新技術在山西省公路施工養護中的應用與效果分析

陳永勇,申鐵軍

（1.山西中招康信項目管理有限公司，山西 太原 030006; 2.山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

山西省交通行業以低碳技術為新起點，堅持綠色引領，加快推動公路養護設施產品系列化及產業化進程，通過科技賦能，實現交安設施更新換代，為加強機械設備管理與技術革新工作，聚焦問題導向和目標導向，積極搭建職工成長成才平臺，引導帶動全員參與科技創新，推廣創新成果，助力降本增效，推動路域經濟高質量發展[1-3]。

1 新能源機械設備的應用與效果分析

新能源機械設備在高速公路養護作業中具有環保優勢和成本優勢，其二氧化碳排放量比柴油機械設備減少約20%左右，同時運行維護成本相對較低。為加大新能源機械設備在山西省高速公路養護作業中的使用，近年來與國內多家知名品牌廠家協議儲備各類新能源機械設備，依托機械設備“以租代購”模式，將在高速公路多線型、多路段及小氣候條件下開展試點應用，通過采集和分析新能源機械設備養護作業信息，不斷完善新能源機械設備應用場景、技術指標和服務標準，推動新能源機械設備在山西省高速公路養護管理中廣泛應用，助力山西省實現“節能減排”和“降本增效”雙目標[4]。

2 全自動化環保型融雪劑生產線的應用與效果分析

山西省自主研制了國內首臺可以同時以工業鹽和海鹽為原材料生產融雪劑的全自動化環保型融雪劑生產線。該生產線主要由精細破碎系統、沸騰流化床系統、高效烘干系統、高質量造粒系統及廢氣廢水循環處置再利用系統組成，產能可達60 000噸/年。以生態環保業務為切入點，組織新型道路材料領域的科研團隊進行技術攻關，圍繞環保型融雪劑的研發生產先后取得5項發明專利[5-7]，并針對山西省不同地區、不同路段的融雪化冰需求，已形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型固體融雪劑及無機鹽、環保型液體融雪劑等系列產品，有效保障了山西省高速公路雪季運營的暢通與安全，科技創新為產業發展賦能增勢的成效顯著。以環保型融雪劑生產線成功投產為新起點，堅持綠色引領，加快推動環保型融雪劑、生產工藝、配套裝備的改造升級與成果轉化，通過科技賦能，推動路域經濟高質量發展[8-10]。

3 隧道智能檢測系統的應用與效果分析

隧道智能檢測系統自投入運行以來，目前已經應用于130多條高速公路的1 100多座隧道，累計檢測隧道超2 400 km。隧道智能檢測系統2022年又成功承攬四川蜀道城鄉投資集團隧道襯砌表觀檢測技術服務項目。項目涉及四川省江習古高速等8條高速公路，總長130多千米的隧道襯砌表觀檢測技術服務，包含襯砌裂縫、襯砌滲漏水、襯砌剝落等隧道病害的質量檢測工作，并提供數字化、可視化的檢測結果。蜀道集團是四川省屬國有企業首家世界500強企業。項目實施體現了蜀道集團對隧道智能檢測系統的高度肯定，同時夯實了在西南區域中心新的項目支點。

4 低碳耐久型不銹鋼防撞護欄

以低碳環保為切入點，以長壽命護欄為著力點，與太鋼集團優勢科研團隊進行技術攻關，攻克了不銹鋼材料性能調控、熱壓成型精準控制、高頻焊接和護欄碰撞仿真等一系列技術難題，開發出新一代公路防撞護欄產品。該產品無需熱浸鍍鋅，具有耐腐蝕性能強、全壽命周期成本低、回收利用價值高、低碳環保等優越性，符合國家低碳環保產業發展方向和綠色交通發展理念。低碳耐久型不銹鋼防撞護欄項目是山西交控集團和太鋼集團戰略合作的重點項目，是山西省特鋼材料產業鏈的重要支撐。見圖1、圖2、圖3。

圖1 不銹鋼防撞護欄進場程序流程圖

圖2 不銹鋼防撞護欄自行檢測程序流程圖

圖3 不銹鋼防撞護欄外委檢測程序流程圖

5 智慧交通AI遠程監測預警系統的應用與效果分析

為實現高速邊坡智慧運維和養護深度決策，進一步保障路域運營安全。智慧交通AI遠程監測預警系統采用遠程視頻監控測量技術，融合了先進的機器視覺、傳感認知、視頻智能應用、大數據挖掘、物聯網等技術手段。通過在邊坡進行全景批量化布點，在遠距離布設慧眼AI測量攝像機，進行全天候智能巡航，遠程即可對各個監測目標的變形、沉降、位移、氣候情況等進行數據采集。智慧交通AI遠程監測系統的成功應用，在精準高效監測的同時，有效克服了傳統人工監測帶來的成本高、實時性差、效率低、覆蓋面小、監測真空期長等弊端，為邊坡運營管理的智慧決策提供了數據支撐，實現了邊坡安全監測的遠程可視化、智能化、自動化、精準化，為太長高速公路密織了一張“智慧化”的守護網。

6 公路養護新技術的應用與效果分析

6.1 巡檢機器人

養護技術人員研發了高速施工管理“巡檢機器人”。該設備由運動底座、云臺攝像機、語音廣播、爆閃警示器、可視化軟件平臺、高德地圖定位器等組成，對過往司乘人員進行可視化警示提醒。

6.2 專屬道路施工安全標志牌

針對傳統道路施工安全標志牌多為路面放置式，存在易受外力因素發生傾斜導致提示效果差等情況，通過創新改造，加裝固定支架，實現標志牌靈活伸縮、安全高效的特點，提高安全標志牌警示效能。利用站區養護生產車間，集思廣益，結合傳統標志固定裝置優缺點，將標志牌支架與護欄板相連接形成穩固支架，最后通過調整伸縮緊固裝置，實現標志牌牢固擺放。改進特殊結構的專屬道路施工的安全標志牌，使其具有結構簡單可靠、安全高效、無需裝卸、靈活便捷、角度可調等優點。

6.3 一體成型攔水帶

在路面巡查中，發現已安裝的攔水帶破損嚴重，且所需數量較大。據介紹，傳統處置方式需要先行在廠家預制，運輸到指定地點后進行更換安裝，施工、采購、運輸成本較高。為解決這一難題，該站技術人員結合實際，積極開展了《自主實施制作一體成型攔水帶》課題研究。結合所轄路段管養實際，在熟練掌握新型滑模機操作作業的基礎上，通過對原材料和混合料生產配合比等試驗，成功自制了混凝土攔水帶和瀝青攔水帶試驗段。經測試，在現場制作的攔水帶各項指標均能滿足養護施工技術及規范要求，較之傳統處治方式線形更流暢、外形更美觀，且每米成本降低約30%。

6.4 應急發電智能控制模塊

堅持科技管理，持續輸送動能。開展降低隧道電能消耗的課題研究，通過差異化控制隧道消防電伴熱開啟功率，按照天氣情況間隔電伴熱開啟等，實現隧道電能消耗同比降低28%以上。進行《應急發電智能控制模塊》課題研究，通過合理提高隧道EPS電源利用率，有效降低隧道發電機應急發電時長，實現降低柴油油耗40%~50%。

6.5 固體廢棄物再利用

持續優化銑刨料預制路緣石設備和工藝，產品達到日產200塊，并全部用于路面養護，有效降低養護管理成本。護欄板整形再生利用，也是落實降本增效工作的重要舉措，通過整形再生技術，讓“受傷”的護欄板重獲“新生”。此外，自主實施ETC彩色路面鋪裝工程、自主實施路面標線施劃，在美化路域環境的同時進一步提高通行效率。此外，路面銑刨瀝青廢料，通過過篩篩分，也可以用于制作攔水帶，切實達到降本增效的目的。按照“精、細、實、清”工作標準，對機電設備備品備件庫內物資配件進行逐項盤查和分區分類堆放，有效提高物資周轉利用效率。

6.6 加大修舊力度，深推降本措施

養護技術人員通過對閑置的波形護欄板修復矯正后再利用，將變形損壞的波形護欄板，推進維修改造后的波形護欄修復矯正機滾壓整形，多輥矯平，恢復其原有的板形和性能，修復率達97%，大大降低了高速公路養護成本。同時，引進手推式灌縫機用于路面裂縫修補及混凝土收縮縫灌縫填充，整機僅48 kg，操作輕巧方便，灌縫速度大幅度提升，且灌縫效果美觀沒有毛邊，彎曲裂縫處接縫無痕跡，出料流量可調，有效地解決了原有灌縫機管道易堵塞的問題。

6.7 無人機的應用

公路維護時把無人機技術與現場檢查相結合，有效彌補了人力在安全監管工作中的不足，形成全方位覆蓋的新模式，協助養護人員掌握真實情況，精細化排查安全生產存在隱患，抓好安全隱患整改。

7 結語

綜上所述，山西省交通行業近年來與國內外知名高校開展聯合創新，進一步促進產學研用深度融合。堅持以市場需求為導向，依托智慧交通山西省實驗室，凝心聚力、守正創新，通過研發“巡檢機器人”等一系列新技術，賦能智慧養護，引進先進設備，助力提質增效。持續優化智能檢測系統，提升了技術核心競爭力，鞏固了交通行業領先地位，以科技成果轉化全力支撐了山西省公路行業路域經濟的發展。