。▉碜訤ugro公司組織的基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理大會——作者M(jìn)ike Woof )許多發(fā)達(dá)國家,即使不是大多數(shù),認(rèn)為投資交通基礎(chǔ)設(shè)施是理所當(dāng)然的,這就導(dǎo)致了維護(hù)資金投入不足,造成潛在的長期運(yùn)營費(fèi)用短缺問題。在許多發(fā)展中國家,交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張迅速,但如何維護(hù)這些路網(wǎng)也未給予足夠的重視。
Fugro公司組織的資產(chǎn)管理大會在伯明翰舉行,重點探討發(fā)達(dá)國家,如英國和美國,出現(xiàn)的道路維護(hù)問題。當(dāng)然,許多同樣的問題也存在于正在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施投資的發(fā)展中國家,他們也需要建立長期的道路維護(hù)策略以保護(hù)其資產(chǎn)。一些演講者就提高基礎(chǔ)設(shè)施管理效率和削減預(yù)算等系列主題進(jìn)行了演講。
Pascal Laumet是美國AgileAssets公司基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理產(chǎn)品開發(fā)主管,AgileAssets公司是全球領(lǐng)先的提供綜合資產(chǎn)管理解決方案的咨詢公司,在美國擁有一批重大合約。公司聲稱需要更好地利用資源進(jìn)行道路維護(hù),Laumet說:“路網(wǎng)正日益老化,必須安全地進(jìn)行管理”。他解釋說協(xié)調(diào)好資源是非常有益的,“我們看到的是,資源協(xié)調(diào)正緩慢向綜合化方向發(fā)展”。
但是一些業(yè)主在這一點上仍然行動緩慢,Laumet說:“數(shù)據(jù)移動性也是一個大問題,這些管理系統(tǒng)之間是相對獨立的,不能相互調(diào)用數(shù)據(jù)。”
他說業(yè)主們需要合適的工具進(jìn)行資產(chǎn)管理。“如果你希望優(yōu)化你的橋梁管理項目,只要選擇合適的方案就可以節(jié)約更多的經(jīng)費(fèi),你選擇的方案越好,經(jīng)費(fèi)節(jié)約的潛力越大”。
AgileAssets公司在國家運(yùn)輸部門有好幾個合約,紐瓦克市是其中一個客戶,采用公司建議的方案對其有限的預(yù)算進(jìn)行了優(yōu)化。Laumet說:“在一個4年周期內(nèi),紐瓦克市節(jié)約了9百萬美元。他們改變了處理事務(wù)的方法”。
Laumet補(bǔ)充說,公司的其他客戶也改進(jìn)了他們的運(yùn)營方式。“總的思路是打破筒倉效應(yīng),實行資產(chǎn)通盤管理,戰(zhàn)略性思維具有巨大的優(yōu)勢,更好的分析問題和管理需要全局考慮,我們可以通過協(xié)調(diào)相關(guān)項目節(jié)約更多經(jīng)費(fèi)。”
Alex Wright是運(yùn)輸研究所(Transport Research Laboratory,TRL)的技術(shù)部門經(jīng)理,他論述了采用激光雷達(dá)(LIDAR)技術(shù)收集數(shù)據(jù)的優(yōu)點。他說:“激光雷達(dá)技術(shù)可用于測量各種各樣的資產(chǎn)”。
Wright解釋說,在傳統(tǒng)觀念上,LIDAR是一種機(jī)載技術(shù),用于直升機(jī)在100~400m低空飛行時掃描目標(biāo),新的技術(shù)正在推向市場。過去,直升機(jī)的費(fèi)用是限制LIDAR系統(tǒng)大范圍使用的障礙,Wright說:“主要原因是直升機(jī)的價格太高,難于推廣,但如果安裝在汽車上,LIDAR就比較經(jīng)濟(jì)實用了。”
Wright解釋說,新的車載LIDAR系統(tǒng)比航空測量具有更大的優(yōu)勢。“你可以在橋下和隧道中進(jìn)行測量,這在空中是無法實現(xiàn)的。”Wright繼續(xù)說:“你可以使用LIDAR測量道路的整個寬度,獲得3D模型,當(dāng)然你還需要一個慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)。LIDAR還有很多應(yīng)用,如辨別標(biāo)識和頂部跨線橋,也可以用來識別不安全特征。”
測量精度是一個問題,Wright補(bǔ)充說:“通過后處理,如采用參考基站或參考點,可以提高測量精度”。Wright解釋說,如果要在英國繁忙的M25高速公路進(jìn)行測量,僅需測量白色邊線到中界線的距離,就可以確定交通管理間距。Wright指出LIDAR技術(shù)在這些應(yīng)用場合被證明是有價值的,“我們估計測量精度可以精確到幾個厘米。”
J?gen Krarup是Greenwood TSD公司的高級工程師,該公司是專門從事彎沉儀技術(shù)研究的機(jī)構(gòu),彎沉儀是用來評估道路狀況的有效工具。Greenwood TSD公司多年前就已經(jīng)開發(fā)了高速彎沉儀(TSD)系統(tǒng),可以用于路面機(jī)械特性分析,能夠檢測瀝青面層的水平應(yīng)力和垂直撓度。滾輪式彎沉儀可以在瀝青路面開裂前檢測其承載能力,突出顯示需要維修的區(qū)域,可以幫助在破壞發(fā)生前完成維護(hù)工作,減少維護(hù)費(fèi)用。Krarup說一項具有專利技術(shù)的多普勒激光傳感器系統(tǒng)被用來測量撓曲速度而不是位移,位移可以根據(jù)速度精確計算得到。他評論說:“在加利福利亞州的一條公路上,可以檢測出2m長度內(nèi)2mm的誤差”。
根據(jù)Krarup所說,TSD系統(tǒng)可以在高達(dá)80km/h速度下進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,與同類僅能進(jìn)行低速測量的技術(shù)相比,它具有更高的效率和更多的功能。這套系統(tǒng)已經(jīng)被證明是行之有效的,在澳大利亞還進(jìn)行了1.8萬公里道路、歷時5個月的數(shù)據(jù)記錄實例驗證。該系統(tǒng)的用戶遍及英國、丹麥、意大利、波蘭、南非、中國和美國。
據(jù)Krarup所說,TSD系統(tǒng)測量每一個多普勒激光傳感器所在位置的路面垂直撓曲速度,這些速度是路面對真實設(shè)計軸載的動態(tài)響應(yīng)。他解釋說,這是用滾輪載荷代替模擬卡車沖擊載荷產(chǎn)生的撓曲速度。當(dāng)大多數(shù)道路工作集中于路面維護(hù)時,從這一設(shè)備得到的數(shù)據(jù)價值是巨大的,它提示了即將發(fā)生破壞區(qū)域的準(zhǔn)確位置。
Rod Eddies是Fugro公司的區(qū)域服務(wù)經(jīng)理,他解釋說管理地面風(fēng)險很關(guān)鍵,特別是英國,經(jīng)歷了幾十年,有一些地方甚至經(jīng)歷了幾個世紀(jì)的工業(yè)活動。他說:“這個小島上布滿了廢棄的礦山和采石場,不利于建設(shè)良好的路面結(jié)構(gòu)”。
Eddies說,由于缺乏地下信息,這些遺留問題帶來了巨大的不確定性。“一般來說,我們需要從地質(zhì)學(xué)上減少不確定性,通過理解地面的變化過程,我們可以理解這些物理現(xiàn)象,但地質(zhì)情況特別不適合于路面”。
為解決路面維護(hù)的相關(guān)問題,[無段落樣式]正文Fugro公司開發(fā)了表面波地震勘探技術(shù),Eddies說這一技術(shù)具有很高的精度。他說:“地質(zhì)技術(shù)發(fā)展了很長時間,現(xiàn)在采用3D技術(shù)我們可以繪制出地面剛度圖”。Eddies還說,系統(tǒng)也在不斷完善,“GPR技術(shù)也在不斷發(fā)展”。
在許多國家,橋梁狀況是交通基礎(chǔ)設(shè)施中主要關(guān)心的問題,許多老舊結(jié)構(gòu)性能不好,或已接近設(shè)計壽命末期。John Broomfield博士是Broomfield咨詢公司的國際腐蝕專家,他說:“我們不得不與老化的橋梁一起生活”。
Broomfield以加筋混凝土橋梁為例分析了公路的建設(shè)環(huán)境。他解釋說,在英國,道路橋梁一般設(shè)計壽命為100年,高速公路管理局負(fù)責(zé)的3,200座左右的橋梁中的許多(即使不是大多數(shù))進(jìn)入了中年期,意味著橋梁維護(hù)成了主[無段落樣式]正文要工作任務(wù)。他說:“其中一個問題是橋梁無法被替換,我們只能進(jìn)行維修,延長它們的使用期限”。
如Broomfield博士所講述,美國20世紀(jì)60年代建設(shè)的橋梁,設(shè)計壽命為50年,其橋梁維護(hù)問題更嚴(yán)重。廣泛使用的加筋混凝土橋梁是一個問題,Broomfield博士說,許多老舊結(jié)構(gòu)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低。同時,維護(hù)工作也是一個問題,他說:“融雪鹽滲入問題已存在一段時間了”。
鋼筋混凝土橋梁開始建設(shè)時,沒有太多的關(guān)于腐蝕反應(yīng)的知識,腐蝕可以在不與氧接觸的情況下發(fā)生,而修補(bǔ)型的維護(hù)也會引入相應(yīng)的問題,Broomfield博士說:“簡單的修補(bǔ)會加速腐蝕”。
防腐技術(shù)多種多樣,Broomfield說:“在美國,一般不使用防水膜”,而是采用環(huán)氧樹脂裹覆鋼筋。其它一些地方采用陰極保護(hù)的方法。
雖然沒有中東部地區(qū)存在的化學(xué)侵蝕。氯化物的存在對橋梁維護(hù)團(tuán)隊來說是一個挑戰(zhàn),盡管Broomfield博士說腐蝕的閥值可以不一樣。“氯化物侵入5年后腐蝕開始”。
了解維護(hù)方法是非常重要的。Broomfield博士評論說:“我們培訓(xùn)土木工程師時,沒有教給他們足夠的材料退化和材料維護(hù)的知識。新橋如果要更耐久,工程師必須進(jìn)行培訓(xùn)以掌握這些知識”。
John Munslow在南格洛斯特郡議會工作,他解釋說氣候變化對交通基礎(chǔ)設(shè)施的影響顯著。南格洛斯特郡的記錄表明惡劣天氣對道路狀況影響明顯,現(xiàn)在比15~20年前更嚴(yán)重。據(jù)Munslow所說,長時間的小規(guī)模天氣變化會對交通基礎(chǔ)設(shè)施造成長期的大的經(jīng)濟(jì)損失。為使郡預(yù)算更合理,Munslow尋求英國氣象部門的幫助,借助氣候模型進(jìn)行道路維護(hù)。模型中必須考慮許多參數(shù),包括溫度、降水、風(fēng)力、濕度和海平面升高。他說:“使用一個風(fēng)險矩陣,我們可以預(yù)測哪些資產(chǎn)將首先被影響,決定需要優(yōu)先保護(hù)的對象”。
Munslow說溫度升高對道路的磨損具有顯著影響。連續(xù)多日最高溫度達(dá)到30℃,并且夜間溫度不低于15℃時,沒有足夠的時間讓路面冷卻,導(dǎo)致瀝青路面更容易變形,次要道路可以封閉進(jìn)行大修,維護(hù)費(fèi)用通常比較低,但繁忙的道路不能采用這種方法。