1、第六章 高速公路养护维修管理【学习目的】第一节 概 述第二节 高速公路路面养护管理系统第三节 高速公路桥梁养护管理系统第四节 路基及附属设施的养护与维修第五节 养护维修时的交通组织及安全措施第六节 高速公路防灾体制与措施第七节 高速公路养护管理体制改革【复习思考题】第一节 概 述一、高速公路养护维修的目的与特点高速公路交通量大、快速、安全、舒适、畅通的特点要求高速公路管理部门应对高速公路及其附属设施进行经常性、及时性、周期性和预防性的养护与维修。1)经常保持公路的完好状态，及时修复损坏部分，保证行车安全、畅通、舒适，以提高运输经济效益和社会效益。2)逐步采用现代化、科学化的管理措施与养护技术，
2、提高管理养护水平。3)采用正确合理的劳动与技术组织措施。4)建设一支能适应高速公路养护管理工作的队伍。1)养护工作的经常性、及时性。2)养护工作必须是快速的，且施工中的安全保障措施尤为关键。第一节 概 述3)尽可能地采用机械化养护。4)尽可能地采用新材料、新设备、新技术、新工艺。1)除不可抗拒的自然灾害外，在任何情况下应保持畅通。2)通过通信、监控等系统，及时掌握高速公路的信息，作出预测，采取必要的预防性措施。3)为确保高速公路及其附属设施迅速得到养护与维修，应以机械化养护为主。4)在高速公路上和高速公路用地范围内，作业人员必须着标志服，夜间为反光标志服；作业机械必须按标准涂以桔黄色，且按标准
3、安装黄色示警灯。二、高速公路养护与维修的作业内容第一节 概 述为保持高速公路及其设施的正常使用性能，恢复其原设计状态，需进行经常性的养护作业。(1)根据高速公路的特点，高速公路养护工作划分为维修保养、专项工程和大修工程3类。具体工作内容见表6-1。表6-1 高速公路养护维修工程分类表6-1 高速公路养护维修工程分类第一节 概 述表6-1 高速公路养护维修工程分类第一节 概 述1)维修维护 为保持高速公路及其附属设施的正常使用功能，而安排的经常性养护和修补其轻微损坏部分的作业。2)专项工程 对高速公路及其附属设施的一般性磨损和局部损坏进行修理、加固、更新和完善的作业。3)大修工程 高速公路及其附
4、属设施已达到其服务周期，必须进行应急性、预防性、周期性的综合修理，使之全面恢复原设计的状态。(2)为确保高速公路良好的运作条件，提高管理水平，应加强信息管理工作。1)高速公路管理人员应搜集、掌握下列信息。第一节 概 述 路况信息：包括动态信息和静态信息。动态信息指有关公路设施的损坏、受灾等信息；静态信息指公路、桥梁、隧道等构造物的形状、尺寸等信息。 气象信息：有关雨、雪、雾、风、冰冻等信息。 交通信息：有关交通量、行驶速度、交通阻塞等信息。(3)高速公路管理人员应传送下列信息给公路使用者。1)限制通行信息 由于灾害、工程施工、事故等原因而施行限制通行的信息，包括提供限制通行的地点、原因、时间、
5、绕道等内容。2)交通阻塞信息 指有无交通阻塞以及阻塞的时间、原因、程度、区间等内容的信息。3)气象信息 有关雨、雪、雾、风、冰冻等信息。第一节 概 述(4)高速公路养护维修作业应重点配备巡视、清扫、路面维修、排障、检测、通信、除冰雪等设备(机械)。三、高速公路养护管理和养护管理系统一般说来，高速公路养护管理是协调和控制同各种设施有关的各种活动。第二节 高速公路路面养护管理系统一、路面养护管理系统的模块结构路面养护管理系统的结构特点是利用路面调查数据，对路面进行定量评价、预测、效益分析、优先排序、优化决策、输出对策。表6-2 路面养护管理系统的模块结构表6-2 路面养护管理系统的模块结构第二节
6、高速公路路面养护管理系统二、路面养护管理系统必需的数据和数据库数据是进行系统分析和养护决策的基本条件，有了数据才能进行路面评价、预测和费用分析。1)输出各种路面状况与统计数据。2)进行信息查询和检索。3)为项目级和网络级路面养护管理系统提供决策依据。4)进行数据通信与信息交换。1)道路属性和几何结构数据 路线编号、路线名称、桩号、里程、车道数、地区、路面宽度、路肩宽度等。2)路面设计数据 修建时间、修建方法、路面结构组合与结构厚度、路基类型及强度、路面材料特性、路面设计指标与标准、分层验收数据等。第二节 高速公路路面养护管理系统3)交通量数据 各种车型交通量、承载能力交通量、通行能力、交通量增
7、长系数、车道划分与标线等。4)路面状况数据 裂缝率、修补率、车辙、平整度、摩擦因数、渗水系数、错台量、露骨率、填缝料、损坏、弯沉等。5)处治历史数据 处治年度、方法、厚度、长度、费用、处治前路况、处治后路况等。6)桥梁数据 室内档案中的部分数据、桥梁的动态数据等。7)经济数据 处治单价、燃料价格、运输费用、轮胎损耗、养路费收支、贴现率、物价指数等。三、路面状况调查(一)路面状况调查项目1.平整度调查第二节 高速公路路面养护管理系统2.路面损坏状况调查表6-3 沥青混凝土路面损坏类型表6-3 沥青混凝土路面损坏类型第二节 高速公路路面养护管理系统表6-4 水泥混凝土路面损坏类型表6-4 水泥混凝
8、土路面损坏类型第二节 高速公路路面养护管理系统3.结构承载能力调查4.抗滑能力调查5.车辙调查四、路面使用性能评价路面修建和养护的终极目标是在设计使用期内为行车提供一个快速、安全、经济、舒适、耐久的运营环境。(一)路面功能性作用性能指标1.平整度指标2.抗滑指标表6-5 路面抗滑能力评价标准第二节 高速公路路面养护管理系统表6-5 路面抗滑能力评价标准3.景观指标(二)结构性使用性能指标1.结构承载力指标2.路况指标(三)路面使用性能综合指标(四)路面使用性能评价第二节 高速公路路面养护管理系统五、路面使用性能预测上述各分项指标和综合指标均指现在状态的路面使用性能。六、路面维修保养对策1.小修
9、保养对策2.中修对策3.大修对策4.抗滑处理5.改建对策6.专项养护第三节 高速公路桥梁养护管理系统一、桥梁数据库要掌握桥梁情况，研究对策，其基础是收集和存贮必要的数据。二、桥梁结构检测评价系统(一)桥梁检测的主要功能(1)尽早发现桥梁各部位的缺陷，及时清除隐患，从而节省维护保养所需费用。(2)预防桥梁坍塌，确保桥梁安全使用。(3)建立制度化的检测法规。(二)混凝土桥的检测种类、目的和方法1.日常检查2.定期检查3.临时检查第三节 高速公路桥梁养护管理系统4.跟踪检查5.特殊检测(三)桥梁检测仪器的种类1.混凝土强度试验锤2.混凝土孔隙及裂缝探测器3.钢筋探测器4.钢筋锈蚀探测仪(四)桥梁结构
10、评价三、桥梁加固技术通过对桥梁适应度的评价，就会提出对桥梁的维修改建对策。1.提高桥梁承载能力加固技术第三节 高速公路桥梁养护管理系统(1)聚合物加固 利用聚合物对钢筋和混凝土极强的粘结作用，可保证加固部位的稳定性和耐久性。可用于修补桥梁的各种结构缺陷。该法无需破坏被加固的结构，无需配备技术熟练的专家，加固后交付使用时间短，不增加结构的几何尺寸，可以完整地保存结构的艺术特点。该法应用简便，只需把树脂类聚合物注入或粘贴在需加固部位即可。(2)喷射混凝土加固 该法最早由前苏联道路科学研究院提出。它用气动喷射细粒混凝土修补混凝上表面，喷涂厚度：薄层为12cm，厚层为35cm，应用同一套设备，即可完成
11、小修养护，也可消除大面积但深度不够的缺点。第三节 高速公路桥梁养护管理系统(3)改变结构体系加固 因结构损坏后，原结构受力图示已经改变，可采取措施改变其原有的受力图示。如我国采用简支梁桥改变为撑架式结构，连续梁或连续桥面等，或拱式桥改为简支梁或其他无推力结构，取得了较好的效果。(4)施加预应力加固 对梁式桥体外增加预应力钢筋，增强承载能力；对拱桥采用钢拉杆，控制拱圈变形，抑制裂缝发展，得以恢复和提高承载能力。(5)增大断面加固 对于梁式桥可以增厚桥面板，增大主梁断面或增加拦梁数量。对拱式桥可以增大拱肋尺寸，增加拱肋数量等。(6)增加结构整体性加固 从桥面上采取措施，浇注钢纤维混凝土桥面或聚合物
12、混凝土桥面或钢纤维聚合物硅灰复合材料混凝土桥面。此外，还可增加横向联系，如增加横隔梁等。第三节 高速公路桥梁养护管理系统2.桥面加固(1)防护薄膜修补法 先消除已损坏的桥面混凝土，去掉钢筋上的锈，涂上环氧树脂，用聚合物水泥混凝土在整个桥面上预先或现铺薄膜，再铺一层沥青混凝土罩面。(2)改性沥青混凝土修补法 用玻璃纤维或聚合物改性沥青，以这种改性沥青混凝土罩面，可消除常规沥青混凝土的裂缝、车辙等病害。(3)聚合物水泥混凝土修补法 聚合物水泥混凝土与常规混凝土比较，抗弯强度提高，韧性提高，因此，可采用较薄的罩面层厚度，减轻自重，提高承载能力。3.裂缝加固第三节 高速公路桥梁养护管理系统(1)伸缩缝
13、加固 伸缩缝加固的要点是选择粘结力高、变形能力大、感温性小、泊松比低的填缝材料。橡胶沥青玛缔脂及聚胺脂类材料可优先考虑。另外，尚需注意填缝料的约束条件，底部自由时易于发挥填缝料的变形能力。(2)结构裂缝修补 对钢筋混凝土梁式桥剪切裂缝的修补，美国采用的方法是，无用硅橡胶密封大梁的裂缝，然后从桥面下钻45角的孔，横穿裂缝面，用泵送环氧树脂填塞孔及裂缝，迅速把钢筋插入孔中，这些钢筋需穿过裂缝。此时，环氧树脂将钢筋与孔壁粘结在一起，并填满了裂缝，达到了加固开裂的目的。四、桥梁维修改建的决策当对桥梁的适应度进行评价并提出维修改建对策以后，如果资金足够，就可按所拟对策进行维修改建工作。第三节 高速公路桥
14、梁养护管理系统(1)获取对各个桥梁适应度评价结果及对策方案数据。(2)桥梁适应度随时间变化规律的预测。(3)进行寿命周期费用分析。(4)用优化方法(如决策树方法)对桥梁进行优先排序，得到养护改建对策的决策。第四节 路基及附属设施的养护与维修一、路基养护维修与排水(一)路基养护维修1.路基养护的工作范围(1)维修、路肩及边坡。(2)疏通、改善、铺砌排水系统。(3)维护、修理各种防护构造物及透水路堤，保护两旁公路用地。(4)清除坍方，处理塌陷，检查险情，预防水毁。(5)观察、预防、处理翻浆、滑坡、泥石流崩塌、塌方及其他病害。2.路基养护的基本要求(1)路肩无坑洼、隆起、沉陷、缺口，横坡适度，边缘顺
15、直，表面平整清洁。第四节 路基及附属设施的养护与维修(2)边坡稳定、平顺无冲沟，坡度合乎规定；表面平格。(3)边沟、截水沟、排水沟保持无高草、无淤塞，纵坡适度，水流畅通，进出口良好。(4)挡土墙、护坡及防雪、防沙等设施保持完整无损坏，砌体伸缩缝填料完好，泄水孔无堵塞。(5)对翻浆路段应及时治理，尽快恢复到原有的路况，对坍方、滑坡、泥石流等病害做好防护抢修，尽力缩短阻车时间。(二)边坡的养护维修1.植被边坡的维修2.边坡、挡墙的维修(三)排水设施的养护维修1.加快地表水的排除第四节 路基及附属设施的养护与维修(1)适度的路拱、畅通的边沟和稳定密实的边坡是保证地表水排除的关键因素。在日常养护中，要
16、对这些因素定期检测和进行有效的控制。当路画出现裂缝和局部沉陷时，要及时修复，明沟要及时除草和疏通淤积。盖板沟(或管道排水)内杂物要定期排除，沟壁坍塌或出现裂缝，必须在雨季前修复完毕。(2)为了减轻坡面对公路的冲刷，应将截水沟内的水引到坡外，以免水份下渗造成坡面坍塌。截水沟的清扫和维修与边沟要求相同。(3)当斜坡过陡时，应进行加固或设支挡工程。(4)原排水系统若排水不足时，应考虑改建或增建排水设施。2.排除地下水(1)加深加大边沟是减轻地下水对公路危害的有效措施。第四节 路基及附属设施的养护与维修(2)当路面出现裂缝并伴有潮湿斑点、冒泥或排除地下水设施的出水口流量发生显著变化时，都是排水设施功能
17、降低或失效的表现，要查明原因，采取相应措施。(3)当盲沟与原隔水层失效时，可在路面翻修时一并处理。地下排水设施的排水口暴露在外，易被杂物堵塞，要定期检查和清除杂草及粉尘等杂物，或更换新的粗大硬质粒料，确保排水畅通。(4)经实践证明排水能力不足时，宜增建新的排水设施。3.其他排水(1)修建高速公路时的取土坑若距公路较近，坑内的积水要排至远离公路的低洼处，以免软化路基。(2)进出高速公路的匝道处多形成封闭式的洼池，此处不宜积水，要使排水通道顺畅，排走地表水。第四节 路基及附属设施的养护与维修(3)立交桥处的所有排水设施要定期检查与维修，确保性能良好；电机、水管和水泵等应有备用量，供电线路要能安全供
18、电且线号与电负荷相符。此外，还应备有全套的发电设备，以保证非常情况排水的需要。(4)高速公路中央分隔带的泄水口和其他排水通道要及时清淤和维修，充分发挥这些设施的作用。(5)所有从排水设施中排出的水，不得冲毁农田和其他建筑物，且应注意不得污染环境。4.排水设施的清扫(1)排水设施的清扫是防止排水设施性能降低和对沿线居民卫生有益的一项作业。第四节 路基及附属设施的养护与维修(2)在汛期前后，应对排水设施进行清扫(疏浚)，以确保排水畅通。由于全国各地的降雨量和高速公路沿线条件差异较大，以及交通量和排水设施的种类不同，现列出几种主要排水设施的清扫(疏浚)频度，见表6-6。表6-6 几种主要排水设施的清
19、扫(疏浚)频度表6-6 几种主要排水设施的清扫(疏浚)频度(3)清扫作业采用人工清扫与机械清扫相结合，以机械清扫为主。第四节 路基及附属设施的养护与维修对有盖而不能拆卸的边沟内的淤泥用真空吸入式边沟清扫车处理；也可从边沟盖的开口部分穿过带扒斗的钢丝绳，用缆车操纵扒泥的办法清理，或用高压水冲洗。严禁清扫人员不带安全设施进入封闭很严的边沟内进行作业，以防中毒。对于边沟盖能拆卸及无盖边沟，其沟内的砂土及其他硬块杂物，可用人工清理，用卡车及时运走。二、附属设施的养护维修(一)护栏的养护维修表6-7 设置于路基上护栏适用范围及设计要求第四节 路基及附属设施的养护与维修表6-7 设置于路基上护栏适用范围及
20、设计要求表6-8 设置于桥梁上护栏适用范用及设计要求第四节 路基及附属设施的养护与维修表6-8 设置于桥梁上护栏适用范用及设计要求1.日常检查工作(1)立柱与水平构件的固定状况。(2)立柱的下沉、倾斜、弯曲状况。(3)污染的程度及油漆情况。(4)护栏及管式护栏水平构件的变形及损坏情况。第四节 路基及附属设施的养护与维修(5)箱梁式护栏的接头部位及粘结的损坏情况。(6)拉索的松弛程度。(7)缓冲式护栏混凝土有无裂缝及下缘边的状况。2.修复工作3.油漆、清扫、修补等保养工作(二)标志、路面标线的养护维修(三)照明设施的养护维修第五节 养护维修时的交通组织及安全措施一、高速公路养护维修的风险度由于高
21、速公路的养护维修作业往往是在保证车辆通行的情况下进行的，因此具有较高的风险性。表6-9 高速公路养护人员死亡风险度指标和风险指标表6-9 高速公路养护人员死亡风险度指标和风险指标二、高速公路养护维修时的交通组织及安全措施(一)交通控制区的布置1.警告区2.过渡区3.缓冲区第五节 养护维修时的交通组织及安全措施4.作业区的布置(二)在非车道上养护维修作业时的安全生产(三)在有雪和雾时养护维修作业的安全防护三、养护维修作业人员的安全防护准则在高速公路上进行养护维修作业时，除了对交通进行安全控制外，还必须对操作人员加强安全教育，建立必要的安全防护准则。(1)训练与教育。对于在高速公路上进行养护的人员
22、，要进行专门的安全教育和养护作业操作规程的训练，分析事故隐患。(2)标志服和安全帽。每个进入高速公路上养护作业工地的人都必须身穿标志服和头戴安全帽。安全标志服和安全帽为鲜艳的桔黄色，具有反光功能。第五节 养护维修时的交通组织及安全措施(3)养护作业人员不得走出作业区，不得将任何施工机具伸到或放到作业区外。(4)严禁养护人员在路上拦截、搭乘其他过往车辆。(5)在车道以外的地方进行养护作业时，作业人员不得随意进入车道范围。作业人员在养护期间，在不实行交通管制的地方严禁违反交通规则。(6)作业人员不准随意变更交通控制区或扩大作业区。(7)交通安全管理人员在高速公路上执行任务时必须自觉遵守有关规定，穿
23、着反光标志服。(8)交通安全管理人员在处理违章肇事车辆和人员时，应在紧急停车带内进行，并监督肇事车辆停放位置和人员的安全。第六节 高速公路防灾体制与措施一、高速公路的防灾体制为了应付突发性灾难，防止在异常气候时对高速公路交通造成危险，应事先健全各级防灾组织，并规定各自的职责。1.预报体制2.警戒体制3.紧急体制二、高速公路排障与清理(一)排障与清理的组织与任务(1)全天候做好出动准备，即24h不分节、假日随时待命。(2)全天候不间断收集、分析、处理各种信息。(3)保证各种机械、设备处于完好状态，储备各种所需材料。(4)制定各种排障、清理方案、作业程序和紧急措施。第六节 高速公路防灾体制与措施(
24、二)排障与清理机械备置(三)自然灾害造成障碍的排除与清理三、路面扫雪与防冻结措施(一)路面扫雪准备工作(二)路面扫雪作业1.下雪中清雪方法(1)当雪厚大于1cm时即应开始清雪工作。主要方法是采用推雪铲，推除行车道上的积雪，以保证雪中行车道的正常使用。清雪方向与行车方向相同。第六节 高速公路防灾体制与措施(2)在大、中桥等构筑物和桥头两侧引道纵坡大于2.5%的范围，以及匝道转弯处半径小于500m的平曲线范围内，用万能车撒盐或盐砂混合料化雪，保证行车安全。撒布的盐及盐砂混合料待雪停后与积雪一同铲除干净。所用的盐必须采用细盐(粉状或细粒状)，盐的撒布量为30kg/1 000m2；盐砂混合料中盐砂的质
25、量百分比为1:500(即1m3砂中掺盐30kg)，盐砂混合料的撒布量为1m3/1 000m2。(3)在铲雪过程中要始终贯彻执行人机配合的指导思想，做到主线段以机为主，人、机配合，匝道段以人清为主。在机车作业后，由人工清除所有遗留积雪，以保证铲雪速度和铲雪质量，注意在清雪中不要损坏行车道钉等路面交通标志。2.雪停后清雪工作要求3.扬雪机使用操作要领第六节 高速公路防灾体制与措施(1)当降雪量较大，铲雪机无法正常工作，或第一铲过后，后铲不能完全跟进，在这种情况下，可使用扬雪机。(2)当积雪堆入路肩一侧，铲车不能将积雪全部清出路面时，可使用扬雪机将积雪扬至边坡。(3)在桥涵等构造物处，因铲车不能将积
26、雪清出桥面时，可使用扬雪机。(4)当降雪量特别大，在降雪中为清除车行道积雪，也可使用扬雪机。(5)使用扬雪机注意事项：1)出雪方向调整 正向行驶时，出雪口调整至与车辆前进方向偏右3080为宜，具体角度可视行车速度和风向来调节，以保证驾驶员视线和扬雪效果。第六节 高速公路防灾体制与措施2)如因受出雪位置限制或风向限制，必要时可在路政人员配合下进行扬雪(封闭交通时除外)。3)无风扬雪时，适当控制车速，避免涡风使所扬积雪回位，保证扬雪效果。4.在正负温度下，清雪工作操作要点(1)正温度时 当有必要清雪时，一般以铲为主，还可使用淡水溶雪以增强铲雪效果，但时间一般控制在上午10:00至下午2:00之间，
27、对洒水清雪段积雪必须清除干净。(2)负温度时 要铲除车道雪层，避免积雪压死板结。桥梁纵坡大于2.5%的路段及匝道处及时撒砂盐混合料或固体小颗粒盐以防冻结，用量同前。(三)路面防冻结防滑措施第六节 高速公路防灾体制与措施1.防冻计划(1)路面防冻原因 路面冻结的原因很多，如被车辆压实的雪由于温度低冻结在路面上；融化后的雪由于温度下降再次造成冻结；降雨后温度下降引起的冻结等等。(2)防冻措施 路面的防冻防滑措施有下述两种：1)使路面保持干燥，以增大摩擦系数。2)在路面的冰层上撒上防滑材料等，增加摩擦系数。(3)防冻防滑施行时间 路面防冻剂最有效的洒布时间，可以一开始下雪就撒布，或者在估计出现冻结前
28、12h撒布。但是，随着时间的加长，撒布的药剂由于吸收水分会逐渐被稀释，药效下降，有时会产生再次冻结的危险。另外，有的药剂速效性差，所以，应该根据药效的特性，慎重地确定药剂撒布时间。第六节 高速公路防灾体制与措施(4)施行防冻防滑路段措施的路段 一定要抓住时机切实地进行防冻防滑作业，为此，最好事先研究施行防冻措施的路段。2.药剂洒布 (1)所用的药剂 为了防止路面冻结，采用的药剂浓度至少要使路面水分保持在0以下不发生冻结。一般说来药剂浓度越高冰点越低，但是，效果最好的是尽量用低浓度、低冰点的药剂。(2)撒布方法 撒布方法有人工撒布及机械撒布。但是，作为一般注意事项，还要考虑通行车辆轮胎引起的扩散
29、效果，以便撒布效果均匀一致。(3)撒布时的注意事项 撒布药剂造成的副作用很多，需待今后研究。但目前在选择药剂时应注意以下几点：1)损伤路面。第六节 高速公路防灾体制与措施2)对汽车、护栏等产生腐蚀作用。3)对植物的影响。四、高速公路防雾雾天在高速公路上行驶是最易发生事故的，因此，如何做好雾天能见度的测定，从而限制车辆行驶速度，防止事故发生，保障道路畅通，这是高速公路防雾的主要课题。第七节 高速公路养护管理体制改革一、建立符合现代企业制度的高速公路经营管理体制高速公路经营管理体制按照现代企业制度的要求，组建高速公路经营公司，实行企业化管理。二、改革高速公路的养护体制，提高高速公路的养护质量和效益
30、养护体制的改革要贯彻事企分开、提高质量和效益相统一的原则。三、建立养护市场准入制度，明确进入养护市场的条件在完善法律、法规的基础上，严格按照法定程序办理进入高速公路养护市场的手续。四、建立科学、规范化的养护质量检测、监督系统这是高速公路养护质量保证体系的重要环节。五、设立高速公路养护基金，确保养护资金足额投放第七节 高速公路养护管理体制改革高速公路养护基金是根据养护预算费用而要求高速公路经营企业缴纳的资金，养护基金是为确保经营性公路在使用期限内保持良好的技术状态，并在经营期满后公路完好、畅通、平整而设立的专项基金。【复习思考题】1.简述高速公路养护与维修的目的与特点。2.简述高速公路的养护与维修作业内容。3.简述养护与维修时的交通组织及安全措施。4.简述路基及路面养护管理系统，桥梁养护管理系统，隧道养护管理系统。5.试述高速公路防灾体制与措施。
