问题——交通基础设施进入集中养护期,桥梁、隧道、码头等混凝土结构裂缝病害呈现类型多、分布广、发展快的特点。传统处置流程中,裂缝识别主要依靠人工巡检和经验判断,容易受到人员水平、光照条件、可达性及主观差异影响,常见问题包括信息记录不完整、判定尺度不一致、处置方案难以量化比选等。更突出的是,修复效果评估往往缺少连续数据支撑,导致“修得怎么样、能维持多久”难以形成闭环管理。 原因——裂缝病害成因复杂,可能来自温度收缩、荷载疲劳、材料劣化,也可能与排水不畅、氯盐侵蚀、冻融循环及施工质量有关。不同地区环境差异明显,单靠固定经验模板难以覆盖各类场景。此外,现场检测常受高空、涉水、夜间等作业条件限制;图像、测量、记录等数据来源多但标准化不足,难以直接转化为可比、可复用的决策依据。长期以来,“发现—处置—复核”链条数据不连贯,是养护走向精细化的关键障碍之一。 影响——随着公路水运基础设施规模持续扩大,养护资金与人力约束加剧,提高检测与决策效率已成行业共识。若裂缝识别和修复决策仍停留“人工查看、凭经验判断、事后补录”的方式,可能带来修复措施不匹配、材料选型不当、施工窗口安排不合理等问题,并引发重复维修、交通组织成本上升,进而影响结构耐久性与通行安全。行业亟需在数据采集、智能识别、方案推荐与效果评价等环节形成标准化、可复制的技术路径。 对策——国家知识产权局信息显示,清华大学、中国公路工程咨询集团有限公司、中咨公路养护检测技术有限公司、清华青岛艺术与科学创新研究院申请了一项名为“一种基于裂缝图像信息实时化的智能修复评估方法”的专利(公开号CN121686292A,申请日期为2025年12月)。据专利摘要,该方法以桥面板裂缝图像为输入,通过图像采集与预处理单元获得标准化图像数据,并利用深度卷积神经网络、视觉Transformer等模型提取裂缝特征。在此基础上,系统以数据驱动方式给出修复方式、材料选择与施工时间建议,实现从“识别”到“处置建议”的快速联动。该方案强调无需建立数值结构模型,便于在多结构、多环境条件下推广;除陆上桥面板外,也适用于水下桥面板、隧道衬砌、码头结构等混凝土结构的裂缝修复决策。业内人士认为,若该类以图像为入口的评估方法与养护数据库、施工工法库、材料性能参数及长期监测数据联动,可提升病害处置的可追溯性与一致性,减少人为随意性,增强决策的科学性。 前景——从行业趋势看,基础设施养护正从“事后维修”转向“预防养护”,从单点修补延伸到全寿命周期管理。以裂缝图像实时化为抓手的智能评估,可能在三上带来提升:一是提高巡检覆盖率与响应速度,支持早期识别风险并优化处置时机;二是推动修复方案比选的量化,使材料、工法与工期安排更贴合现场约束;三是为后评估提供数据基础,逐步形成“发现—处置—验证—迭代”的闭环。当然,技术落地仍需在数据标准、场景泛化、工程适配与行业规范诸上同步推进,并在典型桥隧、港口工程等场景持续验证,才能将算法能力转化为工程可用的工具。
这项成果为基础设施安全运营提供了新的技术路径,也表明了产学研协同攻关的价值。在新型工业化进程中,如何让更多实验室成果走向工程现场,仍需行业持续探索。随着推广应用深入,该技术或将对未来十年我国基础设施运维管理方式带来重要影响。