王宏民
(山西省交通科學(xué)研究院,山西 太原 030006)
過去30年,是我國高速公路建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)的30年,不僅實(shí)現(xiàn)了我國高速公路從無到有的跨越式發(fā)展,而且鑄就了四通八達(dá)的國省道運(yùn)輸大動脈,國民出行水平大幅提高。隨著大規(guī)模建設(shè)時代的結(jié)束,公路建設(shè)逐漸形成由建轉(zhuǎn)養(yǎng)新格局,但與建設(shè)水平相比,我們的養(yǎng)護(hù)維修卻略顯滯后。
本文通過對3 條不同時期投入運(yùn)營的高速公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀的調(diào)查,分析了各種病害產(chǎn)生的原因,列出了現(xiàn)行的養(yǎng)護(hù)程序和方法,結(jié)合高速公路養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢,提出了“標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、人性化和環(huán)?;钡酿B(yǎng)護(hù)新理念。
高速公路養(yǎng)護(hù)就是對公路的保養(yǎng)與維護(hù),保養(yǎng)側(cè)重于從建成通車開始的全過程養(yǎng)護(hù),維護(hù)側(cè)重于對被破壞的部分進(jìn)行修復(fù)。養(yǎng)護(hù)方法主要分為如下兩大類:
a)矯正性養(yǎng)護(hù) 即傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù),是指一般在公路設(shè)施出現(xiàn)明確病害或已部分喪失服務(wù)功能的情況下,再采取相應(yīng)的功能性或結(jié)構(gòu)性恢復(fù)措施。
b)預(yù)防性養(yǎng)護(hù) 是指在公路設(shè)施的結(jié)構(gòu)良好或病害、損毀發(fā)生初期,即對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù),延緩公路病害、損毀的發(fā)生或進(jìn)一步的擴(kuò)大從而達(dá)到延長公路使用壽命、保持公路完好率,提高公路質(zhì)量和服務(wù)水平,降低公路壽命成本,延長大中修期限為目的的作業(yè)方式,由美國在20 世紀(jì)90年代初提出。
目前,我們的養(yǎng)護(hù)方法主要還是矯正性養(yǎng)護(hù),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念雖然已經(jīng)提出多年,但受經(jīng)濟(jì)條件、養(yǎng)護(hù)理念等因素的影響,現(xiàn)實(shí)條件下采用的比較少。
對北方地區(qū)3 條不同時期投入運(yùn)營的高速公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查,3 條高速公路同屬寒冷地區(qū),均為重載交通瀝青路面,重載車比例G1>G2>G3,主要的病害如表1。
表1 病害調(diào)查表
由表1 可以看出,道路病害與通車時間和重載車輛比例成正比關(guān)系,通車時間越長,病害越多,重載車輛越多,病害越嚴(yán)重。
a)運(yùn)營時間較長,3 條路段均處于產(chǎn)煤區(qū),運(yùn)煤重載車輛多。
b)排水體系不完善,部分路段排水設(shè)施和構(gòu)造物設(shè)置不合理,導(dǎo)致路面積水不能及時排出。
c)施工工期壓縮,部分路基邊部壓實(shí)不到位,雨水滲入或工后沉降,導(dǎo)致路基路面沉陷。
繆斯是希臘神話中文藝和科學(xué)女神的通稱。她們以音樂和詩歌之神阿波羅為首領(lǐng),分別掌管著歷史、悲劇、喜劇、抒情詩、舞蹈、史詩、愛情詩、頌歌和天文。古希臘的詩人、歌手都向繆斯呼告,祈求靈感。
d)部分橋梁混凝土養(yǎng)生時間不足,引發(fā)裂縫病害。
e)隧道防排水設(shè)施在施工過程中有損壞未及時修復(fù),二期襯砌混凝土養(yǎng)生時間不足產(chǎn)生裂縫,繼而引發(fā)滲水。
f)運(yùn)營養(yǎng)護(hù)不到位,處理不及時,水害預(yù)防欠缺,使原本的小病害發(fā)展為大病害,如涵洞淤堵被水浸泡、路面裂縫封閉不及時、雨水下滲等。
a)路基沉降大和橋頭跳車的路段,多因濕陷性黃土地基處理不到位和臺背回填壓實(shí)不到位引起工后沉降,先銑刨舊瀝青層對路基進(jìn)行注漿或粉噴樁加固,補(bǔ)平沉降區(qū)后再鋪筑瀝青面層至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
b)路面沉降修復(fù)方案根據(jù)養(yǎng)護(hù)工區(qū)的監(jiān)測成果,經(jīng)過多年的運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)加鋪,沉降均已趨于穩(wěn)定,根據(jù)沉降量大小分為以下情況:
(a)最大下沉量小于等于6 cm 路段 沉陷段落兩端頭,銑刨4 cm,保證新鋪瀝青層與原有路面的有效銜接,采用細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土(AC-13)將沉陷區(qū)補(bǔ)平至原路面標(biāo)高。
圖1 下沉量小于等于6 cm 修復(fù)方案圖
(b)最大下沉量大于6 cm 小于等于10 cm 路段沉陷段落兩端頭,階梯狀銑刨4 cm+6 cm,保證新鋪瀝青層與原有路面的有效銜接,采用6 cm 中粒式SBS 改性瀝青混凝土(AC-20)+4 cm 細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土(AC-13)將沉陷區(qū)補(bǔ)平至原路面標(biāo)高。
圖2 下沉量大于6 cm 小于等于10 cm 修復(fù)方案圖
c)橋梁伸縮縫型鋼變形、斷裂的直接鑿除舊縫進(jìn)行更換,混凝土部分裂縫嚴(yán)重和擠碎的鑿除后重新澆筑混凝土,所有新澆筑混凝土均采用高性能混凝土,減短養(yǎng)生時間。
e)隧道局部滲水輕微處,做引水空腔將水引入兩側(cè)排水溝后排出洞外,滲水嚴(yán)重的鑿除二襯混凝土修補(bǔ)防排水設(shè)施。
以上養(yǎng)護(hù)維修方法均屬于病害既成事實(shí)后的矯正性養(yǎng)護(hù),病害已經(jīng)影響到行車安全和舒適性,或已影響到結(jié)構(gòu)安全,但所采用的養(yǎng)護(hù)方案基本是常規(guī)的,具有一定的通用性,可以實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)護(hù)。
高速公路實(shí)行全封閉,車速快、車流量大,養(yǎng)護(hù)作業(yè)均在路面上實(shí)施且施工時間較長,安全風(fēng)險特別大。另外由于路線里程長,日常養(yǎng)護(hù)經(jīng)常進(jìn)行,養(yǎng)護(hù)人員容易產(chǎn)生麻痹思想,安全警示標(biāo)志不規(guī)范,警告區(qū)長度不夠,車道渠化一般都是交通錐、隔離墩等軟隔離措施,容易造成交通事故,更增加了養(yǎng)護(hù)的危險性。
高速公路的養(yǎng)護(hù)工作會不同程度地封閉部分車道,影響通行速度和通行量,且容易引起交通事故,應(yīng)盡可能在最短的時間內(nèi)修復(fù)后開放交通,突發(fā)事件下的應(yīng)急養(yǎng)護(hù)尤其注重時效性,這就要求養(yǎng)護(hù)工作的組織協(xié)調(diào)、機(jī)具調(diào)配、施工作業(yè)、安全保障都要快速化,盡量減短施工工期。
公路工程是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工程,涉及力學(xué)、材料、水文、機(jī)械等諸多領(lǐng)域,專業(yè)性貫穿設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)全過程,特別是隨著新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用以及機(jī)械化水平的提高,注定高速公路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)必須走專業(yè)化道路。
現(xiàn)行的養(yǎng)護(hù)運(yùn)行機(jī)制基本還是沿用20 世紀(jì)末的傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式,編制養(yǎng)護(hù)計(jì)劃→上報(bào)→審批撥款→設(shè)計(jì)→施工→驗(yàn)收,完成整套程序耗時較長,對于日常小養(yǎng)護(hù)可能影響不大,但對于修復(fù)性養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就可能錯過最佳時機(jī),小病害發(fā)展為大病害,修復(fù)費(fèi)用也會隨之增加。
高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)不是同一家單位,存在一個建設(shè)移交和驗(yàn)收接養(yǎng)的環(huán)節(jié),建設(shè)期的設(shè)計(jì)和施工單位為后期養(yǎng)護(hù)的方便性和可持續(xù)發(fā)展考慮不足,如缺乏檢修通道、養(yǎng)護(hù)工區(qū)等配套設(shè)施的設(shè)置,缺乏運(yùn)營管理單位辦公場地的建設(shè),導(dǎo)致運(yùn)營后養(yǎng)護(hù)管理工作困難重重,只能擠占部分養(yǎng)護(hù)資金租用或補(bǔ)建,“重建輕養(yǎng)”的思想依然嚴(yán)重。
近年來,隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,高速公路的養(yǎng)護(hù)機(jī)械也得到了補(bǔ)充和更新,但是主要集中在壓路機(jī)、銑刨機(jī)、攤鋪機(jī)等傳統(tǒng)機(jī)具,缺乏科技含量高、自動化程度高的新型養(yǎng)護(hù)設(shè)備和檢測設(shè)備,很多養(yǎng)護(hù)工作仍然采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,效率低下,不能適應(yīng)快速化和精細(xì)化的要求,部分需要經(jīng)常檢測的大型構(gòu)造物由于缺少檢測設(shè)備,只能依靠國檢、省檢等專項(xiàng)檢查時才能發(fā)現(xiàn)問題。
高速公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù),都具有很強(qiáng)的技術(shù)性,需要從業(yè)人員具備良好的道橋基本常識和專業(yè)技術(shù),受重建輕養(yǎng)思想以及其他社會化因素的影響,多數(shù)技術(shù)人員都集中在建設(shè)領(lǐng)域,實(shí)際從事養(yǎng)護(hù)工作的作業(yè)人員專業(yè)化程度偏低,很多都不具備專業(yè)技術(shù),導(dǎo)致許多潛在的小病害發(fā)現(xiàn)不及時發(fā)展成大病害。
高速公路建設(shè)工程造價高,投資規(guī)模大,產(chǎn)生的效益也是立竿見影,而后期養(yǎng)護(hù)卻是花錢多見效慢,主要優(yōu)勢體現(xiàn)在全壽命周期成本上,政府和企業(yè)都愿意把有限的資金投入到新建公路,對養(yǎng)護(hù)資金投入不足,能省則省,導(dǎo)致許多病害得不到及時處治。
公路建設(shè)是發(fā)展,養(yǎng)護(hù)也是發(fā)展,而且是可持續(xù)發(fā)展,為了適應(yīng)交通發(fā)展新趨勢和解決養(yǎng)護(hù)中存在的問題,筆者提出“標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、人性化和環(huán)?;钡酿B(yǎng)護(hù)新理念,有計(jì)劃地發(fā)展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
結(jié)合3 條高速公路的病害調(diào)查和養(yǎng)護(hù)方法可以看出,占比最大的是路基路面,現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)方法比較通用,基本上是一個分類復(fù)制的過程,故提出標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)護(hù)方法,針對不同的病害,明確病害產(chǎn)生原因,根據(jù)不同的損壞程度,分類制定對應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方案,建立一套“養(yǎng)護(hù)工程標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫”,類似于公路橋梁結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖庫,可以直接套用,節(jié)省了制定方案的中間環(huán)節(jié)和時間,在設(shè)計(jì)、施工普及標(biāo)準(zhǔn)化的大環(huán)境下,養(yǎng)護(hù)工作也應(yīng)走標(biāo)準(zhǔn)化的道路。
隨著信息網(wǎng)絡(luò)的普及,現(xiàn)代社會已進(jìn)入信息化時代,傳統(tǒng)紙質(zhì)化的上報(bào)、審批養(yǎng)護(hù)運(yùn)行機(jī)制時效性差,已不能適應(yīng)新時期的快速化要求,建議利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立“養(yǎng)護(hù)工程信息化管理平臺”,并與上述的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng),根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的病害類型選擇對應(yīng)的處治方案,足不出戶完成養(yǎng)護(hù)工作的申報(bào)和審批流程,必將大幅節(jié)約運(yùn)行成本和審批時間。
高速公路養(yǎng)護(hù)人性化的缺乏體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)的多個環(huán)節(jié),建養(yǎng)脫節(jié)更加劇了這一短板,設(shè)計(jì)和施工中未充分考慮后期養(yǎng)護(hù)的便利性和可操作性,建設(shè)期未充分考慮運(yùn)營期的辦公場地和養(yǎng)護(hù)設(shè)備配置,如橋臺前錐坡缺少檢修平臺、橋墩缺少檢修步梯導(dǎo)致支座的檢查和更換困難,橋涵處缺少檢修梯道導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)人員上下路困難,邊溝設(shè)置蓋板導(dǎo)致清淤困難等,個別路段還缺少養(yǎng)護(hù)工區(qū)設(shè)置,以上缺陷在建設(shè)期稍加注意完善,就會為后期養(yǎng)護(hù)提供極大的安全性和便利性,故建議在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)全過程加強(qiáng)人性化理念,增設(shè)相關(guān)配套設(shè)施,促進(jìn)建養(yǎng)的有效銜接,建設(shè)期的小舉措成就養(yǎng)護(hù)期的大便利。
我們現(xiàn)階段的養(yǎng)護(hù)作業(yè)多數(shù)還屬于粗放式的傳統(tǒng)性養(yǎng)護(hù),以路面為例,銑刨舊面層,鋪筑新面層,不僅浪費(fèi)材料,而且廢棄的瀝青混凝土對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都落后,與我們國家現(xiàn)在倡導(dǎo)的節(jié)能減排不協(xié)調(diào),建議大力發(fā)展再生技術(shù),實(shí)施環(huán)?;B(yǎng)護(hù),特別是瀝青混凝土路面,既節(jié)省了碎石、砂礫和瀝青等原材料,節(jié)省了資金,又減少了瀝青廢料的排放,保護(hù)了自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,推動公路養(yǎng)護(hù)向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變。
公路交通的大規(guī)模建設(shè)伴隨而來的是大規(guī)模養(yǎng)護(hù),2018年3月交通運(yùn)輸部公開發(fā)布新的《公路養(yǎng)護(hù)工程管理辦法》,提出加快構(gòu)建現(xiàn)代公路養(yǎng)護(hù)體系,推行養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化、養(yǎng)護(hù)管理制度化、養(yǎng)護(hù)工程精準(zhǔn)化、養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)綠色化,是公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)的發(fā)展方向,也是公路交通轉(zhuǎn)型升級、服務(wù)交通強(qiáng)國的必由之路。
本文以高速公路養(yǎng)護(hù)為背景,結(jié)合現(xiàn)在的建養(yǎng)體制和現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)階段養(yǎng)護(hù)工程中存在的問題,同時提出了“標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、人性化和環(huán)保化”4 個養(yǎng)護(hù)新理念,推進(jìn)養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)型,加快構(gòu)建現(xiàn)代公路養(yǎng)護(hù)體系,體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念,希望能為同行提供些許借鑒作用。