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养护发展前瞻(图)

作者:文 本刊记者 张林 来源:《中国公路》 时间:2021-06-30

在百年未有之大变局的背景下,站在历史的十字路口,站在“十四五”规划开局之年,越来越多的启示频繁显现,公路养护的发展方向并不模糊,大可以围绕“小养护”的概念,从大局出发,落到实处,着眼微观工作,尝试摸索出“十四五”时期公路养护发展的思路。

契机与潮头

目前的形势、政策及问题,均显而易见地揭示了公路养护发展腾飞的契机,公路养护不妨顺应时代潮流和市场期许,勇立潮头,击浪腾飞。

形势方面,我国已经开启全面建设社会主义现代化国家新征程,公路养护发展需要迅速进入适度超前于经济社会发展的阶段;我国正在构建以资源高效流动为核心的国内国际双循环相互促进的新发展格局,公路养护的基础性地位需要强化;贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,要求公路养护由要素驱动向创新驱动发展;交通强国建设的新使命,要求公路养护从安全水平的角度丰富自身内涵。

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政策方面,主要有《交通强国建设纲要》和《交通运输领域中央与地方财政事权和支出责任划分改革方案》。前者指出,目前我国已经进入公路建设与公路养护管理并重的阶段,后者预示着中央至地方的有关部门和机构可以更好地在公路养护领域履行各自的职责。两份国家层面的顶层设计,均在不同程度、不同方面强化了公路养护的基础性地位。

问题方面,公路养护水平尚未适应人民群众日益增长的对高水平出行服务的需要;公路养护能力不能满足快速增加的路网里程和日益严格的政策要求;公路养护资金不足,人才结构不合理;科学决策、智能化管理全生命周期养护和预防性养护等先进理念缺乏发展基础,数据积累不扎实;公路养护的管理水平不符合高质量发展的要求,政策制度不健全、标准规范不完善;普通国省干线公路仍存在一定比例的次差路段;地质灾害多发路段对地质灾害的预防预警能力仍有欠缺。

养护与机遇

坚持以人民为中心,贯彻落实新发展理念,围绕交通强国建设要求,立足于发展现状,公路养护可以从构建安全可靠的设施体系、智慧科学的管理体系、绿色先进的技术体系和长效稳定的保障体系四方面入手。

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安全可靠的设施体系是撑起“十四五”时期公路养护大发展的坚实基础之一。(摄影:徐政方)

构建安全可靠的设施体系

稳步提升公路路况。按照已有的制度和办法,加快理顺公路养护的责任主体;加强公路养护路段巡查检查,采用自动化养护方式;强化预防性养护,争取年度专项资金,根据公路衰变情况安排日常养护工程;注重养护工程实施效应,在关注路面改造的同时,关注交通安全设施及服务设施;把好养护工程实施前的设计关和竣工后的验收标准关。

加强桥梁、隧道的养护管理,提升安全耐久水平。通过深入开展危旧桥梁改造行动,提升公路桥梁运行安全水平和服务品质;完善隧道养护管理工作机制,制定有关办法,强化隧道结构保护,重视风险排查评估和预防性养护。

精细化提升安全设施。例如高速公路防护栏等安全设施的数字化工作,国省干线公路穿越城镇路段、交叉口路段、长大下坡路段等重点路段的安全性改造提升工作。

提升防灾减灾水平。考察公路自然灾害综合风险承载力,调查公路沿线自然灾害的基本情况,为公路划分自然灾害风险区。制定有关技术指南和实施方案,指导防灾减灾。

提升应急保障水平。规划应急工具储备中心,建设应急保障指挥中心,完善应急保障工作机制,以数字化管理提升组织能力。开展应急保障演练,例如应急装备远程调运。并在完成演练后评估演练效果,为整体工作提供指导和参考。

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 科学智慧的管理体系能大大提高公路养护工作的效率(摄影:王子江)

构建科学智慧的管理体系

强化公路养护管理基础。完善顶层设计,建立管理体系,包括市场管理、作业管理、绩效管理、技术管理等;出台制度办法,包括招投标、信用评价、日常养护管理、工程质量监督、绩效考核、科学决策预防性养护等;加强基础数据管理,整合基础数据及处理数据等,并通过深入分析实现有效管理;加强功能性状况的检测评价,继续实施目前的路网技术状况监测;制定农村公路技术状况评定办法,开展农村公路养护管理,通过以奖代补创建示范;推动重点构造物结构安全监测。

建立健全决策体系,力求公路养护精准化决策。推进公路养护工程项目库管理,并推出管理办法。构建项目库时,需结合规划及奖励资金规模。此外,还可以打造具有鲜明地方特色的养护工艺样本工程。

推进公路养护绩效评价管理。研究绩效评价管理办法,例如明确工作流程、工作内容、考核指标和评价标准等。重点解决如何应用评价结果的问题,例如在资金分配、工程管理、市场管理等方面,起到一定的约束力和指导性。此外,还可以强化公路收费监管考核。

构建绿色先进的技术体系

完善整体的公路养护工程技术规范。包括正在制定修订的公路养护技术标准、公路养护决策技术规范、养护设计规范,以及即将制定修订的水泥公路路面规范、交通安全设施规范等。

推广公路养护四新技术(新材料、新设备、新工艺、新技术)的研发和推广。健全推广机制,初步构建全国性养护工程技术推广应用平台和全国养护工程技术专家库,建立公路养护四新技术推广应用。加快应用成熟的智能公路养护技术及装备,并继续探索研发。

提升公路养护数字化管理水平。结合公路基础设施基础数据管理,深化国家公路网络数字化管理建设,在一期建设的基础上继续完善二期建设。推进省级公路信息资源整合。通过部省联动的方式,使得交通运输部可以直接从省级部门直接抓取有关数据,推动部省有关业务部门的数据整合。解决目前统计数据与业务数据口径不统一的问题,使统计数据能真实地反映业务情况。探索公路养护管理智能化应用。加快公路养护工作与数字化技术融合,利用挖掘在役公路养护数据推动现有数据资源升级,实现公路养护数字化。

构建长效稳定的保障体系

优化体制机制保障。国家层面可以制定关于工作职责划分的指导方案,为地方执行机构改革提供参考,进一步理顺各级公路养护管理机构在实际工作中的业务职责,更好地全面加强公路养护管理过程中的统筹、指导及监督环节。推动公路养护市场化改革。

国家层面可以研究制定全国性的公路养护资质管理办法,包括资质的管理办法、系统的管理、招投标等。加快加强公路养护跨区域统筹协调。针对跨省的桥梁、隧道及省级公路的养护管理,建立协商工作机制,减少临省的施工对隔离省份的影响。

强化人才保障。推动公路养护从业人员职业能力的评价工作,例如一级工程师、二级工程师等。开展全国性职业技能培训,例如针对一线应急人员能力提升的训练基地等;与具有相关经验的省份协商,打造训练基地。

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 尖端技术是攻破公路养护难题的利器(摄影:胡永树)

深入分析目前的形势、政策及问题,公路养护可以从微观层面入手,围绕“小养护”的概念,细致规划“十四五”时期公路养护的发展路径。公路养护的发展应该以助力形成畅通、安全、和谐、高效的公共基础设施运营网络为目标,提升自身可持续发展能力,提高自身基础性地位,支撑全面建设现代化综合交通运输体系,夯实全国发展基础。

技术与方向

新技术的研发是公路养护发展的内生动力。技术研发应从实际问题出发,理顺解决问题的思路,集中资源和条件突破难关。

截至2020年底,我国公路总里程为519.81万公里,其中养护里程为514.4万公里,占公路总里程的98.96%。2017年至2020年,年均公路养护总投入资金约3000亿元,以2020年为例,高速公路投入547.41亿元,普通国省干线公路投入1182.79亿元,农村公路投入1130.28亿元。

中国工程院土木、水利与建筑工程学部院士郑健龙在有关会议上介绍了当前公路养护技术的现状及未来可行的发展方向。目前,我国公路存在路况不均衡的情况。公路养护保障能力由高至低依次为高速公路、普通国省干线公路及农村公路。其中,农村公路路况水平不容乐观,其所面临的资金及养护质量问题最为严峻。与美国相比,我国高速公路路况要优于美国,但是农村公路路况仍有较大差距。

因此,发展公路养护技术意义重大,是提高我国已建公路路网通行能力和运输效能的需要;是不断提高现有公路路网服务水平、降低运行成本的需要;是提高路网运行安全性,降低交通事故率,建设平安交通的需要;是延长路面使用寿命,降低资源消耗和全寿命周期成本最直接的方法。

未来,在役公路性能检测与养护维修新技术开发是主题;公路长期性能观测与研究是热点;绿色养护技术是方向;道路养护维修的智慧管理是特色。

在役公路性能检测与养护维修新技术开发

在役公路性能检测新技术的开发思路,能够应对目前其正面临的一些挑战。例如开发公路使用性能高速检测技术与装备,能够应对目前在役公路路面性能检测时,因为行车速度慢而存在的安全隐患问题;改善传统检测手段与装备提高检测的客观性和准确性,能够应对检测路表信息反演公路材料与结构性能参数时,存在不唯一性和不确定性的问题;研究包括信息感知、传输及解译的公路性能实时感知技术,能够应对路基病害具有隐蔽性,非接触式无损检测难以穿透路面后准确感知路基特征信息的问题。

同样,公路养护新技术的开发思路,也能够解决其所面临的难题。例如开发无污染融冰化雪的材料与技术,开发特殊气候环境下路面养护的材料与技术,能够解决北方冬季时间长、南方雨季时间长,公路损坏不能得到及时修复病害快速扩展的难题。开发适用于不同需要的预防性养护材料、技术及装备,能够解决缺乏具有自主知识产权的养护

材料与养护技术的难题。

公路长期性能观测与研究

开展公路长期性能观测与研究具有战略意义,是全面掌握公路基础设施性能演变科学规律,指导公路基础设施的建设、养护与管理的必要手段;是公路基础设施建设养护数字化的基础性工作。

目前,国内外公路长期性能观测与研究存在一定差距。以美国为代表的发达国家把交通运输基础设施的长期性能观测、数据分析技术作为一项长期实施的国家战略。我国在“十二五”和“十三五”期间,曾两次立项开展长期性能研究。目前,依据不完全统计,我国已建路面长期性能野外观测站数量达到59个,分布于16个省区。在青藏高原设置了300余个高原冻土地区公路路基路面监测断面。

我国公路长期性能观测网密度较低,距离开展公路长期性能研究的要求相差甚远。因此,我国正在规划组建公路长期性能野外科学观测研究站,拟以交通运输部公路科学研究院的足尺试验场为主体,在现有野外观测点的基础上,再建8个野外观测点,覆盖我国主要的地质、气候区划。

公路长期性能观测研究可提升公路基础设施的本质安全。通过公路长期性能观测研究,可组建一支产学研相结合、且相对稳定的科研团队,实现优势互补、资源共享。可建设数字公路,建立公路结构与材料的健康档案。

公路长期性能的观测与研究是支撑公路设计、施工与养护管理体质升级,实现智能化和绿色化的基础性工作,应予以高度重视。

绿色公路养护技术

我国计划在2030年达到二氧化碳排放峰值,在2060年实现碳中和。

当前,我国交通运输体系的碳排放占全社会碳排放的9%,并且还在以每年5%的速度增长。公路基础设施建设养护消耗的不可再生资源巨大,对生态环境产生了难以恢复的破坏。因此,绿色养护技术将是实现资源消耗减量化的必由之路,也是实现“双碳”计划的重大需求。

公路材料再生利用面临沥青路面铣刨料级配破坏严重、铣刨前二次加热造成沥青二次老化等问题。对此,一方面可以开发新型沥青路面铣刨装备,以废弃料中矿料的资源化为目标,转变铣刨装备的设计思路;改善加热技术,确保拟铣刨层的沥青混合料充分软化又不至于老化;优化铣刨工艺,改铣刨为铲扒,提高废弃物级配的完整性,特别是粗集料的完整性。

另一方面,由于砂石资源越来越宝贵,可以发展沥青路面铣刨料油石分离技术,开发新型油石分离技术,以降低成本、便于规模化生产;通过油石分离使铣刨料中的集料实现资源化,既能使其得到最大限度的高效利用,又能确保新制备沥青混合料的品质。

公路养护与大中修过程中产生的废弃料的再生利用不是最高目标,只有使其资源化,才能实现高效利用。油石分离是沥青混合料铣刨料高质量利用的有效途径,应通过铣刨设备和工艺的改造,最大限度地保证矿料级配的完备性。

公路养护智慧管理

目前,我国公路养护智慧管理一方面存在路况定期检测目的性不强,检测数据挖掘与利用不充分的问题。建设期、养护与大中修期、运营期的路况数据互设信息壁垒。每次定期检测与公路巡检所采集的路况信息由政府监管部门、业主单位、检测单位等分别储存,信息碎片化现象严重。另一方面,存在养护决策与管理的智能化水平不高的问题。养护决策部门掌握的路况信息不全,养护不及时。路况信息的碎片化和信息孤岛效应,难以合理构建公路性能预测模型与养护决策模型。

因此,可以选择开发公路建设、运营与养护管理一体化的区块链技术。实现公路全寿命周期建设、运营与养护管理信息融合一体化。业主下辖路段的数据分别建立公路历史数据库。借助共识机制、加密算法和智能合约,在政府监管部门、业主、各承包商之间构建联盟链,以保证数据的公开透明和不可篡改,避免数据造假。

性能检测、养护维修、长期性能观测……针对目前公路养护技术的现状和问题,郑健龙指出了相应的发展方向。我国公路养护技术发展还有很长的路要走,面对日益增长的养护里程及持续提升的养护要求,不断推陈出新的前沿技术,将成为公路养护发展的主要驱动力。

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公路养护技术发展任重而道远(摄影:胡永树)

【编辑:任燕】

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