关于“十四五”时期桥隧综合养护管理与技术创新的思考

加快科技创新

提升养护水平

---关于“十四五”时期贵州桥隧综合养护管理与技术创新的思考

“十三五”以来，贵州省按照《十三五公路养护管理发展纲要》，紧紧围绕脱贫攻坚、乡村振兴等重要战略部署，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，建设规模、建成里程和完成投资分别为“十二五”的1.9倍、1.5倍、2.2倍，与高速公路一起形成了布局合理、层次分明、衔接顺畅的公路网络体系，贵州先后在西部地区率先实现“县县通高速”“村村通”“组组通”，路网通行服务能力进一步提升，从西南地理枢纽正在转变为西南陆路交通枢纽。通过多年的努力，贵州普通国省干线公路和高速公路已经成为贵州经济社会发展的富强之路。

建设初期，由于受到投资、规划、设计、材料、施工等方面的影响和局限，再加上超载车辆不断出现，公路桥梁负荷日益加重，对于公路超期服役或病害频发的老旧桥梁，全部拆除重建对于财政投资要求过高，压力太大，从保障公路正常通行的角度出发既不现实也不科学；公路隧道受修建时期的设计与施工技术条件的限制，部分隧道经常出现拱墙开裂、衬砌背后脱空、结构渗漏水、隧道冻害、衬砌厚度不足、混凝土强度低、隧道路面开裂，鼓起，渗水等病害。

“十三五”以来，贵州省公路养护尤其是路面养护技术得到了长足发展，科学决策化水平稳步提升，公路建设和养护技术工艺规范逐步完善，预防性养护技术渐成体系，高性能改性沥青材料已形成系列产品，路面结构和施工工艺得到进一步优化，路面使用寿命和服务水平得到延长和提高。进入“十四五”以后，对于如何恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，及时处置桥隧病害，延长桥梁、隧道的使用寿命，满足现代化交通运输的需要，正成为“十四五”期间亟需重点解决的问题。随着公路养护市场化机制日趋完善，一系列连锁反应问题随之而来，例如公路养护技术如何发展，其趋势和重点又是什么？需要公路管理部门和公路养护单位认真思考并提前布局。

贵州桥隧情况分析

贵州地处云贵高原，沟谷纵横，公路桥梁、隧道占比较高。截至2020年底，全省已建公路桥梁26195座/3880463米，其中：高速公路12712座/3392692米、普通国省道3766座/218008米、农村公路9717座/269763米。全省已建公路隧道2335座/2381803米，其中：高速公路2178座/2308642米、普通国省道113座/57042米、农村公路44座/16119米。

桥隧养护管理面临的问题

随着桥隧逐年增多，检测养护难度增大，建设期问题“后遗症”严重，基础数据混乱、评定系统不完善，检测和维修加固技术体系尚需完善，专业管养技术人才及产业工人不成熟、桥隧养护管理资金缺乏，成本过高等问题较为凸显，为桥隧管理及养护带来了较大的挑战。综合公路桥隧建设规模、建设理念和养护管理等方面的发展，我省公路桥隧的管养仍然处于相对落后的局面。

“十三五期间”主要桥隧养护技术

桥梁病害处治技术

目前主要常用的桥梁病害处治技术有裂缝封闭、灌注，混凝土破损修补、粘贴钢板加固、粘贴碳纤维、预应力碳纤维板、支座更换、桥梁纠偏、吊杆更换、增大截面法、伸缩缝更换等。

桥梁伸缩缝快速修复、加固施工新技术介绍：

模数式伸缩装置修复及加固技术发展现状：梳齿板伸缩装置可完全做到修复，模数式伸缩缝160型号及其以下型号，均可做到完全修复，模数式240型号及以上型号，根据具体损坏情况的不同，部分可完全修复，大部分进行应急性修复，不锈钢止水带的应用，解决了传统橡胶止水带更换难、寿命短的问题；对桥梁伸缩缝健康水平进行监测，可实现早、中期技术性检查，判断是否需要及时保养或修复。

新技术：行业内首家提出桥梁伸缩装置修复、加固技术概念，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及以下型号。

新工艺：主要有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。更换位移箱（中横梁）流程工艺流程：确定更换位置－开凿作业窗口－放置位移箱－调整位移箱位置－调整位移箱伸缩量－焊接固定位移箱－安装模板－浇筑锚固混凝土。

新工艺同步衍生的新材料有：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。

修复加固原理

160模数式伸缩缝单道维修方案各项指标对比

技术方案

工期

造价

安全性

环保

质量

社会效益

整体更换

≥15天

5 万元（10m）

长期占道施工，施工人员不小于5人，安全风险较大。

产生约5m³废料、2t废铁。新增钢材2t、混凝土5m³

质保2年

影响交通时间较长，同时存在较长时间安全隐患

修复加固

1~3天

2.4万元

短期施工，施工人员3人，安全风险相比整体更换人员数量、作业时间，按比例降低至⅓

产生约0.5m³废料。新增钢材0.3t，快速混凝土0.5m³

不低于整体更换，质保3年

相对工期短，减少一路三方工作压力，对收费公路及市政要道产生良好的社会效益

桥梁伸缩缝用不锈钢止水带和橡胶止水带参数对比

名称

伸缩量

抗拉强度

抗刺破能力

安装

造价

适用范围

不锈钢止水带

＞12cm

550MPa

＞156KN

不需要专用工具和专业工人

50元/米

常见模数式伸缩缝和梳齿板伸缩缝

常规橡胶止水带

8-12cm

12MPa

15KN ＜

需要专用工具和专业工人

45-150元/米

常见模数式伸缩缝

从上表可以看出，不锈钢止水带对比常规橡胶止水带具有伸缩量不受限制，耐久性、抗拉、抗刺破性能远大于常规橡胶止水带，安装更为便捷，不需要专用安装工具和专业安装工人，造价和常规橡胶止水带持平，材料可就近获得，加工方便，占用空间小，在伸缩装置型钢老化、卡槽堵塞情况下仍可以顺利安装等优点。

实际案例：

320型模数伸缩缝加固

不锈钢止水带

480型梳齿板更换

自走式桥梁检测养护平台介绍

自走式桥梁检测养护平台，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、保养以及特殊事故发生后的检查，也可以应用于桥梁排水工程、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，设计有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°旋转功能，能够实现对于大桥梁底外表面6-8米范围的覆盖检查，后期改进型号可增加5米的伸缩延展铝合金通道，方便覆盖更大范围的检测养护需求，更加方便的对病害进行标记并进行小规模的维修和养护。

自走式桥梁检测养护平台构造图

隧道病害处治技术

由于隧道病害具有缺陷在衬砌内部不易发现，病害具有一定的隐蔽性，隧道缺陷在外力或水的作用下，极易形成病害，隧道缺陷和病害数量较大、病情多，病害具有突发性（如掉块），整治比较困难，干扰大，工序复杂，整治一处病害往往需要较长时间封锁公路，对运营影响较大，隧道空间狭小，作业时间短，导致施工环境恶劣等特点。目前根据不同类型的隧道病害有不同的处置方法。

隧道病害分类及施工工艺、关键控制点

病害分类

施工工艺

关键控制点

隧道衬砌渗漏水病害

止水法

浆液配合比精确、槽封闭严密、注浆压力控制

导水法

PVC半管安装密封、防水砂浆涂抹（快速堵漏材料）

降低水位法

渗漏点定位、钻孔直径深度

喷射法、涂层法

必须结合降低水位法施工、涂层厚度

隧道衬砌结构病害

衬砌裂缝封闭、注浆

浆液配合比精确、裂缝封闭严密、注浆压力控制

衬砌脱空注浆

浆液配合比精确、拱顶钻孔安全、注浆压力控制、由低到高

局部凿除、植筋、钢筋混凝土嵌补法

钢筋植筋、模板安装、混凝土浇筑

W型钢板补强

W钢板与衬砌吻合度、粘钢胶涂抹均匀性、化学螺栓锚固

粘贴纤维复合材料

基面干燥、粘接胶质量

锚喷补强

锚钉施工、喷射混凝土施工

隧底病害

隧底注浆加固

浆液配合比精确、注浆压力

隧底钢花管注浆加固

浆液配合比精确、钢花管安装（塌孔）、注浆压力

新增仰拱

临时支撑、跳槽开挖、仰拱与二衬连接成整体

隧道直流集中智能供电系统介绍

根据《交通运输部公路局.公路隧道提质升级行动技术指南》和相关规范要求并结合贵州省的实际情况，对于长度不少于500m，以及长度虽然小于500m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。在照明设施提质升级的过程中，贵州国省干线公路隧道提质升级专项行动选取镇远一号隧道、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对LED灯具进行供电。因此，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。

该系统具有投资成本低、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。

隧道直流集中智能供电系统示意图

直流集中智能供电系统构成图

瓷化涂料在隧道中的应用介绍

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。该材料主要是在高温钢铁水作用下能够迅速发生陶瓷化转变的涂料，具有防腐、防火、耐磨、耐候、自洁性强等优点，不仅能够起到表面防护的作用，还能够起到美化装饰的作用。在隧道提质升级的过程中，贵州国省干线公路隧道提质升级专项行动瓷化涂料施做隧道共52座，累计10万平方米，瓷化涂料的使用得到了社会的广泛好评，取得了良好的使用效果。

瓷化涂料在隧道中的应用

“十四五”桥隧综合养护管理与技术趋势

“十三五”时期，我省通过积极探索和推进“四新技术”在公路养护中的应用，大力推广SBS改性乳化沥青、应用冷再生、高性能沥青混凝土、EME高模量沥青砼和双组份减速振动标线工艺、BMH冷拌冷铺材料等一系列新技术、新材料、新设备、新工艺，极大地提高了养护管理精度、效率和养护工程质量，全省普通国省干线公路路况水平持续改善，取得进步的同时，也更应该清醒地意识到我省与我国发达省份还存在的差距，路网布局与结构不合理、路网通行能力与服务能力不相匹配、绿色智能发展滞后、安全保障能力弱等瓶颈和问题，随着我省公路总里程的不断增加，等级的不断提升，以及环保要求和人民群众出行需求的不断提高，对新时代公路养护管理的专业化、规范化、机械化、信息化提出了更高要求，按照《“十四五”公路养护发展规划》，“十四五”时期，要继续坚持“安全至上、崇尚创新、注重协调、倡导绿色、厚植开放、推进共享”的发展理念成，激发广大养护职工的创造性，增强公路养护发展活力，进而深刻改变和重塑公路养护发展格局，为公路养护赢得更大的发展主动权。“十四五”公路养护技术发展将在“十三五”期间公路养护技术上继续完善和深化，在此基础上，更加注重安全、绿色、智慧、经济等。

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。实施全寿命周期养护试点，将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。一是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，推动标准体系健全，推动《养护工程安全作业指南》等安全养护规范标准的落地。二是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。三是养护标准化、安全标准化。通过《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2015）、《道路交通标志和标线第4部分：作业区》(GB

5768.4-2017）基本构建了养护安全管理标准化体系。本省通过制定相关安全作业指南对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进一步丰富了养护安全管理标准化体系，目前已出台《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）即将出台。

从修复性养护向预防性养护转变。“十四五”期间，将进一步推进预防性养护力度，进一步强化经常性、预防性养护的理念，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。目前我省高速公路、普通国省干线公路、农村公路、组组通存在养护管理多业主（19家业主单位）、管理多层次，资源整合不足等症结。

结合交通部《“十四五”公路养护发展规划》，要继续坚持“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，将推动省级建立绿色低碳养护技术及材料应用平台，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，更加突出发展的可持续性，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，推导绿色养护综合基地建设，立足于立体化路网规模，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）进行土地、设备等资源的整合利用，充分发挥各地优势，不断迭代升级和技术人才队伍培育，从材料准入选取、工艺控制等源头着手，从根本实现养护高质量绿色发展。

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

”期间，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，推动传统养护像智能化养护的转换，以公路全寿命周期为理论基础，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、主动式、预防性管理公路养护将变得更加“智慧”。

推进和提高养护作业机械化水平。将进一步加大公路养护成套设备研发推广，使用实用、便携、通用的日常养护机械设备，集成、连续、智能的工程机械设备，提高养护效率，推进养护作业快速化，从而提高养护的安全性。

专业化养护人才和养护产业工人培育。由于中西部地区公路养护行业市场化起步较晚，存在整体养护管理人才队伍素质不高，大部分一线养护工人没有接受过正规专业教育，大多数人参加工作过早，人才结构老化，缺乏创新意识，大多数新进年轻人技术还不全面，不能独当一面，人才结构不合理，专业管养技术人才及产业工人不成熟，导致了养护整体水平不高，发展缓慢。随着公路等级的不断提高，公路里程的不断增加，公路路网结构不断完善，对公路养护从业者的素质要求越来越高，应当进一步深化市场化观念意识，树立行业竞争意识，同时树立“科技兴路”理念，加快公路养护科技人才培养工作，重点抓好人才的培养、吸引和使用，通过人才的吸引、加大专业技能培训力度、抓好“以老带新、传帮带工作”等不断优化公路养护人才梯队建设，加大与交通职业院校合作，重视专业技术人才和技能型专业性养护工人的培育，做到人才的合理分布，协调统一，有效激发人才的创造力。

结语：公路桥隧养护已从“修复时代”到“预防性养护时代”，从理论技术寿命周期向全寿命周期发展跨越。大数据、物联网等信息技术在桥隧养护中扮演越来越重要的角色，只有不断推广“四新技术”，不断革新，建立智慧化技术和安全体系，并注重专业化人才和产业工人培养，通过不断地积累和迭代，才能切实保证公路桥隧运行安全。“十四五”期间，在交通强国战略西部试点省各项政策动力支撑下，贵州公路养护工作将立足“四新”技术应用范本推广，乘势而上，认真践行新发展理念，不断强化公路养护的基础性地位，将“四新”技术深度植入到日常养护工作中，打造和提升全天候、全路况的立体养护体系，通过不断的科技创新和应用，提升公路养护整体水平，助力贵州公路高质量发展，继续为巩固脱贫攻坚胜利成果、助推乡村振兴战略发挥公路交通的先行作用。