江苏高速公路智 慧养护

江苏高速公路智慧养护

Expressway

Smart

Maintenance

Practice

in

Jiangsu内

容

大

纲O

N

T

E

N

T

S2

•

智慧养护实践3

•

总结与展望1

•

背

景100989694929095

05

95.2

94

9

94.8595.23江苏交控控制值现实需求一类桥

2206u养护投入效益要求优u路桥质量安全要求高u路龄老化养护任务重年份基层耐久

中层稳定

面层舒适180016001400120010008006004002000（0,5）

【

5,10）

【10

15）

【

15

20）开通年限构件可靠

部件耐久

结构安全路龄10年以上占75%1.

背景20102012

2014

2016

2018

2020江苏交控控制值：

1类桥+2类桥>95%三类桥2(0.03%)二类桥3634(62%)里程

（

公里）五类桥

0%四类桥0%40%161994.73

94.76(37.76%)9%34916%67235%94

411444PQI“推进“互联网+”便捷交通行动计划，加快云计算、大

数据等现代信息技术的集成创

新与应用，有效提升路网管理

智能化水平；基于现代通信信

息技术建立实时路网运行监测

体系，全面实现路网资产、承

载对象、管理资源等要素数字

化，建立健全跨区域、跨部门

的信息共享与交换机制”--2016年交通运输部《

“十三五”公路养护管理发展

纲要》“科学制订养护计划，合理选用养护技术方案，着力

降低全寿命周期成本，提高

养护费用使用效益。推动养

护监管机制创新，优化高速

公路养护监管模式，加强养

护数据管理平台建设和养护

大数据的挖掘研究与应用，

提升养护信息化应用水平。

”--2017年江苏省高速公路管理局《江苏省高速公路

管理“十三五”发展规划》“通过整合路桥和养护公司现有的养护管理系统，实

现控股系统内高速公路养护

数据的格式统一、汇总管理

、整合挖掘，并在控股系统

内实现养护数据的共享，形

成具有路面管理、桥梁管理

、小修保养管理…等功能的

综合养护信息管理系统”--2016年江苏交控《江苏交

通控股有限公司高速公路养

护管理“十三五”发展规划

》政策要求l部、省、公司对养护管理数字化、精准化的要求进一步提高1.

背景技术推动l信息化技术水平逐年提高，对多来源、多种类、大体

量数据实际应用能力进一步提高1.

背景数据存储数据分析数据采集ü

基于长期数据采集的决策效

果评估；ü

基于长期数据采集的决策模

型和参数的改进；数据精确

决策精准

实施精细ü

原始数据高效分析ü

可靠的状态评定指

标选择ü

基于多源数据，利

用数学模型进行的

养护方案决策ü

依赖信息化手段的

标准化施工管理（

质量、安全）智慧养护ü

状态持续的监测ü

低成本高速度检测ü

高难部位检测精准评定高效检测科学决策智能反馈高质实施1.

背景•

简单数据归集•单一环节应用•

简单指标评价多源数据融合多个系统互联复杂智能决策2.

智慧养护实践-发展历程主要采集的养护数据包括：

建设数据、养护数据、环境数据、交通

数据、巡查数据、检查数据、监测数据等2.

智慧养护实践-数据采集检查数据环境数据养护数据巡查数据交通数据监测数据建设数据全网布置302个路侧气象站对路面结构不同层位温度进行全天

候监测，为冬季养护组织、精细化养护设计提供重要支撑。2.

智慧养护实践-数据采集

环境数据

江苏省气象科学研究院利用全路

网气象站结合热谱地图技术采集

数据进行建模，对全路网每20m一

个点进行温度预测,

每10分钟更

新一次数据。右图为2019年1月17

日03时

实时预测了G4011扬溧高速

润扬大桥引桥和主桥的桥面

温度分别为0℃和-4℃。2.

智慧养护实践-数据采集

环境数据

路网路表温度Ts分布图应用场景G15沈海高速南通段烈士河大

桥、连云港段仲集互通主线

桥组合箱梁温度监测系统在梁体箱内、顶板、腹板、

底板、外部共布置58个温度

传感器；布置箱梁温度与应

变传感器16个，并在梁端各

布置2个位移传感器，分别测

试横向和纵向位移。

同时每

个桥位各布置2个风速传感器

与3个辐射传感器。l加深理解组合箱梁桥典型病

害产生与温度相关性；l明晰组合箱梁桥温度荷载，

指导加固设计2.

智慧养护实践-数据采集

环境数据已积累15年数据。这些数据在路面设计规范修订、道路剩余寿命预

估、养护设计支撑中具有重要作用。2.

智慧养护实践-数据采集利用路网收费数据，推算全网相邻互通道路断面的交通量轴载谱，荷载数据：

间接采集除跨江大桥外，

在路网9座大桥

上布置了动态称

重系统。可采集

车辆各轴重、总

重、车速、车间

距、车头时距、

轴间距、车长、

车型等信息。近10年的数据形

成的年度交通荷

载变化趋势、超

载程度分布等重

要数据为桥梁养

护方案的精准设

计提供了重要的

数据支撑。2.

智慧养护实践-数据采集荷载数据：

直接采集

路面日常病害数据

江苏交控企标

（

16项）国标

（

11项）龟裂龟裂块状裂缝块状裂缝纵向裂缝纵向裂缝横向裂缝横向裂缝坑槽坑槽松散松散沉陷沉陷车辙车辙波浪拥包波浪拥包泛油泛油修补不良修补不良污染烧伤外力损伤沥青路面不洁其他：

唧浆

、

积雪

、

集

料磨光等损坏或病害2.

智慧养护实践-数据采集•

在现有国标基础上，增加采集数据类型，后期决策指标更加丰富高速公路路面日常病害分类在现有国标基础上，结合路龄、交通量的实际情况提高了检测粒度和频率2.

智慧养护实践-数据采集

路面状况定检数据

为开展项目级沥青路面养护设计，通过现场取芯室内试验获取材料性能数据、通

过无损检测获取结构内部状况数据（已采集1500车道公里结构内部状况数据）室内材料试验

+

结构内部状态2.

智慧养护实践-数据采集

路面特殊检查数据

动态弯沉内部结构完整性在2011年《江苏交通控股桥涵检查手册》

（第一版）

基础上，2013、2016年分

别更新出版了第二版、第三版，

目前正在进行第四版的修订。

普通桥梁检查数据

手册在细化了桥梁经常检查、定期检查分类、频率的基础上，突出桥梁加固后

检测方法，手册内容改进与信息化数据采集手段发展良性互动。2.

智慧养护实践-数据采集序号监测

指标采集频率各桥名称润

扬江

阴苏

通崇

启泰

州淮

安灌河1风荷

载超声风速仪10Hz机械风速仪1Hz✔✔✔✔✔✔✔2地震50Hz✔✔✔✔3温度10分钟采集1个数

据✔✔✔✔✔✔✔4湿度10分钟采集1个数

据✔✔✔✔✔5船撞50Hz✔✔✔✔6振动一般不大于50Hz✔✔✔✔✔✔✔7变形GPS为1Hz压力变送器为10Hz位移计为1Hz倾角仪为1Hz✔✔✔✔✔✔✔8应变动应变20Hz静应变10分钟采集1个数据✔✔✔✔✔✔✔9索力50Hz✔✔✔✔✔✔✔10疲劳20Hz✔✔✔✔✔✔✔对5座跨江大桥和两座特大桥淮安大桥、灌河大桥安装了健康监测系统

，配备了环境、变形、索力、振动等传感器。其中苏通大桥一座桥安

装传感器就多达327个。

以上7座桥梁采集数据完好率达85%以上，数据

存储量：

26.8TB，每年新增数据3.5TB，1.05万亿条2.

智慧养护实践-数据采集

长大桥梁检测数据

•

针对路网养护特点、养护目标，探索建立了适合路网性能发

展规律的路面结构状况评价体系2.

智慧养护实践-应用案例

1

路面养护智慧决策

沿海高速路面两种指标评估效果对比图PDCI

PCI10090807060504030201001

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17路段编号评价指标值路面破损状况综合评价指数PDCI10090807060504030201001

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17路段编号沿海高速路面两种指标评估效果对比图

PDCI

PCI•

将路面横向裂缝、修补列为独立的评价指标•

提高了横向裂缝（0.61）

和修补（0.26）

的权重•

PDCI=w1*TCEI+w2*PPCI+w3*PSCI2.

智慧养护实践-应用案例

1•

路面破损状况指数(

Pavement

Distress

Condition

Index,

PDCI)的建立路面修补状况指数PPCI

路面养护智慧决策

路面横向裂缝状况指数TCEI路面表面损坏状况指数PSCI评价指标值2.

智慧养护实践-应用案例

1严格基于弯沉盆数据和反算得出的

模量数据回归，确定二者相关性。•

路面结构强度PSSI评价指标的建立

路面养护智慧决策

模型名称R2样本量RD模型0.9233304448IRI

模型0.8880230646SFC模型0.9026117035TCEI模型0.895058043PDCI

模型0.904953105多因素作用情况下，可以很好地预测性能发展

规律，在已有数据得到了很好的验证2.

智慧养护实践-应用案例

1•

基于已积累数据建立了路面性能神经网络预测模型

路面养护智慧决策

2.

智慧养护实践-应用案例

1

路面养护智慧决策

养护决策流程图l可实现资金或

技术状况指标作

为约束条件的养

护决策；l多指标综合决

策可以设定指标

间优先级；l决策效果预测功能；l目前已经应用

于控股系统全网

年度养护计划制

定2.

智慧养护实践-应用案例

1

路面养护智慧决策

养护决策流程的系统化实现沥青路面质量智能管控沥青路面质量数据中心沥青及混合料质量数据采集生产和施工

过程监控2.

智慧养护实践-应用案例

2现场沥青混

合料施工质

量数据采集沥青路面质量数据中心的主要功能2.

智慧养护实践-应用案例

2l

可监控改性沥青的SBS掺量、

发育温度、发育周期

沥青路面质量智能管控

1.

沥青生产关键工艺数据实时在线l

生产现场实时视频

2.

沥青混合料生产过程检测数据实时在线l

沥青质量设备采集接

口协议、标准软件，

自动采集l

混合料现场生产视频l

混合料质量预警2.

智慧养护实践-应用案例

2

沥青路面质量智能管控

2.

智慧养护实践-应用案例

2

沥青路面质量智能管控

3.

沥青和混合料运输完整过程信息采集车辆运输轨迹记录过磅记录车牌号车辆随车报告

4.

现场施工信息自动采集施工机械信息自动采集基站安装2.

智慧养护实践-应用案例

2

沥青路面质量智能管控

现场施工质量监控的BIM实现摊铺温度数据实时在线

•

在新建工程中的应用（镇丹高速）–

沥青生产监控11073吨，运输车次337次–

道路石油沥青132个样品，检测合格率100%–

改性沥青450个样品，检测合格率100%检测数据变异系数（%）2.

智慧养护实践-应用案例

2质量稳定性提高

沥青路面质量智能管控

弹性恢复软化点延

度针入度135黏度

•

养护工程的应用–

苏南养护片区–

沪宁高速公路K199〜K201专项养护工程–

苏北养护片区–

连云港养护生产基地，18869盘，沥青混合料55957吨–

养护应用总结–

初步实现数据的采集工作，部分工艺数据的

分析–

生产过程预警率0.72%2.

智慧养护实践-应用案例

2

沥青路面质量智能管控

沪宁高速K199〜K201道路的施工数据

“业务+技术”融合整合现有子系统，实现单点登录，基础数据统一管理，实现多源数据的综合应用道路一张网展示一张图数据一中心运行一平台业务多系统实现数据资源共享

，

挖掘数据价值用数据支撑、

用数据管理、

用数据决策创新管理模式

，

提升养护效率资产数字化、

管理流程固化、

优化、

关联打造一流信息平台

，

提升品牌效益“苏式养护”品牌建设的重要支撑资金精准投入

，

提升养护经济效益资金精准投入

，

提高使用效率和效益总体建设目标2.

智慧养护实践-综管平台030402012.

智慧养护实践-综管平台2.

智慧养护实践-综管平台←

综管平台的基本模块←

综管平台界面•

在恶劣天气和突发事件应急处置以及大流量

系统内部协同化

集中养护中，养护