高速公路养护管理的新技术研究与分析

摘要：众所周知，交通行业属于我国一项重要的支柱产业，其未来不断朝向智能化、多元化方向发展作。在此背景之下，高速公路建设数量逐年递增，为了提高使用年限，加强相关养护管理工作势在必行。在高速公路养护工作中，应该参照一定的政策标准和规范进行操作与管理，通过养护维修来保障行车的安全性、舒适性和可靠性，努力为人民群众营造良好的行车环境。

关键词：高速公路；养护管理；新技术

引言

据交通运输部相关统计数据显示，我国高速公路里程稳居世界第一，但不断增长的运营里程对于养护管理工作带来了一系列挑战，相关工作人员应明确高速公路常见病害类别及其影响，并能够从实际出发引进各类新技术手段，助力养护管理水平的不断发展与进步。

1高速公路养护管理现状

定期巡查的传统高速公路养护管理方式，通过巡查参数制定维修方案，难以及时发现路面破损、排水等隐患，增加交通事故概率，且不利于管控养护成本；同时，公路工程建设行业飞速发展，由于财政限制，难以及时补充公路养护成本，无法保障路面通行质量，威胁行车安全，缩短公路使用周期，增加后期养护管理成本；最后，降低地震等突发自然灾害以及事故对交通造成的影响，避免造成经济损失，养护管理部门应当及时作出判断，并给出完善应对措施。但是，常规养护管理方法缺少实时数据支撑，影响应急响应速度。

2高速公路养护常见病害

2.1坑槽

路面坑槽病害是网状裂缝与路面松散进一步发展形成的一种病害类别，按照其成因可分为水损害以及油损害等两方面，在气候环境变化以及车辆荷载运行的共同作用下，导致高速公路沥青路面的面层与基层之间相互脱离，其内部灰浆也将会顺着面层基层之间的空间不断溢出，同时在路面部位形成不断扩大的坑洞，随着坑洞的进一步扩展则会形成坑槽病害。

2.2裂缝

按照形态进行划分可将路面裂缝分为以下几种。首先是横向裂缝，此类裂缝与路面中心线基本垂直，长款差异较大，其内部唧浆可能会导致路面裂缝部位出现下凹沉陷等情况，同时还可能会加剧路面积水，导致公路路况不断受到影响。其次是纵向裂缝，此类裂缝多平行于路面中心线，同时沿行车方向不断延伸，一般出现在路基填方较高的公路项目当中，对行车安全以及车辆驾乘舒适性造成一定影响。最后是网状裂缝，在一些高速公路表面，由于周边环境以及路面载荷变化的影响，可能导致路面出现大量纵横交错的裂缝，使路面受到网状分割，同时在环境因素影响下还会向周边进行进一步发展与延伸，使高速公路的运行服务受到限制。

3高速公路养护管理的新技术

3.1构建基于数字孪生技术养护管理平台

基于数字孪生技术的高速公路养护管理平台主要由感知采集层、中台支撑层、服务应用层及交互层构成。感知采集层是平台的数据获取基础，依托传感器等硬件设备，实时捕获工程的各类状态信息，并通过先进的通信协议（如LoRaWAN、NB-IoT、5G等）确保数据的即时传输。中台支撑层分为孪生中台与数据中台两大核心组件。数据中台负责数据的存储、处理与分析工作，确保数据的完整性、准确性和时效性，同时支撑平台的可扩展性、稳定性及安全性。孪生中台则利用BIM（建筑信息模型）与GIS（地理信息系统）技术，构建高精度三维数字模型，实现物理实体与数字模型的精准映射与同步更新。服务应用层聚焦养护管理的实际需求，具备监测预警、信息管理、检查检测等功能。监测预警模块通过实时监测工程状态，及时发现并预警潜在风险；信息管理模块整合静态信息、监测数据及病害记录等多源信息，形成统一的管理视图，便于管理人员进行查询与管理；检查检测模块则支持高速公路的定期巡检与检测任务安排，确保巡检工作的顺利进行与后续跟踪。交互层能够为用户提供直观、友好的操作界面，通过数据可视化展示与用户交互设计，提升用户体验与操作便捷性，使养护管理工作更加高效、精准。

3.2建设高精度数字底座

高精度数字底座建设过程中，能够综合大数据分析技术、地理信息系统等共同作用，对公路基础设施实施全生命周期管理。面对高速公路多种设施与设备，物联网技术可以拉近各个主体间的关系，在互联互通的基础上实时传输参数；提高整个公路养护管理有效性，必须及时提取公路几何线路，以及路面应用等情况，而高精度移动测量采集工艺可以满足以上需求；大数据技术能够整合所有公路养护参数，提高养护决策水平；地理信息技术能够向可视化展示公路空间信息，保证养护管理活动高效开展。

3.3优化软硬件设施

从目前来看，我国部分高速公路养护管理单位所采用的一些硬件，不符合现实养护管理需求，这就要求相关单位必须积极采用妥善方法，优化现有的软硬件设施。首先，应当适当增加成本投入，根据各区域养护管理情况，采购适合的智能硬件设施；其次，面向社会公开招聘专业的人才，搭建高素质的信息开发小组，由专业人士对智慧养护管理技术的需求进行科学剖析，同时要对相关软件进行设计；再次，迅速弥补落后硬件设施的不足，配置现代化GPS定位系统、服务器等设施；最后，联同有关部门共同研发更具兼容性的软硬件设施，为后续高速公路养护管理效率与质量提升奠定良好基础。

3.4推行标准化养护作业流程

高速公路养护是一项综合性工作，繁琐又复杂，需要严格按照标准化养护管理要求，结合养护工程类型，明确公路养护范围，制订科学可行的养护计划，合理选择养护材料及相关设备，要求施工队伍参照相关养护标准，有序开展质量控制与验收评估工作，确保高速公路养护的每个步骤均符合标准化养护标准。同时，在标准化养护管理中，相关部门要牢固树立“经常性、预防性”的养护理念，在日常养护中落实养护巡查措施，根据常见的病害问题，建立健全的养护闭环管理机制，确保准确涵盖养护决策、养护计划、作业管理等多个方面，合理划分各级管理机构的养护职责权限。通过以上措施，指明后续养护工作的开展方向，不断提高养护的效率和质量，提升工程整体运营效率。

3.5灵活应用5G+AI技术

迅猛提升的科学技术水平，有效带动了5G技术、AI技术等的全面应用。深度整合5G+AI技术进行高速公路养护管理，可以采用无人机自动巡检与AI远程运维平台，基于人工智能导向下，实现远程化公路养护的目标。其中，基于5G技术上的无人机设备，体现出超视距巡检的优势，能够全天性采集并回传高清图像，集中存储到云端后深度分析，帮助管理人员及时且精准地找出路面潜在病害。同时，高速公路养护中5G+巡检车辆的应用，搭载的4K高清摄像机及无感探伤传感器的车辆，集成强大联通功能的5G网络，可以根据采集图像情况，准确定位病害的部位与具体类型，以辅助人员制定科学的养护方案。

3.6构建养护数据库

建设高速公路养护数据库，前提是需要整合基础设施数字地图参数。统一收集公路几何线路、路线状态等多种参数，创建完善的公路基础数据库，促使后期养护管理活动有序进行，也能够极大降低人员养护管理负担。同时，完善高速公路养护数据体系，还可以创建业务数据库、主题数据库等，全面覆盖养护流程、设备监管以及人力管理等各个方面，精细化做好养护管理任务；为降低高速公路病害概率，还需要落实预防性养护管理理念，通过创建主题数据库能够深度挖掘养护参数，根据工程项目使用状态及时找出病害隐患，提前制订养护方案。

3.7打造智能化综合养护平台

智能化综合养护平台搭建过程中，一是需要应用先进科技创建高速公路日常养护管理系统，根据路段信息，制定完善的养护方案、养护巡查计划等。平台能够通过图表、地图等方式，可视化展示各类公路养护信息，促使管理人员能够清楚掌握公路的运营情况。同时，采用大数据、人工智能化等手段深度分析采集到的所有参数，辅助管理人员制定预防性的公路养护计划。新形势下，深受行业关注的物联网技术，在公路养护过程中，能够实现全天性远程监控的效果，管理人员能够迅速找出并处理潜在问题，根据现有的养护资源与人力，合理配置，从而显著提升资源利用价值。二是智能化综合养护平台创建过程中，高速公路养护管理单位还需搭建一个数据中心，灵活应用GIS技术，全方位调查公路沿线附属设施的线性特征、网格化分布特点、地理空间参数等，给公路养护管理工作提供必要的数据支撑，以实现提升养护管理成效的目的。

结语

综上所述，在当前时代经济发展背景下，积极引进这种新技术，不断优化高速公路养护管理工作，一方面能够提升车辆行驶安全，消除项目表面可能存在的各项安全隐患，同时还能够延长使用寿命与耐久性能，使其面层与基层部位实现充分契合，降低高速公路建设与使用成本，规避养护管理工作当中所面临的各项问题，使养护目标得到更加全面地落实。

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