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基于檢測和監測數據分析的高速公路養護

   2015-10-29 中國公路趙淑銘32230
核心提示:  適當的時機采用適當的養護方法,將有效節省大量的資金,而且滿足社會公眾對快速施工、節能環保的要求。檢測、監測工作在公路
   適當的時機采用適當的養護方法,將有效節省大量的資金,而且滿足社會公眾對快速施工、節能環保的要求。檢測、監測工作在公路養護中的作用,就是幫助運營商確定“適當的時機”和“適當的方法”。

  傳統公路養護工作作業,僅針對公路主體及沿線設施,忽略了路線以外的地質環境以及交通服務設施,目前已經開展的檢測、監測工作絕大多數也僅限于公路主體及沿線設施。按照現代公路交通安全與服務的理念,養護工作內容不僅應包括線內工程,同時應當包括線外工程及交通工程,檢測、監測工作應當同步跟進。這項工作目前的開展情況。

  高速公路檢測結果和結論

  10多年來,陜西省高速公路建設集團公司連續對所轄高速公路的道路、橋梁、隧道、滑坡體進行檢查、檢測和監測,采集和積累了大量的現場數據,經過對現場獲得數據與公司養護數據的統計和分析,可得出以下結果和結論。

  道路檢測

  陜西省高速公路線路貨車流量約占30%,部分路段達60%至70%,路面使用性能下降非常快。通過路面使用性能指數衰變規律分析,以及對交通量增長、歷年單項指標檢測結果和路面使用質量指標的關聯分析,發現高速公路大約每3年進行一次預防性養護工作,基本能夠保證路面技術狀況和服務水平達到良好狀態。同時,日常養護間隔應該密集,整體養護應及時。

  橋梁檢測

  根據橋梁定期檢查所統計出的三類橋梁出現規律,隨著舊橋的及時加固、新建橋梁標準的提高,橋梁每年出現三類橋的概率大約為0.5%至0.6%。隨著運營年限的增加,結構病害增長速度也會隨之增長。

  隧道檢測

  根據隧道定期檢查結果,結構安全檢查A(A l e r t)級隧道目前尚未發現,結構安全檢查B(Back)級隧道出現幾率在25%至30%(《公路隧道養護技術規范》JTG H12-2003中對隧道日常、定期和特別檢查結果的判定分類不夠明確,新規范頒布后此數據會有一定程度的變化)。但隨著運營年限的增加,結構病害增長速度也會隨之增長。

  此外,根據滑坡監測數據分析結果,5年內出現變形破壞階段滑坡體的幾率為5%。

  高速公路養護的發展方向

  高速公路病害產生的原因很多,主要包括設計因素,如不按《公路工程技術標準》勘測設計等;施工因素,如原材料、混合料配合比、施工工藝等;客觀環境因素,如交通量、超載車輛、極端天氣條件、自然災害等;養護工作的影響因素,如養護不及時或方法不當。

  目前已經開展的工作,線內工程有道路、橋梁、隧道的定期檢查,橋梁特殊檢查、橋梁健康監測等,線外工程有滑坡體監控等。線外工程中不良地質調查,以及交通工程中的交通安全設施、服務設施以及管理設施(機電工程)的檢查工作尚未開展。

  連續多年對高速公路進行檢查與檢測,效果明顯,為陜西省高速公路養護工作提供了有效的依據,降低或避免一些不必要損失的產生。

  開展橋梁健康檢查工作

  由于荷載作用、疲勞效應和材料老化等不利因素,橋梁結構不可避免的自然老化、損傷積累,甚至導致突發事故,因此應針對特大橋進行長期監控、連續觀測工作,建立先進、實用的橋梁健康與安全監控系統,實時掌控橋梁運營狀況,實現大橋服務水準的實時安全報警,合理配置大橋養護維修資源,為降低橋梁運營維護成本提供科學依據,保證大橋檢查維修策略的制定具有針對性、及時性和高效性。

  加強滑坡監測工作

  高速公路沿線實施的滑坡監測,可通過前期的資料收集及現場調查,確定實施監測的范圍和數量。經過2年至3年的監測,對屬于蠕動變形的滑坡體降低監測頻率,屬于滑動破壞狀態滑坡體的進行長期監測。通過一段時期的監測,既能對重點滑坡體長期監測,又擴大了監測的范圍,對高速公路沿線的滑坡體起到了排查作用。筆者曾根據滑坡監測的變形數據,結合現場巡查情況,成功地對G65包茂高速銅川至黃陵段黃陵方向K715+900至K716+000邊坡異常變形進行預警,養護部門及時采取卸載及加固措施,避免了一場可能發生的嚴重危及安全運營的事故。

  開展不良地質調查工作

  開展不良地質調查工作的必要性

  高速公路作為一種線狀構造物,不可避免地要穿越各類地貌單元,涉及各種復雜的地質和地形條件,遭受著各種災害的威脅。其中,泥石流在我國西部公路分布廣泛、類型多樣、活動頻繁、災害嚴重,其嚴重影響著公路的正常運行和行車安全。泥石流災害是區域性的,平均每年造成的直接經濟損失達數億元之多,死亡人數近千人。因此加強高速公路沿線泥石流災害調查具有重要的社會意義。

  泥石流調查技術

  泥石流調查的內容主要包括地質條件、泥石流特征、誘發因素、危害性、泥石流防治情況等。根據泥石流災害的調查內容,采取災害歷史資料收集與現場調的方法獲取所調查高速公路沿線泥石流的災害概況,還需要掌握高速公路沿線溝谷的地形地貌、巖性構造、氣象水文、植被條件、人類經濟活動情況以及災害發生的歷史紀錄等泥石流災害形成的背景條件。

  調查方式采用點、線、面相結合的專業調查為主的方式進行。所謂的點指根據已掌握的資料和高速公路養護部門的報險線索,對災害點或出險點逐一進行現場調查。所謂的線指沿滑坡、崩塌、泥石流易發生的溝谷進行追索調查。所謂的面是指依據設計單位提供的平面地質構造圖,采用網格控制調查,對地質條件進行修測,了解災害形成演化的地形地貌、巖(土)體結構等地質背景條件,了解人類活動較弱地帶泥石流分布和發育規律,了解高速公路沿線各溝谷致災的可能性。

  開展交通工程(機電)檢測工作

  高速公路為用戶提供高效、安全的通行條件,沿線附屬設施是重要組成部分。因此,對交通工程的定期檢修也非常重要,雖然在相關養護規范中已有明確規定,但在實際工作目前尚未全面實施。

  建立高速公路養護信息資料庫

  建立高速公路養護信息資料庫,可以從技術手段上提高養護管理質量,主要體現在3點,首先保存高速公路各種基礎數據和養護業務數據,統一業務數據的管理,提高數據使用效率和資料的完整性,便于數據的更新。其次是以病害為管理對象,建立起病害生命周期模型,可實現對病害發展的全程管理。最后是能根據不同的指標情況制定出不同的養護對策,做到量化養護的目的。

  利用自動化智能檢測技術提供的檢測結果,建立高速公路養護信息化資料庫,通過對這些檢測數據的分析,建立道路、結構物病害生命周期模型,從而科學地制定公路養護管理計劃,可使養護工作走在病害發生之前,由被動轉為主動,能夠更為有效地提高養護管理水平,提高工作效率,讓高速公路更好的為公眾提供高效、安全、舒適的服務。

 
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