贵州铜仁高速公路养护技术取得突破性进展 科技创新助力基础设施长效安全

近年来,随着高速公路进入大规模运营养护阶段,桥梁、护栏等混凝土构件在长期雨雪侵蚀、紫外老化与温度循环作用下,易出现碳化、疏松、蜂窝麻面、钢筋锈蚀等病害。

病害若处置不及时,轻则增加反复维修频次和交通组织压力,重则影响结构耐久性与行车安全。

同时,高墩、拱圈等部位作业高度大、空间受限、风险突出,传统人工方式对安全保障与作业效率提出更高要求。

如何在保障通行秩序的前提下提升耐久性、降低全周期成本,成为运营单位面临的现实课题。

从成因看,一方面,部分老旧路段设施服役年限增长,既有混凝土构件在氯盐、湿热、冻融及紫外环境下加速劣化,常规修补难以从源头延缓病害演进;另一方面,传统养护方式对人员依赖度高,遇到高空、盲区和复杂构造时,检测与处置“看不见、够不着、风险高”的问题较为突出,导致作业窗口期缩短、交通干扰增加、成本上升。

与此同时,行业对“少封闭、快施工、长效果”的需求日益迫切,倒逼养护技术向材料升级与装备升级并进。

围绕上述痛点,贵州高速集团铜仁营运中心以“低成本、长寿命、高安全”为目标,推进两项技术攻关:一是既有混凝土结构防腐涂装关键技术研究,二是无人机高墩防腐技术研究与应用。

针对混凝土护栏碳化、疏松等病害,中心组建党员先锋队并联合相关单位,对G60沪昆高速(玉凯段)超过1.3万平方米护栏实施长效防护改造。

团队在充分踏勘与病害机理分析基础上,引入氟碳树脂与纳米材料复合思路,经过多轮配比试验与性能验证,形成适配路域环境的涂层体系,并坚持“一路一策”精细化实施,在S15松从高速(铜大段)及G60沪昆高速(玉凯段)开展外场试验,建立涂层性能数据库,重点对附着力、耐盐雾、抗紫外老化等指标进行对比评估。

实践表明,该体系在极端雨雪、强紫外和温变循环条件下仍保持稳定,能够有效避免起泡、脱落、粉化等问题,为护栏穿上更耐久的“防护层”。

在桥梁养护方面,铜仁营运中心把握低空技术应用趋势,将无人机引入高墩、拱圈等关键部位的病害处置。

针对人工难以触及的“作业盲区”,中心科技创新青年突击队对无人机进行定制化改装,并同步优化特种涂料与喷涂工艺,使其兼具高分辨率巡检、病害识别与精准喷涂能力。

作业中,无人机可抵近病害点位获取影像信息,对混凝土表面蜂窝麻面、早期钢筋锈蚀等进行定位处置,喷涂精度达到厘米级,并具备智能避障能力,适用于拱圈下部等视线死角。

为解决垂直壁面施工易流挂、固化时间影响通行组织等难点,团队从涂料黏度、固含量等参数入手优化配方与工艺,使流挂现象减少70%,表干时间控制在2小时内、实干不超过8小时,既提升成膜质量,也缩短占道影响时长,防护周期可达8年左右。

技术攻关带来的影响,既体现在“看得见”的经济账,也体现在“算得清”的安全账和耐久账。

数据表明,相关成果实现混凝土护栏耐候性能提升60%以上、使用寿命预计延长至8年以上;高空养护作业效率提升约3倍;累计节约养护成本超过680万元。

其中,在G60沪昆高速(玉凯段)13.2公里试点应用中,无人机喷涂带来综合成本节约约658万元;在S25沿榕高速(思剑段)试点中,直接成本节约26.23万元。

更重要的是,无人机替代部分高空人工作业,显著降低了人员暴露在高风险工况下的概率,为实现养护作业本质安全提供了新的路径。

从对策层面看,此次实践体现出高速养护从“被动维修”向“主动预防”转变的思路:以材料体系提升耐久性,以数字化影像与装备化作业提升精准性,以数据库与分路段策略提升适配性,以更短的施工窗口减少交通影响。

同时,技术推广也需要标准化、可复制的管理体系支撑,包括材料质量控制、施工工法参数固化、飞行作业安全边界、数据采集与评估流程等,确保不同气候区、不同构造物类型下的效果稳定可控。

面向未来,高速公路养护正加速向智慧化、精细化、全生命周期管理迈进。

随着低空作业装备、材料工程与数据分析能力进一步融合,更多“以检促治、以治促防”的闭环将加快形成。

业内人士认为,相关成果若在更大范围推广,有望在降低占道时间、提升设施耐久性、压降全周期成本方面释放更大潜力,同时为山区复杂路网的安全保畅提供可借鉴的技术方案。

铜仁营运中心表示,下一步将继续深化养护技术研发与应用,加快构建智慧养护体系,推动高速养护向更智能、更安全、更经济方向持续发展。

高速公路养护的创新实践启示我们,科技进步不仅能够解决现实难题,更能推动产业模式的深刻变革。

铜仁营运中心的成功探索表明,将新材料、新工艺、新装备有机融合,坚持问题导向和目标导向相统一,就能在看似平凡的养护工作中开创新局面。

这种从"人海战术"向"智慧驱动"的转变,既是对安全生产的负责,也是对资源优化配置的追求,更是对高质量发展理念的生动践行。

随着智慧养护体系的不断完善,我国高速公路基础设施的长效保护必将迈上新的台阶。