一种高速公路的路面裂缝修复方法与流程

本发明涉及路面修复，尤其涉及一种高速公路的路面裂缝修复方法。

背景技术：

1、高速公路是交通基础设施的核心组成部分，其路面结构的完整性直接关系到行车安全、行驶舒适度及道路使用寿命。在高速公路的路面使用过程中，由于材料老化、底层沉降和反复荷载等因素，造成高速公路的路面出现裂缝，如果一些裂缝不及时进行有效修复，会导致高速公路路面的裂缝发展为车辙、坑槽或板片破碎等，严重加速高速公路的路面结构破坏进程，显著增加后期维修成本和施工难度，缩减高速公路的整体服役年限。

2、传统方法在修复高速公路的路面裂缝时，仅通过测量高速公路的路面裂缝的尺寸，进而评估高速公路的路面裂缝的风险系数并根据风险系数对路面裂缝进行修复，然而，传统的风险评估方法没有考虑高速公路的路面裂缝的剩余寿命，评估维度比较单一，因此，对高速公路的路面裂缝的风险系数的评估维度不足，造成后续对高速公路的路面裂缝的修复不足。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种高速公路的路面裂缝修复方法。本发明的技术方案如下：

2、一种高速公路的路面裂缝修复方法，包括：

3、s1，基于线结构光三维扫描系统采集高速公路目标路段的每个裂缝的裂缝点云集合；

4、s2，根据每个裂缝的裂缝点云集合生成每个裂缝的尺寸信息；

5、s3，获取目标路段的历史车流量数据，根据每个裂缝的尺寸信息和历史车流量数据计算每个裂缝的尺寸信息达到预设危险阈值时的剩余寿命；

6、s4，根据每个裂缝的尺寸信息达到预设危险阈值时的剩余寿命和每个裂缝的尺寸信息计算每个裂缝的风险系数，并根据每个裂缝的风险系数将所有裂缝划分为待修复裂缝和正常裂缝；

7、s5，根据每个待修复裂缝的风险系数生成目标路段所有待修复裂缝的修复优先级队列，并根据修复优先级队列对目标路段的每个待修复裂缝进行修复。

8、优选的，所述s2包括：

9、s21，对每个裂缝的裂缝点云集合进行去噪，得到每个裂缝的标准点云集合；

10、s22，根据每个裂缝的标准点云集合计算每个裂缝的走向和最大长度；

11、s23，沿每个裂缝的走向从其标准点云集合中提取预设数量个断面点云集合，根据每个裂缝的每个断面点云集合构建每个裂缝的预设数量个断面深度曲线，根据每个裂缝的预设数量个断面深度曲线获取每个裂缝的最大深度和最大宽度；

12、s24，由每个裂缝的最大长度、最大深度和最大宽度构成每个裂缝的尺寸信息。

13、优选的，所述s22包括：

14、s221，获取目标裂缝的标准点云集合的凸包，所述目标裂缝为目标路段的任一裂缝；

15、s222，获取凸包的每个面对应的每个外包立方体，计算所有外包立方体中体积最小的外包立方体作为最小外包立方体；

16、s223，将最小外包立方体对应的凸包的面与点云坐标系的x轴的夹角作为走向角，根据走向角构建目标裂缝的走向；

17、s224，将最小外包立方体的长边的长度作为目标裂缝的最大长度。

18、优选的，所述s23包括：

19、s231，沿目标裂缝的走向构建多个切分点，其中，相邻两个切分点之间的裂缝长度相等，所述目标裂缝为目标路段的任一裂缝；

20、s232，构建通过切分点且垂直于目标裂缝的走向的多个切面，通过多个切面切分目标裂缝的标准点云集合，得到预设数量个断面点云集合；

21、s233，通过每个断面点云集合中的所有断面点拟合三次贝塞尔曲线，得到每个断面点云集合对应的断面深度曲线；

22、s234，获取每个断面深度曲线中的断面最大深度和断面最大宽度，并选取所有断面深度曲线中断面最大深度的最大值和断面最大宽度的最大值作为目标裂缝的最大深度和最大宽度。

23、优选的，所述s3包括：

24、s31，获取目标路段的历史车流量数据，并根据目标路段的历史车流量数据计算目标路段的日平均轴载次数；

25、s32，根据目标路段的日平均轴载次数和每个裂缝的尺寸信息计算每个裂缝的裂缝应力幅；

26、s33，获取目标路段的预设材料常数，根据目标路段的预设材料常数、每个裂缝的裂缝应力幅和目标路段的日平均轴载次数计算每个裂缝的扩展速率向量；

27、s34，根据预设危险阈值确定裂缝深度阈值和裂缝宽度阈值，根据每个裂缝的扩展速率向量计算每个裂缝的最大深度扩展到裂缝深度阈值时的剩余寿命，或者最大宽度扩展到裂缝宽度阈值时的剩余寿命。

28、优选的，所述s32包括：

29、s321，计算每个裂缝的几何中心与目标路段中心线之间的水平距离；

30、s322，获取轮胎平均接地压强，根据轮胎平均接地压强、每个裂缝的几何中心与目标路段中心线之间的水平距离和每个裂缝的最大深度计算每个裂缝的竖向应力；

31、s323，根据轮胎平均接地压强、每个裂缝的最大深度、目标路段的日平均轴载次数和每个裂缝的走向计算每个裂缝的水平应力；

32、s324，由每个裂缝的竖向应力和水平应力构成每个裂缝的裂缝应力幅。

33、优选的，所述s33包括：

34、s331，根据每个裂缝的裂缝应力幅和每个裂缝的走向计算每个裂缝的水平应力强度因子和竖向应力强度因子；

35、s332，获取目标路段的预设材料常数，根据目标路段的预设材料常数、每个裂缝的水平应力强度因子和目标路段的日平均轴载次数计算每个裂缝的水平扩展速率；

36、s333，根据目标路段的预设材料常数、每个裂缝的竖向应力强度因子和目标路段的日平均轴载次数计算每个裂缝的竖向扩展速率；

37、s334，由每个裂缝的水平扩展速率和竖向扩展速率构成每个裂缝的扩展速率向量。

38、优选的，所述s4包括：

39、s41，根据每个裂缝的尺寸信息计算每个裂缝的尺寸风险因子；

40、s42，将每个裂缝的尺寸信息达到预设危险阈值时的剩余寿命、每个裂缝的尺寸风险因子输入预设时间惩罚函数中，得到每个裂缝的风险值；

41、s43，将所有裂缝的风险值进行归一化，得到每个裂缝的风险系数；

42、s44，将风险系数大于等于预设风险系数阈值的裂缝划分为待修复裂缝，将其它裂缝划分为正常裂缝。

43、优选的，所述s5在根据修复优先级队列对目标路段的每个待修复裂缝进行修复时，包括：

44、s51，将每个待修复裂缝的风险系数输入工艺决策矩阵中，由工艺决策矩阵输出每个待修复裂缝的工艺决策；

45、s52，根据每个待修复裂缝的每个断面点云集合的断面最大深度、断面最大宽度和相邻两个切分点之间的裂缝长度计算每个断面点云集合的断面体积，并计算每个待修复裂缝的所有断面点云集合的断面体积之和得到每个待修复裂缝的体积；

46、s53，根据每个待修复裂缝的体积和工艺决策确定每个待修复裂缝的修复灌注体积，并根据每个待修复裂缝的修复灌注体积和工艺决策按照修复优先级队列对每个待修复裂缝进行修复。

47、上述所有可选技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。

48、借由上述方案，本发明的有益效果如下：

49、本发明通过采集高速公路目标路段的每个裂缝的裂缝点云集合，进而获取每个裂缝的尺寸信息，并计算每个裂缝的尺寸信息达到预设危险阈值时的剩余寿命，进而基于剩余寿命和尺寸信息生成裂缝的风险系数，相比传统方法，本发明综合每个裂缝的尺寸信息和剩余寿命计算每个裂缝的风险系数，增加了风险系数的评估维度，提高了对裂缝风险系数评估的准确性，使得筛选出的待修复裂缝更精准，进而提高了高速公路目标路段路面修复的有效性，提高了高速公路的安全性。

50、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。