高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化分析

李强

（河北交通投资集团有限公司，石家庄 050000）

1 引言

高速公路全寿命周期是指高速公路从规划、设计、施工、运营到停止使用的全过程。 全寿命周期理念要求在全过程范围内考虑高速公路的建设和养护管理， 以实现高速公路整体效率的提升、成本的降低和运营安全的保障。 因此，研究高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化具有重要意义。

2 高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的重要性

在高速公路建设阶段， 一体化的管理能够确保工程质量和进度控制，从而提供良好的道路条件。 例如，在施工过程中，通过科学的规划和合理的设计， 可以减少交通拥堵和事故发生的可能性。 同时，一体化的管理还能保证道路设施的维护和更新，及时修复路面损坏、疏通排水系统等，提高道路的耐久性和可靠性，为人们提供更加安全和舒适的行车环境。

在交通方面，随着城市化进程的加快和车辆数量的增加，交通拥堵问题日益突出。 而高速公路作为重要的交通干线，其建设和养护管理的质量直接影响着交通的流畅性。一体化的管理可以确保高速公路的扩建和改造工程能够顺利进行，提高通行能力，缓解交通压力。此外，通过对高速公路进行定期的巡查和维护，及时发现并处理交通事故、故障车辆等问题，可以减少交通事故的发生和交通堵塞，提高整体的交通效率[1]。

3 高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化现状分析

目前， 在高速公路建设方面， 我国已经取得了显著的成就。近年来，我国不断加快高速公路建设步伐，完善交通网络，提高交通运输效率。 截至2023 年年底，我国高速公路总里程超过17.7 万km，为我国的经济发展和人民生活提供了便利条件[2]。

在高速公路养护管理方面，目前，我国已经建立了一套完善的高速公路养护管理体系，包括养护规划、养护标准、养护技术等方面的规范和指导。 同时，我国还加强了对养护管理的监督和评估，确保养护工作的有效进行。 此外，随着我国科技水平的不断提高， 一些先进的养护技术和设备也逐渐应用于实际工作中，提高了养护管理的效率和质量。

尽管我国在高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化方面取得了一定的进展，但仍然存在一些问题需要解决。

第一，由于高速公路建设规模庞大，投入资金巨大，养护管理工作的压力也相应增大。 特别是在一些经济欠发达地区，由于资金和技术的限制，养护管理工作难以得到有效的保障。

第二，由于高速公路的使用频率不断增加，路面损耗和设施老化问题逐渐凸显[3]。 这就需要加强养护工作的周期性和预防性，及时进行维修和更新，以确保公路的安全和可靠性。

4 高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的实施要点

4.1 全寿命周期成本分析

在全寿命周期成本分析过程中，需要根据项目实际情况，从估算建设成本、估算运营成本两个方面去分析[4]。

4.1.1 估算建设成本

根据项目设计图纸、施工方案和市场价格等因素，详细估算高速公路工程建设的总投资额，包括征地拆迁成本、材料设备成本、施工成本等。 如按照项目占地面积、土地性质、当地征地补偿标准等因素，估算征地拆迁成本，若征地面积为66.67 hm2（1 000 亩），当地征地补偿标准为每亩6 万元，则征地拆迁成本为6 000 万元，从而得到征地拆迁成本。 材料设备成本是根据项目设计图纸、 选用的材料设备规格型号和市场价格等因素，估算材料设备成本，如结合项目设计方案预估所需要的材料和设备数量、 具体型号， 再结合市场中的材料和设备价格，估算出材料设备的成本。 施工成本则是根据施工方案、施工图纸、施工合同等，对工程量、施工工艺、人员费用、施工变更、施工养护、施工管理等因素综合考虑，估算出的施工成本。工程建设成本是对上述成本的总和体现。

4.1.2 估算运营成本

根据项目运营年限、交通量、管理模式等因素，估算高速公路运营期间的成本，包括养护成本、管理成本、收费成本、环保成本等。

1）养护成本：根据项目运营年限、养护标准、材料设备价格等因素，估算运营期间的养护成本。例如，假设项目运营年限为30 年，按照每年进行一次路面养护、每3 年进行1 次桥梁养护的频率，根据养护标准和材料设备价格，估算总养护成本。

2）管理成本：根据项目运营年限、管理模式、管理人员数量等因素，估算运营期间的管理成本。

3）收费成本：根据项目运营年限、收费标准、收费系统投资等因素，估算运营期间的收费成本。

4）环保成本：根据项目运营年限、环保标准、污染处理技术等因素，估算运营期间的环保成本。 例如，假设项目运营年限为30 年，采用尾气处理装置和噪声屏障等环保措施，根据环保标准和污染处理技术，估算总环保成本。

4.2 智能检测与监测

在高速公路建设阶段， 通过智能检测与监测技术对工程建设质量进行实时监控， 确保工程质量符合设计要求和国家标准。 在运营阶段，运用智能检测与监测技术对高速公路的路面、桥梁、隧道等设施进行定期检查，及时发现潜在的安全隐患，为养护决策提供数据支持[5]。 智能检测与监测技术可完成以下工作。

1）路面检测。 采用先进的路面状况检测设备，如路面激光扫描仪、红外热像仪等，对路面的平整度、抗滑性、承载能力等进行量化评估。 通过对检测数据进行分析，评估路面的服役状况，为路面养护提供依据。 例如，路面平整度通常用国际平整度指数（IRI）表示，其数值一般在20～300，数值越小表示路面平整度越高。

2）桥梁检测。运用桥梁检测机器人、超声波检测仪等设备，对桥梁的结构状况进行详细检查，评估桥梁的承载能力、抗震性能等指标。 发现问题后，及时采取措施进行修复或加固，确保桥梁安全运行。 例如，桥梁承载能力通常用极限承载力来表示，通常要求桥梁的极限承载力应不低于设计要求的1.5 倍。

3）隧道检测。 利用隧道检测车、漏水检测仪等设备，对隧道的照明、通风、消防等设施进行检查，同时评估隧道的衬砌结构状况，防止隧道病害发生，通常隧道照明亮度应确保驾驶者在隧道内的可视距离不低于100 m。

4）交通流检测。 通过视频监控、微波检测等技术，实时监测高速公路交通流量、车速等信息，为交通控制、事故预防和交通疏导提供数据支持。

5）环境监测。 运用空气质量检测仪、噪声检测仪等设备，监测高速公路沿线的环境状况， 评估高速公路建设对环境的影响，为环境保护提供依据。 一般建议高速公路沿线噪声不应超过70 dB。

5 高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化实施策略

5.1 做好信息系统建设

信息系统建设是实现高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的保障。 此系统的数据采集与传输层能够实时采集高速公路建设、养护和管理过程中的各种数据，如施工进度、质量、安全、交通流量、气象条件等，并通过无线通信技术（如4G/5G、NB-IoT 等）将数据传输到数据中心；数据中心能够接收、存储和管理从数据采集层传输过来的数据，并进行数据处理和分析。 数据中心可以采用云存储技术确保数据存储的安全性和可扩展性；应用层能够为用户提供各种应用服务，如建设进度管理、养护决策支持、安全预警等。 通过信息系统建设，实现高速公路建设、 养护和管理全过程的信息共享和高效管理。 相关单位一定要重视现代化技术的引入，加大资金支持，结合高速公路实际情况与发展需求做好信息系统针对性研发和设计，并定期做好系统升级更新、维护管理，确保为高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化实施提供保障。

5.2 加强组织领导

高速公路作为国家交通网络的重要组成部分， 其建设和养护管理需要高度的组织协调和领导力量。 只有通过加强组织领导，才能确保各项工作有序进行，实现高速公路的高效运营和可持续发展[6]。

因此，应设立专门的高速公路建设与养护管理机构，明确职责分工，形成科学高效的工作机制。 要注重培养和选拔具备相关专业知识和管理能力的人才，建立专业化的管理团队。 还要加强对各级领导的培训和考核， 提高他们的组织协调能力和决策水平。

高速公路建设和养护管理涉及多个部门和单位的合作，需要建立密切的沟通渠道和协作机制。 可以定期召开工作会议、座谈会等形式，及时交流信息、解决问题，确保各方的利益得到充分考虑和平衡。 同时， 要加强与社会各界的沟通与合作，广泛听取意见和建议，形成共识，推动工作的顺利进行。

5.3 提升技术水平

在现代交通领域，技术是推动发展的核心动力，高速公路作为重要的交通基础设施， 其建设和养护管理水平直接影响着交通运输的安全、效率和可持续发展。 通过提升技术水平，可以提高高速公路建设的效率和质量，延长道路使用寿命，减少维护成本，提高交通安全性，促进经济发展。

可以加强科研力量的建设， 鼓励高校和科研机构开展相关研究，培养高素质的科研人才。 这可以通过建立科研项目和奖励机制，提供资金支持以及加强国内外合作等方式来实现。并引进先进的技术和设备，包括施工机械、监测仪器等，以提高施工和养护效率。

要实现高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的目标，还需要注重技术创新和管理创新。 技术创新方面，应加大对新材料、新技术和新工艺的研究和应用力度，推动高速公路建设与养护管理向智能化、绿色化方向发展。 例如，利用智能交通系统进行车辆管理和交通流量控制，采用可再生能源供电系统以降低能耗等；管理创新方面，应优化管理体制和机制，推行信息化管理，提高管理效率和决策水平。 例如，建立数字化平台实现对施工和养护过程的实时监控和数据分析，以便及时调整工作计划和资源配置，并加强与相关部门和企业的合作与交流，共同解决公路建设和养护中的难题和挑战。

6 结语

综上所述， 高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化对于车主和交通皆具有重要意义。 本文先阐述了高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的重要性， 又对高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化现状进行分析， 后从全寿命周期成本分析、 智能检测与监测叙述了高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化的实施要点， 最后从做好信息系统建设、加强组织领导、提升技术水平提出了高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化实施策略。 希望对实现高速公路建设与养护管理的可持续发展，提高道路通行能力和安全性，促进交通和经济社会的发展具有帮助作用。