沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置及修复方法与流程

本公开涉及沥青路面病害识别修复装置，具体涉及沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置及修复方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着交通建设的发展，公路建设覆盖已经遍布城市道路基础设施网，有力支撑了国民经济发展与国土安全保障。由于多数线路建成时间较早，多数已经进入了大规模养护维修期，对公路的养护技术水平提出了更高的要求。据调查，某些地区需要养护维修的高速公路已达几千公里，主要受长期车流荷载、环境水害等多种因素影响，造成沥青路面裂缝、坑槽，路面使用性能将在使用寿命的75％时间内下降40％，若路面病害未能及时有效处理，路基结构会进一步遭到破坏，随后的12％使用寿命内性能会再次下降40％，进而造成养护成本增加3-10倍。

3、同时，由于劳动力成本上升，加上施工人员劳动强度大、技术水平参差不齐、施工效率低等因素使得依靠人力进行修复的方式亟需改变。传统路面养护维修方式人员需求量高、施工效率低、养护效果难保障。因此，加强公路养护维修领域的科技前瞻性，研发应用基于非开挖理念的智能化病害检测修复装备，实现公路养护修复过程中的智能化施工，是实现公路养护创新发展的大势所趋，也是使道路养护由劳动密集型向技术密集型转变、减缓公路养护资金短缺矛盾、保护生态环境的必经之路。

4、目前沥青路面病害智能修补装置基本实现了自动化作业，可减少现场工人数量，有效提高修补效率，但是发明人发现，现有技术中仍然存在以下问题：

5、1)目前沥青路面病害智能修复装置较为单一或者割裂，多为专用修补设备，无法做到沥青路面裂缝、坑槽病害一体化同时修补。

6、2)现有的修补设备大型笨重，转运调度困难，一次性投入成本较高，且施工过程需长时间交通管制，导致大范围交通拥堵，极易引发交通事故。

7、3)路面病害识别准确率低、精度较差、修补过后难以保证修补质量。

8、4)沥青路面坑槽修补时，因坑槽壁面和底面石料缺少粘结材料，会使修补材料与原有路面材料见的接缝处油石比偏低，造成新旧料间粘附性不强。

技术实现思路

1、本公开为了解决上述问题，提出了沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置及修复方法，将裂缝修补和坑槽修补在一体装置中实现，基于三维重建机制和卷积神经网络识别的路面病害，针对性的进行修复，并对病害区域进行压实处理，保证修补材料与病害区域的紧密贴合，有效改善修补质量，且设备小巧便捷，方便转运修补现场。

2、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

3、沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置，

4、包括修补车体和控制中心，所述修补车体包括上板和中板，所述上板上安装裂缝修补机构、坑槽修补机构；所述上板和中板之间设置旋转机构，用于转换裂缝修补机构和坑槽修补机构的方向；

5、所述裂缝修补机构和坑槽修补机构分别安装在修补车体的上板的两端，振动压实机构设置于修补车体底部前端，所述振动压实机构包括连接杆和滚动轴，所述连接杆与滚动轴位于修补车体底部，所述滚动轴通过连接杆与修补车体连接，控制滚动轴进行前后移动，实现对修补区域的振动压实。

6、进一步的，所述裂缝修补机构包括第一机械臂大臂、第一机械臂小臂、第一修补枪以及第一物料箱，所述第一机械臂大臂一端与第一机械臂小臂一端连接，所述第一机械臂大臂另一端连接第一底座，所述第一底座设置在修补车体上。

7、进一步的，所述第一机械臂小臂的另一端连接第一修补枪，所述第一修补枪能够进行90°旋转，所述第一机械臂大臂和第一机械臂小臂分别能够进行180°旋转。

8、进一步的，所述第一物料箱通过第一输料管与所述第一修补枪连接，所述第一修补枪上设置第一喷嘴，通过第一机械臂大臂、第一机械臂小臂以及第一修补枪共同移动来控制第一喷嘴的修补方向。

9、进一步的，所述坑槽修补机构包括第二机械臂大臂、第二机械臂小臂、第二修补枪、第二物料箱以及刮平器，所述第二机械臂大臂一端与第二机械臂小臂一端连接，所述第二机械臂大臂另一端连接第二底座，所述第二底座设置在修补车体上。

10、进一步的，所述第二机械臂小臂的另一端连接第二修补枪，所述第二修补枪能够进行90°旋转，所述第二机械臂大臂和第二机械臂小臂分别能够进行180°旋转；所述第二物料箱通过第二输料管与第二修补枪连接，所述第二修补枪上设置第二喷嘴，所述第二喷嘴上设置刮平器。

11、进一步的，所述控制中心设置在修补车体的中板上，连接病害检测机构，所述病害检测机构包括三维激光扫描仪、gps定位器、线阵ccd相机以及激光水平仪。

12、进一步的，所述三维激光扫描仪位于修补车体前侧，gps定位器位于修补车体的上板上，两台线阵ccd相机位于修补车体前侧、激光水平仪位于修补车体前侧。

13、进一步的，所述修补车体底部设置履带，所述第一物料箱与第二物料箱位于修补车体上板的顶部，设置为加热保温桶，所述第一输料管与第二输料管外侧设置有保温套。

14、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

15、沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置的修复方法，包括：

16、设置修补车体行驶路线，行驶至目标区域内时，控制第一物料箱、第二物料箱加热保温，使修补材料为熔融状态；

17、三维激光扫描仪与线阵ccd相机开始工作，通过扫描与拍摄前方病害区域，获取三维点云数据，通过gps定位装置定位病害区域的位置，然后将数据上传至控制中心；

18、控制中心接收病害区域的三维坐标，通过病害区域三维重建机制和卷积神经网络实现机器对沥青路面坑槽、裂缝病害的快速准确识别，并进行病害修补路径规划；

19、若为裂缝，控制中心控制机械旋转机构，将裂缝修补机构转动至前方，同时控制裂缝修补机构中的第一机械臂大臂、第一机械臂小臂、第一修补枪、第一物料箱和第一喷嘴开始工作，并按设定的规划路径进行修补移动；

20、若为坑槽，控制中心控制机械旋转机构，将坑槽修补机构转动至前方，同时控制坑槽修补机构中的第二机械臂大臂、第二机械臂小臂、第二修补枪、第二物料箱和第二喷嘴开始工作，并按设定的规划路径进行修补移动。

21、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

22、本公开提供的沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置，将裂缝修补机构和坑槽修补机构设置在一个修补车体上，可实现裂缝、坑槽一体化修补，大大提升了路面维修和养护的效率，解决了传统修复装置单一、智能化低、安全性差等问题。

23、本公开采用激光水平仪判断病害区域修复是否完成，并具备实时监测、多种工序连续作业能力，可高温下长时间持续工作，有效改善了病害修补质量，实现了沥青路面裂缝、坑槽病害的全方位、高精度修补。

24、本公开采用热沥青或热改性沥青作为坑槽壁面粘结层材料，在坑槽摊铺修补材料之前，向坑槽病害部位均匀喷涂一层粘结材料，有效改善了修补材料与坑槽底面、壁面石料的黏附性，提高了坑槽病害处修补质量；采用振动压实装置对病害区域进行压实处理，保证了修补材料与病害区域的紧密贴合，有效改善了修补质量，大幅提升了维养沥青路面的服役寿命。

25、本公开沥青路面裂缝、坑槽智能修复一体装置在修复作业时不需人工参与，可实现智能化养护决策，有效降低养护成本，且修复时间短，避免了长时间因路面修复造成交通管制，减少了对交通的影响，具有十分重要的经济和社会效益，并且基于路面病害区三维重建机制和卷积神经网络的路面病害分类方法，实现机器视觉对沥青路面裂缝、坑槽等病害的快速准确识别，能直观、实时获取沥青路面表观形状。