CN105421175B - 一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法及系统。该方法包括以下步骤：S1、构建三维坐标系。S2、地面探测道路基层，根据探测到的陷空区在三维坐标系中绘制地面投影图。S3、根据地面投影图选择切入点。S4、对切入点凿穿，形成切入口。S5、向陷空区内发射震荡波，对陷空区形状进行整形。S6、实时探测陷空区内部形状，并建立虚拟模型。S7、预设曲率阈值。S8、实时监测虚拟模型表面曲率，并将其表面最大曲率与曲率阈值比较，根据比较结果控制震荡波工作状态。S9、计算虚拟模型体积。该系统包括控制设备、超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备，控制设备与超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备连接。本发明能够较精确计算出陷空区容积。

Description

一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法及系统

技术领域

本发明涉及道路养护维修技术领域，尤其涉及一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法及系统。

背景技术

当前，我国的高等级公路建设正处于迅速发展阶段。路基作为路面结构的重要组成部分，不仅是实现车辆能在道路上行驶提供基本的条件，而且是路面的支承结构物，对整个路面的使用性能和使用寿命起着至关重要的作用。但是许多路面由于路基质量问题，存在压实度不足或者空洞等现象，通车后路面早期破坏很快就会出现，如沉陷、开裂等，建成不久就不能适应车辆通行的需要，养护工程量越来越大，对养护技术的要求也越来越高。因此，我国道路建设的具体发展环境及客观形势对路基检测和养护维修技术提出了严峻的现实要求，需要积极开展检测与养护维修新技术的开发与应用。

目前，对于道路沉陷即道路路基成出现陷空区而路面完整的情况的养护工作较难展开。目前，多是采用路面探测，然后填充高聚物的方法进行养护，但是由于陷空区形状不规则，容积难以探测等因素，很难适量的填充高聚物，如此，高聚物填充过多，对路基进行挤压反而造成二次伤害，高聚物不够，又起不到填充的效果。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法。

本发明提出的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，包括以下步骤：

S1、构建三维坐标系；

S2、地面探测道路基层，并根据探测到的陷空区在三维坐标系中绘制地面投影图；

S3、根据地面投影图选择切入点；

S4、对切入点进行凿穿，形成与陷空区连通的切入口；

S5、通过切入口向陷空区内部发射震荡波，对陷空区内部形状进行震荡整形；

S6、实时探测陷空区内部形状，并根据探测数据在三维坐标系中建立虚拟模型；

S7、预设曲率阈值；

S8、实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，并根据比较结果控制震荡波工作状态；

S9、计算虚拟模型体积。

优选的，步骤S3中，切入点位于地面投影图中心位置。

优选的，步骤S5中，震荡波为超声波。

优选的，步骤S6中，通过雷达探测设备探测陷空区内部形状。

优选的，曲率阈值为1。

优选的，步骤S8具体为：实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，当最大曲率小于曲率阈值，控制超声波振荡设备停止工作。

本发明还提供了一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，其中包括控制设备、超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备，控制设备与超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备连接；

超声波震荡设备安装在陷空区内部，对陷空区内部形状进行震荡整形；

探测设备实时探测陷空区内部形状；

控制设备实时获取探测设备探测数据，并根据探测数据建立虚拟模型；控制设备中预设曲率阈值，其实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，当最大曲率小于曲率阈值，控制设备控制超声波震荡设备停止工作，并计算虚拟模型体积；

人机互动设备可用于对控制设备进行指令输入。

优选的，还包括显示设备，显示设备与控制设备进行连接，其用于显示虚拟模型。

本发明所公开的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，通过对陷空区内部进行震荡整形，降低陷空区内表面的曲折程度，并通过实时探测建立虚拟模型，通过计算虚拟模型体积，得出震荡整形后的陷空区容积，有利于后序工作中针对该陷空区容积定量填充高聚物，防止因高聚物填充量过多或过少而产生的危害。向陷空区内部发射震荡波，对陷空区内部形状进行震荡整形，使得陷空区内部的表面曲率达到一定的值，便于计算陷空区的体积，且有利于后续填充的高聚物能够充分与陷空区的表面接触，提高路基养护效果。

本发明中，在对陷空区的体积进行计算之前，通过探测陷空区内部形状在预先构建的三维坐标系中绘制地面投影图，便于合理选择切入点，有利于保证通过切入口入射的震荡波辐射的稳定。

本发明所公开的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，提供了控制设备、超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备，控制设备根据探测设备实时获取的探测数据建立虚拟模型，其实时监测虚拟模型表面曲率，并根据虚拟模型表面的最大曲率值与预设曲率阈值的比较结果控制超声波震荡设备对陷空区进行整形。当最大曲率小于曲率阈值，控制设备控制超声波震荡设备停止工作，并计算虚拟模型体积，如此可通过超声波震荡设备对陷空区的表面进行处理，去除掉陷空区表面存在的部分棱刺，使陷空区内部形状较为规则。

附图说明

图1为本发明提供的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法流程图；

图2为本发明提供的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统结构图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法流程图。

参照图1，本发明提出的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，具体包括以下步骤：

S1、构建三维坐标系。用于在其中绘制陷空区的地面投影图，并在该三维坐标系中建立陷空区的虚拟模型。

S2、地面探测道路基层，并根据探测到的陷空区在三维坐标系中绘制地面投影图。通过地面探测，可获得道路基层中陷空区的相关数据，并根据该数据在S1所构建的三维坐标系中绘制出陷空区的地面投影图。地面投影图是地面探测可探测深度内出现的空心区域的分布图，获取地面投影图，有利于对后续工作进行布局。

S3、根据地面投影图选择切入点。

S4、对切入点进行凿穿，形成与陷空区连通的切入口。切入口用于在后序加固道路的过程中向陷空区灌入高聚物，其位于陷空区中心位置，有利于保证高聚物膨胀过程中受力的均匀性，从而保证高聚物对陷空区的填充效果。

S5、通过切入口向陷空区内部发射震荡波，对陷空区内部形状进行震荡整形。具体实施时，震荡波为超声波，超声波能够对陷空区内表面的不规则结构产生冲击力，使其破碎并下落，从而使得陷空区内部形状较为规则，便于后续测量。

具体实施时，切入点位于地面投影图中心位置，如此，有利于在步骤S5中向陷空区内部各个方向发射震荡波，提高震荡波的整形效果。

S6、实时探测陷空区内部形状，并根据探测数据在三维坐标系中建立虚拟模型。由于步骤S5中不断向陷空区内部发射震荡波，陷空区内部形状在震荡波的作用下不断变化。对陷空区进行实时探测，并根据实时探测的数据建立虚拟模型，能够将陷空区的最新内部形状反应到虚拟模型中，保证虚拟模型与陷空区内部形状一致。具体实施时，通过雷达探测设备探测陷空区内部形状。

S7、预设曲率阈值。具体实施时，曲率阈值设为1。

S8、实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，并根据比较结果控制震荡波工作状态。具体实施时，实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较：当最大曲率小于曲率阈值，控制超声波振荡设备停止工作。曲率阈值的设置，有利于避免陷空区内部由于构造过于曲折而导致的容积不易计算的情况。

S9、计算虚拟模型体积。虚拟模型是根据对陷空区实时探测所得的数据而建立的，与陷空区具有相同的形状，因此可由虚拟模型的体积得出被整形后的陷空区的容积，便于后序加固道路的过程中定量控制所加入的高聚物。此外，本实施方式中，首先对陷空区进行震荡整形，有利于提高虚拟模型的平滑度，从而减低陷空区容积的计算难度，提高计算精度，从而得到较为准确的经震荡整形后的陷空区容积。

本发明还提供了一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，如图2所示，图2为本发明提出的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统结构图。

参照图2，本发明提出的一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，包括控制设备、超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备，控制设备与超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备连接，人机互动设备可用于对控制设备进行指令输入。

超声波震荡设备安装在陷空区内部，对陷空区内部形状进行震荡整形。

探测设备实时探测陷空区内部形状。陷空区内部形状在震荡整形的过程中，不断变化，通过实时探测，可获得陷空区的最新探测数据。

控制设备实时获取探测设备探测数据，并根据探测数据建立虚拟模型。如此，可保证在震荡整形的过程中，控制设备所建立的虚拟模型与陷空区内部形状一致。控制设备中预设曲率阈值，其实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，当最大曲率小于曲率阈值，控制设备控制超声波震荡设备停止工作，并计算虚拟模型体积。由于虚拟模型与震荡整形后的陷空区内部形状相同，因此，虚拟模型的体积能够精确反应出震荡整形后的陷空区容积。

具体实施时，本实施方式所公开的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统还包括显示设备，显示设备与控制设备进行连接，其用于显示虚拟模型及虚拟模型的体积。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建三维坐标系；

S2、地面探测道路基层，并根据探测到的陷空区在三维坐标系中绘制地面投影图；

S3、根据地面投影图选择切入点；

S4、对切入点进行凿穿，形成与陷空区连通的切入口；

S5、通过切入口向陷空区内部发射震荡波，对陷空区内部形状进行震荡整形；

S6、实时探测陷空区内部形状，并根据探测数据在三维坐标系中建立虚拟模型；

S7、预设曲率阈值；

S8、实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，并根据比较结果控制震荡波状态；

S9、计算虚拟模型体积。

2.如权利要求1所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，步骤S3中，切入点位于地面投影图中心位置。

3.如权利要求1所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，步骤S5中，震荡波为超声波。

4.如权利要求1所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，步骤S6中，通过雷达探测设备探测陷空区内部形状。

5.如权利要求1至4任一项所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，曲率阈值为1。

6.如权利要求5所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理方法，其特征在于，步骤S8具体为：实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，当最大曲率小于曲率阈值，控制震荡波停止工作。

7.一种采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，其特征在于，包括控制设备、超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备，控制设备与超声波震荡设备、探测设备和人机互动设备连接；

超声波震荡设备安装在陷空区内部，对陷空区内部形状进行震荡整形；

探测设备实时探测陷空区内部形状；

控制设备实时获取探测设备探测数据，并根据探测数据建立虚拟模型；控制设备中预设曲率阈值，其实时监测虚拟模型表面曲率，并将虚拟模型表面最大曲率与曲率阈值进行比较，当最大曲率小于曲率阈值，控制设备控制超声波震荡设备停止工作，并计算虚拟模型体积；

人机互动设备可用于对控制设备进行指令输入。

8.如权利要求7所述的采用高聚物治理道路基层病害的前序处理系统，其特征在于，还包括显示设备，显示设备与控制设备进行连接，其用于显示虚拟模型。