公路与基础运维 5

公路养护与智慧运维主讲人：石福周本课程教材与学习考核课程教材：公路养护与智慧运维，石福周、张文泽主编，人民交通出版社，2026年6月。参考教材：公路养护技术与管理，周德云，机械工业出版社，2020年。学习考核：32学时，综合测评结课成绩100分=期末成绩60％+平时成绩40%平时成绩40%=作业+10%课堂表现10%+参与课堂讨论20%本课程内容第一章绪论第二章路基养护工程第三章路面基层养护工程第四章沥青路面养护工程第五章水泥混凝土路面养护工程第六章桥梁与涵洞养护工程第七章隧道养护工程第八章交通工程及沿线设施养护工程第九章公路数字化养护管理第一章绪论第一节公路发展历程及养护现状回顾新中国公路发展从恢复建设到高质量发展的四个阶段，剖析养护模式、技术创新与资金管理现状，直面行业面临的人才与管理挑战。第二节公路养护的特点与意义解析养护工作的时效性、高成本与技术复杂性；阐述其保障通行安全、延长道路寿命、促进绿色环保的核心价值。第三节公路养护工程的分类详解预防养护、修复养护、专项养护与应急养护的定义、适用场景及实施重点，构建系统的养护工程知识体系。第四节公路养护工程的影响因素深入分析经济投入、政策法规、自然环境、技术水平、管理效能及交通荷载对养护工程质量与效益的多维影响。第五节我国公路养护技术的发展趋势展望智能化监测、绿色低碳养护、预防性维护、快速高效施工及高精度无损检测技术的未来发展方向。第六节国外公路养护特点借鉴对比国外先进的养护管理模式、数字化技术应用及全生命周期养护的实践经验，为行业发展提供参考与启示。第一节公路发展历程及养护现状图：1954年川藏公路建设场景，展现了建国初期建设者们逢山开路、遇水架桥的无畏精神，是那个年代公路建设攻坚克难的真实写照。01恢复建设期(1949—1978)背景与方针：百废待兴，固本培元

建国初期公路损毁严重，国家确立“先通后善、因地制宜”方针，优先修复干线与国防通道，解决了从无到有的基本通达问题。建设成就：规模跃升，骨架初成

公路总里程从8.07万km增至89.02万km，建成川藏、青藏等战略通道，基本实现县级行政单元通公路，路网骨架初步形成。技术特征：简易为主，低速通行

以三、四级及简易公路为主，路面多为泥结碎石或砂石结构，尚无高速公路，通行能力较低，仅能满足当时基本的运输需求。一、公路发展历程核心目标：以“通”为先第一节公路发展历程及养护现状▲1990年建成的沈大高速公路，是中国内地第一条大规模建设的高速公路，标志着中国公路建设迈入高速化、现代化的崭新阶段，成为改革开放后交通发展的重要里程碑。02快速发展期(1979—1997年)核心目标：从“通”向“畅”跨越，构建支撑经济腾飞的交通动脉时代背景与战略方针：改革开放推动经济爆发式增长，跨区域客货运输需求激增。国家确立“干线等级化、路面硬化、试点高速”的建设方针，公路建设重心转向质量与效率的双重提升。跨越式建设成就：1988年沪嘉高速通车实现“零”的突破，1990年沈大高速建成通车。至1997年，全国高速通车里程达4771公里，国省干线全面实现路面黑色化、硬化。技术升级与路网质变：首次系统制定公路技术等级体系，机械化施工水平大幅跃升。路网形态实现从单一线路向区域联网、从低等级向高等级的历史性转变，为经济发展提供强力支撑。一、公路发展历程第一节公路发展历程及养护现状图：现代化高速公路立体互通网络实景

展现了“7918”国家高速网的骨架雏形核心目标：构建全国互联互通的公路网络化体系(1998—2012年)时代背景与顶层设计顺应工业化与城镇化加速需求，确立“7918”国家高速网规划，全面推进农村公路“村村通”工程，构建城乡一体化的交通基础。规模与覆盖双突破2012年高速里程达9.62万公里，跃居世界首位；农村公路通达率100%，形成“高速为骨架、干支衔接”的现代化路网格局。工程技术全面进阶成套技术实现国产化，特大桥梁与特长隧道建设跻身国际先进行列，成功攻克多项世界级工程难题，技术储备显著增强。行业发展理念革新从传统的“重建轻养”向“建养并重”转变，养护管理走向科学化、规范化，行业开始注重道路全生命周期的品质维护与资产管理。03高速公路大发展期(1979—1997年)一、公路发展历程第一节公路发展历程及养护现状04高质量发展期(2013年至今)——核心目标：提质增效发展背景与转型公路建设从“规模扩张”转向“质量提升”，路网规模趋于稳定。大量早期建成的公路进入集中养护期，行业发展重心全面转向结构优化与服务品质升级。战略方针与部署《交通强国建设纲要》确立“建养并重、提质增效”方针。不仅关注新建工程，更聚焦存量路网的养护管理与效率提升，推动公路交通向更高质量发展。技术升级与模式创新智慧公路与绿色低碳技术广泛应用，养护模式从“事后修复”转向“预防性养护”。一系列超级工程的建成，标志着我国公路工程技术迈入世界领先行列。港珠澳大桥：世界级跨海通道工程深中通道：粤港澳大湾区超级工程一、公路发展历程第一节公路发展历程及养护现状01养护模式：从“人海战术”到“智慧养护”传统模式：依赖铁锹、扫帚等简易工具，人工操作效率低、劳动强度大。

创新模式：推行市场化外包与“互联网+养护”，利用物联网与大数据实现路况实时监测与智能决策。02技术升级：新材料与智能检测双驱动新材料工艺：橡胶沥青、冷补混合料普及，免养水稳技术突破7天养护期，实现即铺即通。

智能巡查：无人机航拍、探地雷达等技术应用，大幅提升病害识别速度与精度。03资金保障：构建多元筹措长效机制现状挑战：资金缺口仍是制约养护质量的关键因素。

破局之道：加大财政专项投入，发行专项债券，探索PPP模式引入社会资本，保障养护资金持续供给。二、公路养护现状(1/2)第一节公路发展历程及养护现状二、公路养护现状(2/2)转型关键期当前公路养护正从“被动应急”向“主动预防”转型。需通过机制创新破解管理难题，依靠人才培养弥补技术短板，借助科学预案抵御环境风险，构建现代化的公路管养体系。01管理机制创新痛点：部分地区存在“重建轻养”倾向，管养职责边界不清，资金保障不足。对策：全面深化“路长制”，实现县乡村三级全覆盖，构建多元化资金筹措与长效管理体系。02人才队伍培育痛点：从业人员老龄化严重，专业技能与文化水平偏低，难以适应机械化、智能化养护需求。对策：强化职业技能培训，推动校企合作定向输送人才，建立人才引进与激励机制。03风险应急防控痛点：交通流量持续增长加速道路损耗，极端天气频发易引发水毁、塌方等突发灾害。对策：推行预防性养护，完善应急预案体系，强化应急抢险队伍建设与物资储备。第二节公路养护的特点与意义01时效性与机动性强发现路面病害需第一时间响应处理，必要时启动临时交通管制，确保在黄金时间内排除隐患，保障道路通行效率与行车安全。02资源投入成本较高养护覆盖点多、面广、线长，人力、物力、财力消耗巨大。同时施工作业易受交通干扰，施工组织难度大，进一步推高了综合成本。03养护技术要求复杂需结合道路结构、环境气候与病害类型综合研判，针对性选择材料与工艺。技术方案的科学性直接决定养护质量与道路使用寿命。04作业分散且工序繁杂工程规模小而分散，以日常计划性养护为主。工作内容涵盖保洁、小修保养、绿化管养等，工序繁杂琐碎，需细致化管理。05安全文明施工标准高多在开放交通路段进行，施工与通行矛盾尖锐。需严格落实安全防护措施，规范作业秩序，最大程度减少对市民出行的干扰。06应急突发任务频繁极端天气、交通事故或荷载激增易引发道路突发损毁。需建立快速响应机制，全天候待命，确保突发事件得到及时处置。一、公路养护特点第二节公路养护的特点与意义01保障交通出行安全与畅通直接关系到公路使用者的人身财产安全，是维护社会公共安全的重要基础，确保路网运行稳定有序。02延长寿命，提升养护综合效益通过预防性养护减少病害扩展，降低全生命周期资金投入，实现投入产出效益最大化，避免过早重建浪费。03促进资源节约与环境友好推动路面旧料再生利用，减少矿产资源开采与建筑垃圾排放，助力交通领域绿色低碳转型与生态保护。04助力交通高效绿色发展完善基础设施服务能力，构建节约型、高效安全的现代化交通运行体系，为经济社会发展提供坚实支撑。05提升社会与经济效益保障物流与人员高效通行，降低社会运输成本，同时带动养护工程、装备制造等上下游产业链协同发展。06筑牢公路安全保障防线实施危旧桥梁改造、安全生命防护工程，系统消除路网安全隐患，显著提升公路抗风险与应急保障能力。07规范市场，夯实行业根基健全养护市场准入与信用评价规则，构建统一开放、竞争有序的市场环境，推动行业专业化标准化发展。08绿色养护赋能可持续发展推广节能低碳养护技术与工艺，深化固废材料循环利用，推动公路行业向生态友好、低碳环保方向升级。二、公路养护意义课堂思考01/核心讨论议题结合你家乡的公路现状或日常出行观察，你认为当前公路养护工作面临的最大挑战是什么？是资金投入不足、养护技术相对滞后、管理机制不够完善，还是极端天气等自然环境的影响？请结合你所了解的具体案例或见闻进行简要分析说明。分组研讨与分享｜请各小组围绕议题展开5分钟自由讨论，梳理关键观点后推选一名代表进行发言。我们将邀请3-4组代表上台分享，随后进行简短的观点点评与总结。第三节公路养护工程的分类01预防养护工程定义：针对整体性能良好但有轻微病害及隐患的公路，为延缓性能过快衰减、延长使用寿命而预先采取的主动防护工程。对象：路况基本完好、无结构性破损，仅出现表层轻微病害的公路路段。02修复养护工程定义：对出现明显病害或部分丧失服务功能的公路，进行功能性、结构性修复或定期更换的恢复性工程。对象：路面出现坑槽、裂缝等破损，或桥梁、隧道等构造物结构受损的公路。03专项养护工程定义：为恢复、保持或提升公路服务功能，针对阶段性重点工作集中实施的完善增设、加固改造等工程。对象：桥梁加固改造、灾害防治、安全生命防护工程、服务区升级等专项治理项目。04应急养护工程定义：为应对突发灾害或事故，迅速抢通、保通、抢修，以最快速度恢复公路安全通行能力的紧急工程。对象：因地震、洪水、泥石流、交通事故等造成损毁、交通中断的公路设施。第三节公路养护工程的分类图为养护作业现场：工人对路面坑槽进行紧急修补。这是典型的修复养护与应急养护结合的场景，旨在快速恢复道路通行能力，保障交通安全。01预防养护路基：增设防护、完善排水系统、清理边坡危石

路面：表面封层处治、防剥落处理、更换伸缩缝材料

桥涵：钢结构周期性防腐、混凝土结构防锈处理02修复养护结构：处治路基沉降滑移、修复支挡构造物

路面：加铺面层、全深度翻修、结构形式改造

设施：加固改造桥梁、维修更新交安与机电设施03专项养护针对阶段性重点工作实施的专项治理项目。如路面病害集中治理、桥梁隧道安全防护能力提升、长大桥隧健康监测系统升级等专项工程。04应急养护针对自然灾害、事故灾难等突发事件导致的公路损毁实施的紧急抢通、保通和抢修作业，包括清理路障、临时加固、快速修复等。第四节公路养护工程的影响因素01经济因素需平衡养护成本与社会效益，以政府财政预算为基础保障，并积极引入市场资金与社会资本参与，拓宽资金投入渠道。02政策法规因素严格遵循国家及行业养护标准与技术规范，落实生态环保要求，兼顾公路功能完善与可持续发展的政策导向。03自然与技术因素受气候、地质等自然条件直接影响，路面材料质量、施工技术水平及路基稳定性是决定养护成效的核心技术基础。04施工管理因素精细化的施工质量管理、标准化的养护工艺操作，以及专业技术人员的定期培训与考核，是保障工程质量的关键。05全周期养护因素针对公路运营初期、中期及后期的不同结构特性与病害规律，制定差异化的养护策略与重点维护方案。06交通荷载因素交通流量的大小、车辆荷载的等级及组成，以及外部环境的侵蚀作用，是持续影响公路设施状况的重要变量。第四节公路养护工程的影响因素图示：水泥混凝土路面典型龟裂病害01路面类型与材料特性沥青路面需重点防控车辙与老化问题，舒适性优异但高温稳定性较弱；水泥混凝土路面强度高、耐久性强，却易产生裂缝且修复难度大，需针对性制定养护方案。02路基稳定性：养护的根本路基压实度不足易引发路面不均匀沉降，排水系统不畅则会导致路基滑移甚至坍塌。作为公路工程的基础，路基病害会直接传导至路面，大幅增加后期养护成本与难度。03交通荷载与环境的双重考验高车流量与重载交通是加速路面破损的核心动力，超载更是诱发裂缝、坑槽、车辙的关键因素；同时温度骤变、雨水侵蚀等环境因素会加剧材料劣化，需建立动态养护预警机制。第五节我国公路养护技术的发展趋势智能巡检·科技赋能自动化设备替代人工，实现全天候病害监测，提升养护决策的精准度与及时性。循环再生·绿色低碳100%回收利用废旧路面材料，减少资源消耗，推动公路基础设施绿色可持续发展。核心目标：推动养护模式从“被动维修”向“主动预防”转变，构建安全、耐久、经济、环保的现代化公路养护体系，为交通强国建设提供坚实保障。01智能化养护技术融合物联网、大数据与AI算法，部署自动巡检机器人，实现病害的全天候、高精度智能诊断。02绿色生态养护技术推广温拌沥青、泡沫沥青冷再生工艺，应用生物基固碳材料，实现低碳减排与资源循环。03预防性养护体系基于全周期监测数据，科学确定最佳养护时机，通过微表处等技术延缓病害，延长寿命。04快速高效养护工艺采用快速固化改性材料与薄层罩面技术，实现“即修即通”，最大程度降低对交通的干扰。05智能无损检测技术运用三维激光扫描、地质雷达与AI视觉识别，实现对路基路面病害的无接触、高精度探测。第五节我国公路养护技术的发展趋势绿色养护·生态先行通过废旧沥青材料再生、生物基材料应用及低碳施工工艺，构建资源节约型、环境友好型的公路养护新模式，实现公路全生命周期的绿色可持续发展。01智能化养护体系集成自动巡检机器人与无人机航拍技术，实现路况的全天候、无死角监测。结合AI专家系统深度分析数据，快速诊断病害成因，生成精准的智能化养护方案，大幅提升决策效率。02绿色低碳新工艺大力推广路面材料的循环再生利用技术，减少资源浪费。广泛应用生物基环保材料制作交安设施，并采用冷再生、温拌等低碳工艺，降低能源消耗与碳排放。03毫米级精密检测利用三维激光扫描获取毫米级路面点云数据，结合地质雷达探测路基内部结构缺陷。配合高清AI视觉识别技术，自动捕捉路面标线磨损、细微裂缝等病害，实现“公路CT”式精准体检。第六节国外公路养护特点图示为美国密苏里州I-70高速公路的日常养护作业现场。这一场景直观体现了欧美国家在公路养护中高度的机械化水平与标准化的作业流程，是其市场化养护模式高效运转的缩影。01管理机制与资金保障市场化运作：政府负责监管与标准制定，通过合同招标引入专业企业实施养护，实现“管养分离”，提升效率。持续资金投入：设立长期稳定的养护专项资金，保障年均高额预算，为机械化设备更新与新技术研发提供支撑。02技术升级与全周期养护路面与材料：广泛应用薄层罩面、微表处等预防性养护技术，并结合高性能聚合物与再生环保材料。桥梁检测：利用激光扫描、探地雷达、声呐等无损检测(NDT)技术，实现病害精准诊断，保障结构安全。隧道监测：部署自动化实时监测系统，对结构稳定性与环境指标进行全天候采集，落实全生命周期管理。第六节国外公路养护特点日本·自动化路面巡检机器人与专业检测车德国·A5高速公路智能交通信息诱导系统🇺🇸美国：数据驱动养护依托智能交通系统(ITS)与AI预测模型，实现从“被动养护”向“预防性养护”的转变。创新引入“众包数据”机制，利用手机APP收集驾驶员反馈，低成本补充路况盲区监测。智能预测与全民参与利用车载传感器和无人机采集数据，结合AI模型精准预测路面寿命，优化养护计划；通过众包模式收集颠簸、坑槽等实时反馈，实现路况信息的高频更新与全覆盖。自动化巡检与全周期档案采用机器人与图像识别技术自动标记路面病害，利用卫星遥感监测路基沉降；建立详尽的“公路档案库”，整合历史数据与AI算法，精准预判材料老化规律，实现精细化管理。数字孪生与动态决策构建物理公路的实时虚拟镜像，通过全域传感器网络同步路况数据；在虚拟模型中模拟养护方案，动态调整策略，实现资源的最优配置与公路资产的智能化运营。总结与展望01发展回顾•我国公路建设历经四个阶段，目前已全面迈入高质量发展的关键时期。•养护模式不断优化，机械化与专业化水平显著提升，保障了路网的安全畅通。•养护工作呈现出时效性强、技术复杂、成本敏感的特点，是路网资产保值增值的关键。02