高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化分析

李強

（河北交通投資集團有限公司，石家莊 050000）

1 引言

高速公路全壽命周期是指高速公路從規劃、設計、施工、運營到停止使用的全過程。 全壽命周期理念要求在全過程范圍內考慮高速公路的建設和養護管理， 以實現高速公路整體效率的提升、成本的降低和運營安全的保障。 因此，研究高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化具有重要意義。

2 高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的重要性

在高速公路建設階段， 一體化的管理能夠確保工程質量和進度控制，從而提供良好的道路條件。 例如，在施工過程中，通過科學的規劃和合理的設計， 可以減少交通擁堵和事故發生的可能性。 同時，一體化的管理還能保證道路設施的維護和更新，及時修復路面損壞、疏通排水系統等，提高道路的耐久性和可靠性，為人們提供更加安全和舒適的行車環境。

在交通方面，隨著城市化進程的加快和車輛數量的增加，交通擁堵問題日益突出。 而高速公路作為重要的交通干線，其建設和養護管理的質量直接影響著交通的流暢性。一體化的管理可以確保高速公路的擴建和改造工程能夠順利進行，提高通行能力，緩解交通壓力。此外，通過對高速公路進行定期的巡查和維護，及時發現并處理交通事故、故障車輛等問題，可以減少交通事故的發生和交通堵塞，提高整體的交通效率[1]。

3 高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化現狀分析

目前， 在高速公路建設方面， 我國已經取得了顯著的成就。近年來，我國不斷加快高速公路建設步伐，完善交通網絡，提高交通運輸效率。 截至2023 年年底，我國高速公路總里程超過17.7 萬km，為我國的經濟發展和人民生活提供了便利條件[2]。

在高速公路養護管理方面，目前，我國已經建立了一套完善的高速公路養護管理體系，包括養護規劃、養護標準、養護技術等方面的規范和指導。 同時，我國還加強了對養護管理的監督和評估，確保養護工作的有效進行。 此外，隨著我國科技水平的不斷提高， 一些先進的養護技術和設備也逐漸應用于實際工作中，提高了養護管理的效率和質量。

盡管我國在高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化方面取得了一定的進展，但仍然存在一些問題需要解決。

第一，由于高速公路建設規模龐大，投入資金巨大，養護管理工作的壓力也相應增大。 特別是在一些經濟欠發達地區，由于資金和技術的限制，養護管理工作難以得到有效的保障。

第二，由于高速公路的使用頻率不斷增加，路面損耗和設施老化問題逐漸凸顯[3]。 這就需要加強養護工作的周期性和預防性，及時進行維修和更新，以確保公路的安全和可靠性。

4 高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的實施要點

4.1 全壽命周期成本分析

在全壽命周期成本分析過程中，需要根據項目實際情況，從估算建設成本、估算運營成本兩個方面去分析[4]。

4.1.1 估算建設成本

根據項目設計圖紙、施工方案和市場價格等因素，詳細估算高速公路工程建設的總投資額，包括征地拆遷成本、材料設備成本、施工成本等。 如按照項目占地面積、土地性質、當地征地補償標準等因素，估算征地拆遷成本，若征地面積為66.67 hm2（1 000 畝），當地征地補償標準為每畝6 萬元，則征地拆遷成本為6 000 萬元，從而得到征地拆遷成本。 材料設備成本是根據項目設計圖紙、 選用的材料設備規格型號和市場價格等因素，估算材料設備成本，如結合項目設計方案預估所需要的材料和設備數量、 具體型號， 再結合市場中的材料和設備價格，估算出材料設備的成本。 施工成本則是根據施工方案、施工圖紙、施工合同等，對工程量、施工工藝、人員費用、施工變更、施工養護、施工管理等因素綜合考慮，估算出的施工成本。工程建設成本是對上述成本的總和體現。

4.1.2 估算運營成本

根據項目運營年限、交通量、管理模式等因素，估算高速公路運營期間的成本，包括養護成本、管理成本、收費成本、環保成本等。

1）養護成本：根據項目運營年限、養護標準、材料設備價格等因素，估算運營期間的養護成本。例如，假設項目運營年限為30 年，按照每年進行一次路面養護、每3 年進行1 次橋梁養護的頻率，根據養護標準和材料設備價格，估算總養護成本。

2）管理成本：根據項目運營年限、管理模式、管理人員數量等因素，估算運營期間的管理成本。

3）收費成本：根據項目運營年限、收費標準、收費系統投資等因素，估算運營期間的收費成本。

4）環保成本：根據項目運營年限、環保標準、污染處理技術等因素，估算運營期間的環保成本。 例如，假設項目運營年限為30 年，采用尾氣處理裝置和噪聲屏障等環保措施，根據環保標準和污染處理技術，估算總環保成本。

4.2 智能檢測與監測

在高速公路建設階段， 通過智能檢測與監測技術對工程建設質量進行實時監控， 確保工程質量符合設計要求和國家標準。 在運營階段，運用智能檢測與監測技術對高速公路的路面、橋梁、隧道等設施進行定期檢查，及時發現潛在的安全隱患，為養護決策提供數據支持[5]。 智能檢測與監測技術可完成以下工作。

1）路面檢測。 采用先進的路面狀況檢測設備，如路面激光掃描儀、紅外熱像儀等，對路面的平整度、抗滑性、承載能力等進行量化評估。 通過對檢測數據進行分析，評估路面的服役狀況，為路面養護提供依據。 例如，路面平整度通常用國際平整度指數（IRI）表示，其數值一般在20～300，數值越小表示路面平整度越高。

2）橋梁檢測。運用橋梁檢測機器人、超聲波檢測儀等設備，對橋梁的結構狀況進行詳細檢查，評估橋梁的承載能力、抗震性能等指標。 發現問題后，及時采取措施進行修復或加固，確保橋梁安全運行。 例如，橋梁承載能力通常用極限承載力來表示，通常要求橋梁的極限承載力應不低于設計要求的1.5 倍。

3）隧道檢測。 利用隧道檢測車、漏水檢測儀等設備，對隧道的照明、通風、消防等設施進行檢查，同時評估隧道的襯砌結構狀況，防止隧道病害發生，通常隧道照明亮度應確保駕駛者在隧道內的可視距離不低于100 m。

4）交通流檢測。 通過視頻監控、微波檢測等技術，實時監測高速公路交通流量、車速等信息，為交通控制、事故預防和交通疏導提供數據支持。

5）環境監測。 運用空氣質量檢測儀、噪聲檢測儀等設備，監測高速公路沿線的環境狀況， 評估高速公路建設對環境的影響，為環境保護提供依據。 一般建議高速公路沿線噪聲不應超過70 dB。

5 高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化實施策略

5.1 做好信息系統建設

信息系統建設是實現高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的保障。 此系統的數據采集與傳輸層能夠實時采集高速公路建設、養護和管理過程中的各種數據，如施工進度、質量、安全、交通流量、氣象條件等，并通過無線通信技術（如4G/5G、NB-IoT 等）將數據傳輸到數據中心；數據中心能夠接收、存儲和管理從數據采集層傳輸過來的數據，并進行數據處理和分析。 數據中心可以采用云存儲技術確保數據存儲的安全性和可擴展性；應用層能夠為用戶提供各種應用服務，如建設進度管理、養護決策支持、安全預警等。 通過信息系統建設，實現高速公路建設、 養護和管理全過程的信息共享和高效管理。 相關單位一定要重視現代化技術的引入，加大資金支持，結合高速公路實際情況與發展需求做好信息系統針對性研發和設計，并定期做好系統升級更新、維護管理，確保為高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化實施提供保障。

5.2 加強組織領導

高速公路作為國家交通網絡的重要組成部分， 其建設和養護管理需要高度的組織協調和領導力量。 只有通過加強組織領導，才能確保各項工作有序進行，實現高速公路的高效運營和可持續發展[6]。

因此，應設立專門的高速公路建設與養護管理機構，明確職責分工，形成科學高效的工作機制。 要注重培養和選拔具備相關專業知識和管理能力的人才，建立專業化的管理團隊。 還要加強對各級領導的培訓和考核， 提高他們的組織協調能力和決策水平。

高速公路建設和養護管理涉及多個部門和單位的合作，需要建立密切的溝通渠道和協作機制。 可以定期召開工作會議、座談會等形式，及時交流信息、解決問題，確保各方的利益得到充分考慮和平衡。 同時， 要加強與社會各界的溝通與合作，廣泛聽取意見和建議，形成共識，推動工作的順利進行。

5.3 提升技術水平

在現代交通領域，技術是推動發展的核心動力，高速公路作為重要的交通基礎設施， 其建設和養護管理水平直接影響著交通運輸的安全、效率和可持續發展。 通過提升技術水平，可以提高高速公路建設的效率和質量，延長道路使用壽命，減少維護成本，提高交通安全性，促進經濟發展。

可以加強科研力量的建設， 鼓勵高校和科研機構開展相關研究，培養高素質的科研人才。 這可以通過建立科研項目和獎勵機制，提供資金支持以及加強國內外合作等方式來實現。并引進先進的技術和設備，包括施工機械、監測儀器等，以提高施工和養護效率。

要實現高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的目標，還需要注重技術創新和管理創新。 技術創新方面，應加大對新材料、新技術和新工藝的研究和應用力度，推動高速公路建設與養護管理向智能化、綠色化方向發展。 例如，利用智能交通系統進行車輛管理和交通流量控制，采用可再生能源供電系統以降低能耗等；管理創新方面，應優化管理體制和機制，推行信息化管理，提高管理效率和決策水平。 例如，建立數字化平臺實現對施工和養護過程的實時監控和數據分析，以便及時調整工作計劃和資源配置，并加強與相關部門和企業的合作與交流，共同解決公路建設和養護中的難題和挑戰。

6 結語

綜上所述， 高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化對于車主和交通皆具有重要意義。 本文先闡述了高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的重要性， 又對高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化現狀進行分析， 后從全壽命周期成本分析、 智能檢測與監測敘述了高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化的實施要點， 最后從做好信息系統建設、加強組織領導、提升技術水平提出了高速公路全壽命周期建設與養護管理一體化實施策略。 希望對實現高速公路建設與養護管理的可持續發展，提高道路通行能力和安全性，促進交通和經濟社會的發展具有幫助作用。