2019年9月,中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》,要求交通运输要构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系,打造一流设施、一流技术、一流管理、一流服务。打造一流设施,除了要建设好,还要养护好,“建养并重”已成为交通强国建设第一阶段的显著特征。
如何养护好公路基础设施?关键是要完整、准确、全面贯彻新发展理念,深化公路养护供给侧结构性改革,用高科技、高效能,创新、发展、重塑公路养护体系,推动公路基础设施养护实现高质量和可持续发展。
安徽省安庆市太湖县寺前大桥桥梁检查
01
重塑检查评定体系
公路基础设施检查技术和手段的变革与发展,使公路基础设施分类检查的内容、深度和边界发生了变化,重塑巩固基础设施检查评定体系已成为客观需求。
要拓展公路基础设施检查的深度和广度,应由查病害、观表象,向既要查病害、观表象,又要知风险、明隐患转变。
要提高公路基础设施检查的高效性,应由现行的中低速移动检查、定点检测,向高速移动精准感知、“天—地—空”一体化检查检测变革发展转变。
要降低公路基础设施检查对交通运输的影响,需做好系统检查向飞行检查和无人化、智能化检测的转变。
要提高公路基础设施评定的精准度,应从评等级、判需求,向既要评等级、判需求,又要断安全、定耐久转变。
要提升公路基础设施检查评定的数智化水平,实现公路基础设施检查评定向人工智能诊断评价的转变。
当前,必须深刻认清当今科技革命和产业变革对公路基础设施养护带来的破边越界和交叉融合影响,优化调整现行规范的公路基础设施检查分类和内容,实现检查评定模式的适应性变革。
02
创新发展公路运行监测体系
公路基础设施运行监测,事关公众出行安全和国家财产损失,建立高效、可靠、管用、经济的监测体系十分必要。
首先,要进一步明确公路基础设施运行监测的目的,使运行监测真正发挥掌握公路基础设施运行状况、知晓病害发展、预知风险影响、预报隐患威胁等的作用。
其次,创新发展公路基础设施运行监测的理论方法,解决好运行状况、病害发展、风险影响等问题,实现监测手段敏感、准确、可靠、耐用和监测方法先进、经济、高效、集约的目标。
再次,需打造高稳定、长寿命、高安全、自供能和可公网传控、能够自诊断的监测系统,解决好在人迹罕至之地长期稳定、经济实用监测的问题,实现监测系统的可自检、可自校、可管控。
最后,要强化对公路路域范围内环境条件、相关风险要素及其影响的监测,构建起极端气候条件、不良地质状况及其风险隐患的监测预警及防范控制体系,提高公路基础设施御灾能力。
安徽德上高速无人机高边坡巡检
03
发展健全养护科学决策体系
公路基础设施养护的科学决策,事关有限养护资金使用效益最大化、合理化的问题。
要贯彻落实好公路基础设施的全寿命周期养护理念,构建公路基础设施运行期全寿命周期养护理论和费用效益优化分析方法,推动公路基础设施养护整体向基于全寿命期的预防养护、修复养护、专项养护、应急养护转型。
强化公路基础设施工程材料、构件抗力、结构性能及其有关作用的跟踪观测研究,建立起工程材料劣化、构件抗力衰变、结构性能退化、设施功能丧失等全寿命周期的时变模型,为养护的科学决策提供基础性依据。
分步建立健全公路基础设施“养护—效用”最优分析理论和方法,研究构建能反映我国区域特征和交通特点的养护决策大模型,实现我国公路基础设施养护的决策向科学量化计算和机器学习迭代变革。
加强公路基础设施养护后评估理论和方法的研发创新,构建公路基础设施养护的推演分析与评估体系,为养护科学决策提供预见性依据。
04
做优养护实施体系
公路基础设施养护实施体系事关一流设施的打造,应做实做优养护设施实施体系,使其规范有序、及时高效。
首先,进一步规范我国公路基础设施的预防养护实施体系,建立起公路基础设施预防养护的全寿命周期规划、前瞻设计和及时实施机制,使预防养护成为公路基础设施服役能力和服务水平得以保持的常态化、高效化手段。
其次,进一步规范我国公路基础设施的修复养护实施体系,建立健全公路基础设施病害的诊断评价和修复“时间—效益”分析机制,强化病害修复的针对性和根治性设计,解决好在最适合的时间根治好病害、在需要更换构件时能得到及时更换的难题。
再次,进一步规范我国公路基础设施的专项养护实施体系,研发创新公路基础设施能力衰变、功能丧失的鉴定评估方法,建立相应的技术体系和责任追究机制,健全公路基础设施完善增设、加固改造、拆除重建和灾后恢复等及时实施的长期支持保障计划及行动。
最后,进一步强化公路基础设施自然灾害风险的辨识评估与安全服役隐患的排除确定行动,把提高公路基础设施的韧性和可靠性纳入应急养护体系,建立起提升公路基础设施的御灾能力和安全耐久水平的事先防范机制。
05
发展养护产业支撑体系
公路基础设施养护是专业很强的专门产业,离不开工程材料、工程制品、工程装备、机械设备、仪器仪表、机具工具、应用软件等相关产业的支撑。因此,打造现代化的养护产业体系,必须推动养护所涉及到的相关产业向高科技、高效能、高质量发展。
深化工程养护材料研发创新,注重路面养护材料向高强、高性能、低碳化和宽适应性等方向发展;把握路基养护材料向高渗透性、快速固化和生态友好等发展方向;关注边坡养护材料向固坡、增绿和无害化等方向发展;抓住结构混凝土养护材料向轻质、高强、高渗入、高致密、高耐久、快增强、低收缩等方向发展。
强化工程制品有关产业的创新发展,着力解决好工程预制构件的工厂化生产和智能化制造问题,注重可更换构件的寿命提高、环境适应性提升及方便拆卸与更换的问题,解决支座及伸缩缝和拉吊索及系杆等装置的长寿命、高可靠、可感知、易维护、便调节等问题,还要关注体外预应力体系的高强、低松弛和高可靠锚固、低应力衰减等。
强化路面再生、除冰除雪、应急救援、抗灾保通、无人作业等领域的工程装备,向自主可控、先进适用、系统完备等方向创新发展,推进养护所涉及的工程装备向低碳、数智、轻量、环保、低耗、高效转型。
强化桥梁拆除、隧道加固补强等机械的研发创新,提高公路基础设施养护机械的自动化、便捷化、高效化和数控化水平。
强化公路基础设施检(监)测仪器、仪表的研发、创新,解决好检(监)测仪器、仪表的体系化、自主化、专业化和数智化等问题。
强化公路基础设施养护机具工具的研发创新,形成完备的养护机具工具体系,实现养护机具工具的电动化、自动化和数控化。
强化公路基础设施养护领域应用软件的研发,打造“检、监、养、运、保”于一体的新一代养护管理系统,创建公路基础设施建养运数字孪生平台。
安徽省六安市金赛县省道452线梅河大桥桥梁巡检
06
打造先进引领的技术标准体系
一流的设施要靠一流的技术和一流的标准来维护。要形成一流的养护技术必须加强基础应用研究,创新引领源头,加强关键核心技术攻坚,形成自主创新超越的灵魂。
首先,要瞄准交通强国和科技强国建设的原始创新与颠覆创新需求,在推动公路基础设施养护高质量发展方面,着重加强基础应用研究,如加强公路基础设施各组成部件长期服役性能及其时变规律的观测研究;公路基础设施工程材料退化劣化机理、劣化速率、失效形态及其寿命确定模型的研究;诱发公路工程边坡发生灾变的条件及其机理、破坏形式与模拟分析方法的研究;公路工程养护“费用—效益”系统时效最优分析理论与最佳估计决策方法的研究;公路工程结构服役安全问题及其可靠性分析理论与计算方法的研究;公路工程养护新材料、新方法、新工艺和新设备等。
其次,应锚定“世界前列”定位的科技创新、产业创新需求,在推动公路基础设施养护高质量发展方面,着重加强关键核心技术攻关,如攻克工程材料性能退化后的再恢复及其延寿技术;突破工程材料腐蚀劣化的抑制阻止及其自修复技术;研制养护新材料的可感知化及其适应性制备技术与生产工艺;创新提出工程结构检测用机器人负载快速爬行技术及检测结果的解析方法,攻克采用高速移动未接触方式无损检测工程结构缺损的精准性提升技术;突破公路基础设施飞行检查的数字化、精准化识别与分析技术;研制公路边坡发生突变的超前感知预测预判和抢先防治技术;创新提出公路边坡与路域地貌的生态修复与生物固化技术;加快推动路面路基预防性养护的技术变革与颠覆性创新,研发创新路面完全再生利用的低碳、节能、减污、降噪技术;攻克基于机器人的3D打印修补、喷注修复与瞬时胶合技术;加快研发桥梁隧道完善增设、加固改造等方面的新方法及新技术;研究提出公路基础设施适应性与韧性评估及其提升技术,融合发展“人工智能+公路基础设施养护”的创新技术,交叉发展应急救援与快速抢险的新技术、新装备。
一流的技术需要一流的标准引领技术发展,支撑保障技术得到良好的全面应用。对标交通强国建设需求,我国公路基础设施养护方面的标准,需要在体系重塑的基础上强化强制性标准,健全推荐性标准,增补引领性标准。
要围绕“应该开展什么样的养护、达到什么样的设施标准”等问题,优化制定公路基础设施养护的强制性标准,解决公路基础设施养护总体原则、安全质量等方面的强制性要求问题。
要优化、完善、重塑公路基础设施养护方面的产品和技术标准及规范,以保证用于养护的产品和技术有规可循、有章可依,具有先进性和竞争力。
要围绕交通强国建设阶段目标,把握公路基础设施养护的科技创新与产业创新现状和发展趋势,及时制定发布一些具有前沿性和引领性的标准规范,助力一流设施、一流技术、一流管理、一流服务的有序打造。
07
打造与建设交通强国相适应的人才队伍体系
在“十四五”之前,我国公路行业以建为主,30多年的大规模公路建设,打造了一支能力和水平均位居世界前列的公路基础设施建设及管理的人才队伍,形成了人才高峰和高地。相对而言,在养护方面,人才短缺现象突出,高层次的领军人才、高技能的骨干人才明显偏少,养护从业队伍在能力和水平上与交通强国建设要求存在较大差距。加强公路基础设施养护人才队伍建设已成为当务之急。
要把握住公路基础设施养护的工作特点和规律,加强创新型、应用型、技能型人才的培养,强化学科交叉和跨界融合人才的培养,造就一批有影响力的养护科技领军人才和创新应用团队。要大力培养树立全国劳动模范和公路养护工匠,建立市场化用人体制和激励机制,创建公路养护文化品牌,打造一支素质优良的养护大军。
08
破解制度体系和资金保障难题
近年来,在公路基础设施养护方面,深化改革不断推进,在体制机制创新和治理能力提升方面取得不少成绩,但体制机制尚未完全理顺,相关配套改革措施尚不完善。
下一步,应瞄准公路基础设施养护市场化的改革方向,锚定打造现代化养护产业体系的布局和要求,检视评估现行政策与制度体系,找准短板弱项和政策障碍,按照“建立统一开放养护市场”“用创新驱动养护高质量发展”的基本遵循,优化、重塑公路基础设施养护的政策与制度体系,推动公路基础设施养护组织实施模式、市场化方式等的变革创新。
同时,公路基础设施养护资金短缺,也是世界性的难题。随着我国公路路网规模的不断增大,养护需求与资金供给的“剪刀差”越来越大,严重制约着公路养护事业的健康发展。
按照“预防为主”“安全至上”的养护方针,必须深化养护需求与资金供给关系的研究,强化公路基础设施养护需求的统筹规划;构建养护资金周期总额控制使用及增长机制,建立公路养护预算管理制度及其三年统筹养护机制;健全基于资产保值增值、设施技术状况提等创优、服务水平保持提升的养护绩效评价体系,完善依据养护绩效奖励养护资金的激励机制。
文/交通运输部公路科学研究院 张劲泉 程寿山 和海芳,中路高科交通检测检验认证有限公司 刘红义