數(shù)字時(shí)代下的江蘇省普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)理論體系與實(shí)踐

陳俊

摘要 將傳統(tǒng)的普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程提升到智慧化、數(shù)字化的高度，是實(shí)現(xiàn)江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。文章在總結(jié)江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程管理的發(fā)展現(xiàn)狀和不足的基礎(chǔ)上，建立了普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)理論體系，提出了養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化、質(zhì)量管控智能化、安全保障智慧化、管理模式集約化、養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化的五化體系架構(gòu)，并結(jié)合江蘇省某普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程提出了智慧養(yǎng)護(hù)目標(biāo)與主要措施。

關(guān)鍵詞 國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程；智慧化；建設(shè)體系架構(gòu)

中圖分類號(hào) U418文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）24-0178-04

0 引言

交通是興國(guó)之要，強(qiáng)國(guó)之基。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路路網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，截至2022年末，全國(guó)公路總里程達(dá)到5 354 800 km，其中，普通國(guó)省道達(dá)到773 100 km，面對(duì)如此龐大的路網(wǎng)規(guī)模，如何進(jìn)一步提高公路養(yǎng)護(hù)工程的管理水平成為影響當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的一大關(guān)鍵問題[1]。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、衛(wèi)星遙感、5G通信、數(shù)字孿生等技術(shù)的發(fā)展為公路養(yǎng)護(hù)工程帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[2]。

2021年10月，交通運(yùn)輸部印發(fā)了《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，從數(shù)字化的采集、網(wǎng)絡(luò)化的傳輸和智能化的應(yīng)用等視角出發(fā)，提出打造交通設(shè)施數(shù)字感知、信息網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋、運(yùn)輸服務(wù)便捷智能、行業(yè)治理在線協(xié)同、技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新活躍、網(wǎng)絡(luò)安全保障有力的數(shù)字交通體系，支撐交通運(yùn)輸行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

因此，在數(shù)字時(shí)代下，有必要將傳統(tǒng)的普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程提升到智慧化、數(shù)字化的高度，推進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 發(fā)展與不足

現(xiàn)有的江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程管理發(fā)展和不足主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 養(yǎng)護(hù)組織模式仍需優(yōu)化

頻繁的公路養(yǎng)護(hù)工程路面占用影響公路網(wǎng)整體運(yùn)行效率，考慮養(yǎng)護(hù)施工段對(duì)線路擁堵的實(shí)際影響，養(yǎng)護(hù)作業(yè)對(duì)公路網(wǎng)效率的影響更大。目前江蘇省在普通國(guó)省道已試點(diǎn)開展了“集中養(yǎng)護(hù)”模式與整線化養(yǎng)護(hù)模式的應(yīng)用，該模式能夠拓展養(yǎng)護(hù)作業(yè)空間，有效提升路段整體養(yǎng)護(hù)綜合效益，但仍需優(yōu)化養(yǎng)護(hù)組織模式，進(jìn)一步提升路網(wǎng)運(yùn)行效率[3]。

1.2 養(yǎng)護(hù)綠色集約仍需加強(qiáng)

綠色養(yǎng)護(hù)、低碳養(yǎng)護(hù)是推進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)工程可持續(xù)發(fā)展的重要方向，是實(shí)現(xiàn)資源消耗減量化的必由之路。目前江蘇省已持續(xù)開展再生技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，但仍需深化改進(jìn)瀝青舊料再生技術(shù)、溫拌瀝青混凝土技術(shù)，強(qiáng)化舊料摻量、加熱效率、再生瀝青的耐久性，全面提升江蘇省普通國(guó)省道綠色、低碳養(yǎng)護(hù)水平，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率[4]。

1.3 踐行全結(jié)構(gòu)狀況檢測(cè)理念

提升公路養(yǎng)護(hù)科學(xué)精準(zhǔn)決策水平，踐行公路全結(jié)構(gòu)狀況檢測(cè)理念，應(yīng)用更智能、更便捷的無損設(shè)施檢測(cè)及監(jiān)測(cè)裝備，探索形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型公路養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策技術(shù)體系，采用全壽命周期經(jīng)濟(jì)分析方法評(píng)價(jià)路面養(yǎng)護(hù)方案的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益，提升設(shè)計(jì)精細(xì)化水平[5]。

1.4 加強(qiáng)“四新”技術(shù)應(yīng)用推廣

加速“四新”技術(shù)成果轉(zhuǎn)化及應(yīng)用，進(jìn)一步解決典型頑固病害養(yǎng)護(hù)難題，以提升高效、綠色、低碳養(yǎng)護(hù)作業(yè)能力，形成一整套具有顯著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)[6]。

2 普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)理論體系

2.1 養(yǎng)護(hù)思想及發(fā)展目標(biāo)

2.1.1 養(yǎng)護(hù)思想

開展普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程既是普通國(guó)省道提質(zhì)增效的內(nèi)在要求，也是培育現(xiàn)代化公路養(yǎng)護(hù)產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略引領(lǐng)。在普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)過程中，以數(shù)字智慧理念為引領(lǐng)，以改革創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以高質(zhì)量發(fā)展為主題，適應(yīng)大交通流量下規(guī)?；B(yǎng)護(hù)新特征，依托工程建設(shè)數(shù)字化成果，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)可靠、規(guī)范高效、先進(jìn)智能、綠色集約的智慧養(yǎng)護(hù)工程管理體系，逐步實(shí)現(xiàn)在役公路數(shù)字化，切實(shí)提升公路養(yǎng)護(hù)工程數(shù)字化、智慧化水平。

2.1.2 發(fā)展目標(biāo)

貫徹落實(shí)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》等文件要求，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，加快推進(jìn)新技術(shù)、新材料、新模式、新理念在公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用，以業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景提質(zhì)增效為抓手，采用集約化養(yǎng)護(hù)管理模式，實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)管理的智能化、精細(xì)化、綠色化和高效化，推動(dòng)事前、事中、事后全過程智慧管養(yǎng)，切實(shí)提升公路養(yǎng)護(hù)智能化水平。

2.2 發(fā)展原則

堅(jiān)持以人為本：以便民、利民、惠民為根本原則，進(jìn)一步提升路網(wǎng)運(yùn)行效率，加強(qiáng)公眾出行的獲得感、幸福感和安全感。

堅(jiān)持統(tǒng)籌集約：統(tǒng)籌養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量、效率與安全，加強(qiáng)路面、橋梁養(yǎng)護(hù)工程集約化水平，推廣“集中養(yǎng)護(hù)”模式，提升路段整體養(yǎng)護(hù)綜合效益。

堅(jiān)持創(chuàng)新引導(dǎo)：結(jié)合養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀，探索新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，加速“四新”技術(shù)成果轉(zhuǎn)化及應(yīng)用，提升普通國(guó)省道綠色養(yǎng)護(hù)、低碳養(yǎng)護(hù)水平。

堅(jiān)持安全可控：安全性是普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)的最重要因素，應(yīng)采用智能監(jiān)測(cè)、主動(dòng)預(yù)警等科技手段提升公路養(yǎng)護(hù)安全保障能力[7]。

2.3 體系架構(gòu)

由于部省級(jí)暫未印發(fā)普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程相關(guān)指導(dǎo)性文件，該文根據(jù)《江蘇省“十四五”公路發(fā)展規(guī)劃》《江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)現(xiàn)代化示范實(shí)施方案》以及交通運(yùn)輸部《關(guān)于打造公路水運(yùn)品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》工作要求及適用范圍，結(jié)合江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程的特點(diǎn)，搭建江蘇省普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)體系架構(gòu)，詳見表1。

全面梳理《江蘇省“十四五”公路發(fā)展規(guī)劃》《江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)現(xiàn)代化示范實(shí)施方案》中關(guān)于普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)工程的相關(guān)要求，結(jié)合《關(guān)于打造公路水運(yùn)品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》中質(zhì)量、安全及綠色環(huán)保的發(fā)展方向，建立普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)理論體系，提出養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化、質(zhì)量管控智能化、安全保障智慧化、管理模式集約化、養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化的五化體系架構(gòu)，詳見表2。

2.4 實(shí)現(xiàn)路徑

2.4.1 養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化

在養(yǎng)護(hù)工程前期加強(qiáng)智慧管養(yǎng)，應(yīng)用路基路面結(jié)構(gòu)性病害自動(dòng)化檢測(cè)。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)方案精細(xì)設(shè)計(jì)，針對(duì)不同路段、不同病害采用不同的養(yǎng)護(hù)措施。基于建設(shè)、交通、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境等多元數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建形成公路養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策技術(shù)體系。

2.4.2 質(zhì)量管控智能化

針對(duì)傳統(tǒng)管理模式下質(zhì)量管控精細(xì)化不足問題，探索更加經(jīng)濟(jì)適用的養(yǎng)護(hù)工程智慧工地建設(shè)，推廣質(zhì)量管控系統(tǒng)、無人化養(yǎng)護(hù)技術(shù)，搭建養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量智慧管控平臺(tái)，切實(shí)提高養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量監(jiān)管水平，提升養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量水平。

2.4.3 安全保障智慧化

大力實(shí)施公路科技興安工程，加強(qiáng)安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化，推行安全防護(hù)設(shè)備設(shè)施工具化、定型化、裝配化，推進(jìn)養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備成套化、智能化，通過智能監(jiān)測(cè)、主動(dòng)預(yù)警等科技手段提升養(yǎng)護(hù)安全保障能力。

2.4.4 管理模式集約化

以“管制時(shí)間最短、交通影響最小、養(yǎng)護(hù)效率最高、工程質(zhì)量最優(yōu)、安全風(fēng)險(xiǎn)最低”為目標(biāo)，創(chuàng)新公路養(yǎng)護(hù)組織模式，科學(xué)組織大流量下同一路段內(nèi)多項(xiàng)目、多工種養(yǎng)護(hù)作業(yè)同步交叉實(shí)施，提升公路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)整體作業(yè)效率和工程質(zhì)量。

2.4.5 養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化

強(qiáng)化綠色“四新”技術(shù)研究應(yīng)用與評(píng)價(jià)，大力推進(jìn)資源集約循環(huán)利用，深化路面材料再利用技術(shù)攻關(guān)，提高路面舊料再生利用效率，提升再生瀝青混合料的耐久性能。

3 普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目概況

江蘇省某普通國(guó)省道采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h。該養(yǎng)護(hù)工程以“智慧養(yǎng)護(hù)”為主題，以項(xiàng)目決策科學(xué)化、質(zhì)量管控智能化、安全保障智慧化、管理模式集約化、養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化為抓手，運(yùn)用道路病害檢測(cè)機(jī)器人、質(zhì)量智慧管控系統(tǒng)、長(zhǎng)壽命周期路面性能觀測(cè)站等新技術(shù)，積極打造養(yǎng)護(hù)樣板品牌，探索推動(dòng)事前、事中、事后全過程智慧管養(yǎng)，構(gòu)建智慧養(yǎng)護(hù)工程體系。

3.2 主要措施

3.2.1 項(xiàng)目決策科學(xué)化

（1）道路病害檢測(cè)機(jī)器人。應(yīng)用道路檢測(cè)機(jī)器人、探地雷達(dá)等設(shè)備對(duì)重點(diǎn)路段進(jìn)行深度檢測(cè)，在路面表觀圖像和地下三維結(jié)構(gòu)模型成像后，自動(dòng)識(shí)別和統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害，實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)檢測(cè)的數(shù)字化和智能化，在“事前”實(shí)現(xiàn)智慧管養(yǎng)，指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)方案精細(xì)設(shè)計(jì)。

（2）精細(xì)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合實(shí)際病害調(diào)查及檢測(cè)情況，分段、分病害開展養(yǎng)護(hù)處治方案設(shè)計(jì)。其中，針對(duì)表面輕微裂縫病害密集路段采用抗裂薄層罩面處治方法；針對(duì)瀝青表面老化、磨耗嚴(yán)重路段采用表面層出新處治方法。

3.2.2 質(zhì)量管控智能化

（1）質(zhì)量智慧管控系統(tǒng)。安裝拌和站管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)混合料生產(chǎn)“事前預(yù)控、事中監(jiān)控、事后分析”，保證瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量。升級(jí)改造現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，實(shí)現(xiàn)瀝青三大試驗(yàn)（針入度、軟化點(diǎn)、延度試驗(yàn)）數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、上傳、自動(dòng)分析處理。

在攤鋪機(jī)、壓路機(jī)上安裝了智能管控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集攤鋪時(shí)間、位置、速度、溫度、厚度等關(guān)鍵參數(shù)，指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)作業(yè)規(guī)范施工，提高路面攤鋪的平整度、碾壓覆蓋率和軌跡精度。

（2）無人化養(yǎng)護(hù)技術(shù)。開展無人集群施工，創(chuàng)新采用高精度數(shù)字操控、不間斷穩(wěn)定施工、多級(jí)安全控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)碾壓軌跡的精準(zhǔn)控制，避免過壓和漏壓，保證攤鋪的均勻性、碾壓壓實(shí)度和表面的平整度，極大提高瀝青面層的施工質(zhì)量。

3.2.3 安全保障智慧化

（1）智慧錐桶。大規(guī)模采用智慧錐桶劃分施工作業(yè)區(qū)域，為養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員高筑生命安全堡壘。通過與高德地圖App數(shù)據(jù)平臺(tái)的無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)施工區(qū)域定位、施工預(yù)警發(fā)布等功能，構(gòu)建起人、車、路之間的及時(shí)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)距離提前預(yù)告。

（2）鐳射安全預(yù)警裝置。應(yīng)用鐳射安全預(yù)警裝置對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行預(yù)警，利用激光不分散、亮度高、投射遠(yuǎn)等特性，在夜間有效警示過往車輛。同時(shí)可以緩解駕駛員的疲憊感，降低過往車輛在施工路段發(fā)生事故的概率。

（3）移動(dòng)式監(jiān)控設(shè)備。在施工現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)360°可移動(dòng)式太陽能智能監(jiān)控設(shè)備，施工道路全覆蓋，實(shí)現(xiàn)3 km范圍內(nèi)施工現(xiàn)場(chǎng)全時(shí)段無盲區(qū)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和施工過程可視可預(yù)警可追溯等功能，大幅提升養(yǎng)護(hù)工程安全管理水平。

（4）養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員安全預(yù)警裝備。施工人員配備智能手環(huán)、安全肩章等智能穿戴產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)人員的定位、感知、預(yù)警和音視頻等功能，有效保障養(yǎng)護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全。

3.2.4 管理模式集約化

（1）統(tǒng)籌綜合養(yǎng)護(hù)。為有效縮短施工周期，降低施工造成的交通影響，最大程度避免重復(fù)封閉占用路面作業(yè)情況，統(tǒng)籌安排路面修復(fù)、橋梁預(yù)防養(yǎng)護(hù)及全線范圍內(nèi)排水設(shè)施優(yōu)化、路域環(huán)境整治提升等工作內(nèi)容。

（2）長(zhǎng)壽命周期路面性能觀測(cè)站。根據(jù)路段交通量特征，選取重載交通斷面埋設(shè)智能顆粒傳感器，開展長(zhǎng)期數(shù)據(jù)采集分析，將常規(guī)路段修復(fù)養(yǎng)護(hù)與CCA抗裂磨耗層預(yù)防養(yǎng)護(hù)進(jìn)行跟蹤對(duì)比，以此判別各技術(shù)養(yǎng)護(hù)效果，為新技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)及推廣提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.2.5 養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化

全面推廣地聚合物注漿加固技術(shù)、URP無車轍路面、CCA抗裂磨耗層、高聚物注漿技術(shù)、瀝青混凝土廠拌熱再生等綠色養(yǎng)護(hù)技術(shù)，大幅節(jié)約原材料消耗，提高施工效率，減少對(duì)道路交通的影響，進(jìn)一步提高路面的強(qiáng)度和耐久性。

4 結(jié)語

該文在梳理相關(guān)政策文件的基礎(chǔ)上，明確了普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)發(fā)展目標(biāo)與原則，建立了普通國(guó)省道智慧養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)理論體系，提出了養(yǎng)護(hù)決策科學(xué)化、質(zhì)量管控智能化、安全保障智慧化、管理模式集約化、養(yǎng)護(hù)技術(shù)綠色化的五化體系架構(gòu)，并從體系架構(gòu)出發(fā)提出了相關(guān)實(shí)現(xiàn)路徑與具體實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1]平剛. 檢測(cè)大數(shù)據(jù)在智慧型高速公路養(yǎng)護(hù)中的創(chuàng)新應(yīng)用研究[J]. 中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)， 2022（7）： 4.

[2]邱暾. 基于5G和AI技術(shù)的高速公路智慧養(yǎng)護(hù)應(yīng)用研究[J]. 北方交通， 2022（5）： 68-70.

[3]智勇， 周宏， 曹蕾， 等. 基于5G+的無人重型機(jī)械集群應(yīng)用研究——以高速公路智慧養(yǎng)護(hù)為例[J]. 江蘇通信， 2023（3）： 16-20+24.

[4]欒斌， 于云飛， 王林. 普通國(guó)省道干線公路的養(yǎng)護(hù)管理研究[J]. 運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2022（7）： 107-109.

[5]沙曉東， 章茜. 江蘇省普通國(guó)省道養(yǎng)護(hù)管理體系研究[J]. 交通世界， 2021（27）： 7-11.

[6]羅群星. “四新”技術(shù)在貴州省國(guó)省道瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中的運(yùn)用及建議[J]. 交通科技與管理， 2022（23）： 184-186.

[7]陳昱. 普通國(guó)省道智慧公路建設(shè)研究與應(yīng)用[J]. 智能城市， 2022（3）： 16-18.