和运营期质量具有重要意义。

1 “投建营一体化”平台的优势

“投建营一体化”平台指的是企业集投融资、规划设计、工程施工、运营管理的一体化服务能力。传统基础设施施工企业只负责道路的施工工作，项目完工达到质保期后移交业主，对公路及附属设施的运营养护不再负责。因此，传统的投资-施工-养护模式，将会造成后期运营养护费用增高、利润链条短、不利于发挥项目应有的效益等缺点[1]。而“投建营一体化”平台的建设集中了：（1）投建各方目标高度一致，有利于顶层设计;（2）有利于实现业主单位、设计单位、施工单位、运营养护单位目标高度融合，整合和发挥各方单位资源优势，便于项目总体规划和施工组织更加科学合理;（3）有利于缩短总体工程时间，简化和压缩工程招标、工程变更等环节;（4）有利于实现统筹规划，安全和质量齐抓共管，获得最好的工程效果等优势[2]。不仅可以提高项目建设管理和运营效率，也有助于缩短工期、提高项目建设质量，更是解决了业主的资金困扰和项目建成后的运营维护难题，延长企业利益链条。

2 公路水损害研究的必要性

沥青路面因具有行车舒适性好、安全性高和易维养等特点而在高速公路中普遍使用。然而，沥青路面长期使用中在环境因素和人为因素的影响下易产生各种各样的病害。其中，水的不良作用是直接或间接造成公路损害的重要原因之一。例如：四川某高速于2020年12月通车，在不到6个月的时间内其路面已经出现多处坑槽等水损病害，如图1（a）所示;同样，2020年10月通车运营的山东某高速也出现多处坑槽、边坡滑塌和隧道补砌渗水等病害，如图1（b）所示。可以看出，高速公路病害的出现呈现出早发性、普遍性且具有一定的危害性，严重影响了行车的舒适性和安全性。

3 公路水损害的原因

3.1 建设期

建设期对公路的影响主要贯穿设计和施工两个过程，不合理的设计与不良的施工工艺对后期公路质量产生严重的不良影响。首先，在设计方面：一是路线选取不能因地制宜。没有充分考虑当地的气候、水文、地形和地质条件，造成病害增多，且施工和养护困难。二是排水设施设计考虑不完善。路面结构内部和路基的排水设施不完善，导致集料表面沥青膜剥落和路基填料湿软，从而使公路在行车荷载作用下，产生开裂、松散、车辙、边坡滑塌等病害;因此，北方寒冷地区应考虑路基路面的冻胀作用，南方湿热地区应考虑在强降雨下边沟、截水沟的强冲刷作用。三是难以在抗滑性能和空隙率之间作出平衡。过于追求路面的抗滑性能而增大沥青混合料的空隙率，使水易在面层积聚，侵蚀路面材料;其次，在施工方面：一是原材料的选取不当。没有因地制宜选择适合当地气候、水文条件的路基路面材料或选用的施工材料不符合规范要求等。二是没有合理控制压实度。过于追求平整度造成压实度不足，导致沥青混合料空隙率增大，引发路面水损病害的发生;另外，针对诸如路基过渡段等关键节点位置的压实度不足，导致在降水冲刷作用下产生锥坡脱空等问题。三是不良的施工管理与施工工艺。现场施工人员缺乏专业技能培训，路面基层材料的拌和不均匀、沥青混合料的离析以及施工时的温度偏低等;桥梁、边坡、挡土墙等部位排水设施的施工工艺较差，导致排水设施堵塞或损毁，丧失排水功能。

3.2 运营期

运营期间公路水损害主要是因为水、气候和行车荷载三种因素共同作用的结果。

当水在路面聚集难以排出时，长时间水的侵蚀作用会降低沥青与集料的粘附性，行车荷载产生的动应力将集料从混合料中剥离，从而产生松散、波浪等路面病害[3];渗入到下面层与基层表面的滞留水在行车荷载作用下不断作用于面层和基层材料，导致基层失稳。行车荷载作用下，沥青面层层底拉应力过大，产生诸如唧浆、坑槽等病害[4]。

气候因素对道路病害的影响，主要体现为温度和降雨。比如：北方冬季寒冷地区易受到冻融作用影响，造成道路的冻胀和翻浆;南方湿热地区易受高温和強降雨影响，路基路面材料遭受不同程度的干湿循环作用，导致路基刚度下降和路面的破坏。其次，强降雨与流动地下水对路基填料的冲刷和地下毛细水对路基的长期浸润会导致路基的稳定性下降，从而产生边坡失稳和路基的不均匀沉降等病害。

4 依托于“投建营一体化”的公路水损害预防措施

“投建营一体化”企业平台对公路投资、建设和运营三个阶段具有很高的效率。传统高速公路的生命周期为建设单位—设计单位—施工单位—运营养护单位，在这个流程里建设单位负责投资和管理、设计单位负责勘察设计、施工单位负责组织施工、运营养护单位负责公路运营和养护。在工程建设和运营流程中各单位各司其职、分工明确，但是也有一定的弊端。比如：施工单位完工离场，在建设期可能潜在诸多不良施工部分，导致公路在运营期间出现严重病害，影响道路运营质量的同时，也增加了养护费用。调研结果以四川某高速为例，施工单位为紧追施工进度，未按照设计设置中央分隔带碎石盲沟，导致道路遭遇严重水损害。综上可以看出，在基础设计建设中，传统投建营相对独立的运作体系在指导公路建设中存在诸多弊端。如图2所示，“投建营一体化”平台在公路投资、建设、运营流程中以建设单位统筹规划，设计单位、施工单位、运营及养护单位相互协调，各个单位工作交叉进行。各单位目标一致，利益链条完善，利于资源整合，“投建营一体化”管理模式，是对提高公路的建设和运营质量及节约运营期养护开支的良好平台支撑。

4.1 设计单位

勘察设计作为贯穿工程前中后期的重要工作，对公路病害的防治有着重要作用。第一，设计单位前期的勘察设计工作要细致、充分，对不同地区的水文、地形、地质及气候等因素做充分调研，保证公路设计满足相关要求。第二，公路选线和排水设计因地制宜，综合考虑环保性、经济性和协调性。第三，注重公路路面的结构设计。重视透层、粘层和封层的铺设;原材料的选取以较高粘度沥青为主，选用碱性集料以增加沥青与集料之间的粘附性，若现场实在无法满足要求而选用酸性集料时必须对集料进行加工处理;良好的沥青混合料配合比设计，保证路面具有合适空隙率，以增强抗滑性能和水稳定性。第四，设计单位结合建设单位应具有前瞻性设计理念，适当提高防排水等设计指标。受全球气候变暖影响，近几年我国范围内极端恶劣天气频发，以北方强降雨增多和南北方寒潮、降雪明显增强最为显著。比如2021年7月河南特大暴雨、2021年陕西遭遇60年来最强降水等，都对高速公路的运营质量产生严重影响，极大地提高了公路后期养护成本。因此，在进行公路设计时应适当提高路基、路面结构特别是边坡的防排水设计指标，以应对极端恶劣天气发生时对公路质量的不良影响和节约后期的养护开支。

4.2 施工单位

施工单位是公路建设中的实施主体。在施工过程中保证公路质量，可以从以下几个方面入手：一是要增强施工队伍人才建设。培养和引进专业人才，加强施工队伍的专业化，保证良好施工质量。二是保证良好的施工工艺。格外注意路基压实和路面摊铺，沥青混合料温度控制合理、摊铺均匀、无离析现象，保证路基路面的压实度达标。三是注重公路排水设施建设。根据设计文件，建设良好地表和地下排水设施，保证排水设施的功能性完好。四是把控好施工进度与施工质量的协调性。施工前要对气候等因素进行严格地调研，以指导公路路基压实和路面沥青的铺设;对路基过渡段等位置严格控制路基压实和沉降指标，避免发生锥坡脱空、边坡水毁和不均匀沉降等问题发生。

4.3 养护单位

养护工作是保证道路在运营期间具有良好工作性能的保障。养护单位要不断开展日常性养护，及时发现并解决道路早期病害问题，杜絕早期小病害演变为后期大病害。采用合理维养技术，制定切实可行的维养方案，既要做到养护后运营质量的可靠性，又要做到养护施工的经济性。其中，对于新建成的高速公路坚持预防为主、维修为辅、防修结合的养护方针，着重做好微表处、超薄罩面层等公路预防性养护。针对公路在建设时期产生的遗留问题，积极配合施工单位做好消缺工作，避免随时间推移小病害演变成大病害，保证公路质量与行车安全。对于已通车运营多年的公路养护，应以养护为主，优先安排中修。针对易发生病害严重影响通行安全的边坡、挡土墙等位置做好经常性检查并制定相应的养护方案。

4.4 依托“投建营一体化”平台的公路水损害预防措施

凭借投资—设计—建设—运营养护组成的一体化高速公路建设平台的高效管理和运营效率。在预防道路水损害方面，建议养护单位同时参与公路设计、施工和运营，这是因为养护技术人员在公路建成后，针对初期、中期以及后期病害都有丰富的治理经验，善于发现道路易存在的水损病害部位，以指导公路的设计与施工过程。首先，在公路工程设计方面。养护技术人员参与公路设计，以后期养护经验指导前期公路设计使其具有前瞻性，针对不合理的边沟排水、中央分隔带排水和中央分隔带下锥坡冲刷等问题提出合理建议，将公路运营期“养”的思想穿插到设计过程中。其次，在公路工程施工方面。养护专员进入施工现场，能够主动发现和协助解决公路工程在施工期间存在的不良路基路面排水设施施工材料与施工工艺，以及边坡等重点部位的施工要点，对道路运营期间易出现水损害问题的关键点采取相应的预防措施，对不合理的排水设施设计联合施工单位经建设单位参与沟通、协调，然后与设计单位作出相应工程变更。从源头遏制道路水损害的发生，提高公路建设质量，节省后期养护开支，延长企业利益链条，提高公司总体效益。

5 结语

综上所述，高速公路面临的水损害问题有着早发性、普遍性和极具危害性的特点。预防公路沥青路面水损害，不仅要从技术角度出发，更是要从管理角度出发。依托“投建营一体化”平台，将建设单位、设计单位、施工单位和养护单位统筹协调，各单位共同参与公路工程全生命周期建设，尽可能从根本上预防公路水损害的发生，提高公路建设质量和运营养护管理效率，保障公路的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]周家义，吴超.“投建营一体化”实施经验与建议[J].施工企业管理，2017（9）：35-37.

[2]陈大智.BOT+EPC投建营一体化项目的管理与思考[J].经营管理者，2019（12）：55-57.

[3]韩冬红.高速公路沥青路面水损害及防治[J].交通世界，2019（Z1）：74-75.

[4]苏堪祥.南方高温多雨地区高速公路沥青混凝土路面水损害成因分析及防治对策[J].公路，2012（7）：289-291.