据统计，截至2020年年底我国公路养护总里程约为515万公里，占公路总里程的比重超过98%，其中路基路面养护投入占总养护投入的80%左右。按照交通行业“十四五”规划，2021—2025年公路养护资金将达到1.5万亿～2万亿元的规模，养护市场具有广阔的发展空间和市场需求，而公路养护科技创新则代表了公路交通科技发展的未来方向。
2019年，国务院发布《交通强国建设纲要》，要求实现交通行业“绿色发展节约集约、低碳环保”。2021年政府工作报告提出，要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。当前我国交通行业正在深入实施以“创新驱动”和“交通强国”为引领标志的战略转型，招商局重庆交通科研设计院有限公司（以下简称招商交科）在交通强国、“双碳”目标背景下深入思考公路养护的发展，以基础设施智慧化、绿色化养护维修为抓手，提出了“低碳、低扰”的公路养护核心价值理念。
在“低碳、低扰”价值理念指引下，招商交科针对传统养护技术旧料浪费严重、资源消耗较多、对通行干扰强、对环境影响大等缺陷，突出“旧料的利用率高、资源的消耗量少、通行干扰程度弱、收费下降幅度小”的工程特色，围绕智能化评估算法、性能预测与决策、绿色化修复材料、标准化质控体系等公路养护关键环节，开展了检/监测设备开发、运营状态评估、绿色材料研制、施工质量监控等技术研发，解决了行业的痛点和关键共性问题，形成了一系列成果并用于工程实践，在全面提升交通基础设施服务质量的同时，也为推动交通碳达峰添砖加瓦。
招商交科以智慧化管控、绿色化维修为技术抓手，形成了一套成熟的“低碳、低扰”养护技术体系。实现了评价算法智能化、养护决策精准化、养护材料绿色化、质量管控科学化的目标，其中智能评估算法是实施“低碳、低扰”养护的重要前提；绿色材料结构是实施“低碳、低扰”养护的主要途径；施工质控技术是实施“低碳、低扰”养护的基本保障。相应成果在工程上的应用将使得养护对资源的消耗节约30%以上、对交通的干扰强度降低20%以上、旧料利用率达到100%，最大限度降低养护施工对通行收费的影响，运营周期内养护总体投资将降低10%以上。
以人工智能和大数据为代表的新一代信息技术正深刻地改变着社会生产和生活的方方面面，因此“交通+智能”也正在成为我国交通发展的新主题。利用新型道路检测与评价技术，对道路实施全方位、度的智能监测、定量分析、科学评估，向道路运管机构提供健康状况咨询与养护管理决策支持服务。
该系统针对道路设施的养护管理，建立了智能运维数据库、养护决策专家知识库；研发了基于人工智能机器学习的路面病害成因判别算法、基于人工智能强化学习的养护决策算法；基于大数据的路面使用性能预测模型，研发了不同养护需求下的养护规划算法。
智能算法应用于实体工程可实现对路面设施的智能养护决策及性能预测，与传统养护模式相比，提升了养护对策的准确度与预测的精确度，可降低全生命周期养护费用10%以上。该系统先后在浙江甬台温高速公路、桂林绕城高速公路、桂阳高速公路、阳平高速公路等项目中得到应用。
道路深层病害非开挖处治技术可在不开挖原路面、不浪费路面材料以及减少对交通通行干扰等的条件下处治道路病害，具有显著的绿色低碳效益。
针对公路和城市道路沥青面层、半刚性基层以及土质路床等结构的内部病害，低碳低扰技术创新团队利用三维探地雷达及落锤式弯沉仪（FWD）等无损检测方法与技术，快速检测分析道路深层病害的范围、类型、程度等；从布孔、钻孔、清孔、制浆、注浆、拔管、封孔、现场检测、开放交通等方面制定施工工艺与质量验收标准，形成“高聚物注浆材料开发—病害智能诊断—施工关键工艺—质量验收”等全过程关键技术体系；基于工程应用，验证道路深层病害非开挖处治技术成果，并分析其技术经济性以及对交通的低扰性。该技术在沈海高速桥头跳车、浙江甬台温高速软土路基处置工程中得到应用。
高速公路伸缩缝快速养护是高速公路养护工程中的硬骨头，传统工艺存在耐久性不足、开发交通时间长等难题。招商交科从材料、结构及工程实际应用角度出发，开发了一种以水泥为基础结合剂，高强度材料（石英砂）作为主骨料，辅以高分子胶粉、高效减水剂、早强剂、膨胀剂、防离析等物质配制而成的超早强型混凝土结构修补材料。该产品具有自流性好，快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀；无毒、无害、不老化、对水质及周围环境无污染，自密性好、阻锈等特点。该材料可实现对桥梁伸缩缝过渡区的快速维修，施工完毕后2小时即可开放交通，1天满足设计强度要求，可大大缩短封闭交通时间。该产品在贵州山区公路、G318国道边雄乡段的桥梁伸缩缝养护工程中得到推广应用。
据不完全统计，我国每年由于公路大修而产生的沥青旧料高达1.6亿吨，其中有5%的废旧沥青和95%的废旧石料，如何高效利用沥青旧料是道路工程领域长期研究的难点和热点。
延寿增韧技术创新团队基于路面热再生旧料利用率低、再生剂活化性差、再生混合料耐久性差等一系列问题，研发了一种基于表面活性理论的多效再生剂的制备及性能评价，开展了精细化的旧料管理体系和再生沥青混合料性能评价体系研究，并开展了基于加速加载模式下的再生料耐久性评价方法，构建基于表面活化—旧料精细化管理—加速加载耐久性评价的高性能例RAP沥青旧料利用关键技术体系，具有自主知识产权的沥青路面热再生技术。该技术体系先后在浙江甬台温高速大修厂拌热再生和桂林高速公路大修就地热再生工程中得到应用。
高速公路沥青路面施工质量是沥青路面服役寿命的关键。如何快速、准确控制沥青路面施工质量是当前沥青路面施工技术发展的新方向。低碳低扰技术创新团队借助数字化与智能化技术，实现养护施工装备的改造升级，提高施工效率，提升施工质量；利用物联网、5G等技术，研究沥青材料质量（指纹）快速智能检测技术，建立沥青路面养护施工全过程智能管控平台，实现沥青路面施工全时域、全空域精准监控与质量溯源；通过建模与大数据分析技术，建立道路无人化集群系统，完成养护工程交通组织优化，降低养护施工对交通影响，提高管理效率。该系统先后在桂林高速公路大修工程、浙江甬台温高速公路大修工程中应用。
该技术针对复合式路面的建设与养护关键技术进行研究，在分析复合式路面结构和界面特性的基础上，考虑刚柔层间容易产生滑移、反射裂缝等问题，开展了CC+AC复合式路面的结构及设计方法、刚柔复合式路面的界面处理技术、刚柔界面层的防反射裂缝技术、新型防反射材料的研发与评价等研究，在此基础上铺筑了实体试验路。还针对在役复合式路面沥青面层抗滑性能衰减、坑槽和基层脱空等病害研发了快速修复技术及施工工艺。
技术成果入选2020年度交通运输重大科技创新成果库，并获得2021年度中国交通运输协会科技进步奖一等奖。
（作者简介：王火明，招商局重庆交通科研设计院有限公司道路与岩土工程研究院副院长，工学博士，教授级高工、研究员。徐周聪，招商局重庆交通科研设计院有限公司道路与岩土工程研究院智慧道路工程所副所长，工学硕士，高级工程师。王全磊，招商局重庆交通科研设计院有限公司道路与岩土工程研究院，工学硕士，高级工程师。）
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