CN111364338A - 一种公路沥青路面裂缝修复装置及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路沥青路面裂缝修复装置及修复方法，包括移动装置平台以及设置于移动装置平台上的裂缝开槽装置以及修补装置，裂缝开槽装置和修补装置均可旋转固定于移动装置平台上，利用裂缝开槽装置的机械臂控制开锥形麻花钻实现道路裂缝的精准定位开缝，能够使开缝路线与裂缝路线一致，避免过度开槽，提高了开槽精度，然后同时利用与修补料料罐连通的出料管，将在修补料料罐内经过预加热装置加热后的修补料及时泵出至所开设的槽内，提高了填补效率和施工安全，本发明能够实现自动化开槽、清槽、和灌缝，比传统工艺更高效、安全和可靠。

Description

一种公路沥青路面裂缝修复装置及修复方法

技术领域

本发明属于道路修补领域，具体涉及一种公路沥青路面裂缝修复装置及修复方法。

背景技术

裂缝是沥青路面各类破损中最常见、最易发生和最早期产生的病害之一。裂缝修复不及时会导致雨水灌入路面结构层，从而演变成更为严重的剥落、松散、坑槽等病害，进而大大降低道路服务寿命。现行裂缝修补一般根据裂缝的宽度和深度确定修补工艺，主要分为非开槽修补法(传统修补法)和开槽修补法。传统修补法将修复料直接灌入裂缝中，该方法比较方便，但是由于裂缝中的杂物或者裂缝宽度过小，导致填料无法充分灌入和裂缝界面接触，从而导致裂缝修复不彻底，阻水功能失效。开槽修补一般分为开槽、清槽、灌缝三道工序，使用的设备包括开槽机、吹风机和灌缝机。相比传统修补法，开槽修补可以使修补料与现有裂缝界面充分接触，裂缝修补效果较好。但工序较多，每一道工序需要工人操作不同设备分步操作完成，有时为了加快养护作业时效，可能存在操作上不规范、不严格执行操作规程的情况，导致裂缝修补质量不合格，造成反复维修，不仅增加了养护费用，而且频繁的养护作业会造成行车的诸多不便和不安全因素。此外，现行开槽一般使用锯式方法，当裂缝形状不规则时，往往很难跟裂缝路线一致。因此，需要更高效、更智能、安全的裂缝修补设备，以提高裂缝修补的效率和施工安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种公路沥青路面裂缝修复装置及修复方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种公路沥青路面裂缝修复装置，包括移动装置平台以及设置于移动装置平台上的裂缝开槽装置以及修补装置，裂缝开槽装置以及修补装置均可旋转固定于移动装置平台上，裂缝开槽装置包括开槽钻头以及控制开槽钻头移动的机械臂，机械臂可旋转固定于移动装置平台上，开槽钻头采用锥形麻花钻，机械臂的端部设有能够带动开槽钻头转动驱动电机；修补装置包括修补料料罐以及与修补料料罐出料口连通的出料管，出料管固定于旋转机械臂上，出料管的出料口可随旋转机械臂转动，修补料料罐内设有预加热装置，修补料料罐的出料口设有连通出料管的压力泵。

进一步的，裂缝开槽装置和修补装置通过平台转盘可旋转安装于移动装置平台上。

进一步的，机械臂通过平台转盘可旋转固定安装于移动装置平台上。

进一步的，移动装置平台上设有用于对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热的电磁加热装置。

进一步的，包括清理装置，清理装置安装于平台转盘上，清理装置包括气压泵以及与气压泵连通的吹气管，吹气管一端固定于机械臂前端，吹气管的出气口位于开槽钻头上端；吹气管为连接软管，通过扎线固定于机械臂上，可随机械臂一起转动。

进一步的，还包括控制系统和路表检测装置，路表检测装置包括固定于移动装置平台上的道路图像采集模块，道路图像采集模块连接于控制系统，所述道路图像采集模块获取路面图像信息并将获取的路面图像信息反馈至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息。

进一步的，控制系统包括控制模块、图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块，定位模块用于获取实时GPS定位信息，道路图像采集模块用于获取道路图像信息，并将获取的道路图像信息发送至图像处理模块进行图像处理，图像处理模块基于深度学习的裂缝识别方法检测获取道路图像信息中的裂缝信息，当发现路面存在裂缝时，图像处理模块将所述道路图像信息、裂缝识别结果以及从定位模块获取的定位信息发送至所述生成模块生成道路检测报告；所述存储模块用于储存获取的道路图像信息和道路检测报告，所述控制模块分别连接于图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块。

一种公路沥青路面裂缝修复方法，通过路表检测装置获取路面图像信息，并将获取的路面图像信息传输至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息，并根据获取的路面裂缝信息生成开缝路径和填补路径，选取直径不大于裂缝宽度最小值的开槽钻头安装于机械臂端部，根据开缝路径，使开槽钻头沿钻头开缝路径进行开槽，从而完成道路裂缝开槽，然后利用修补装置的出料管将液态的修补料填充至清理后的裂缝内，最后对填补料进行加热融化融合，从而实现道路裂缝的修补。

进一步的，开槽的同时采用清理装置高压气体对开缝进行清理。

进一步的，根据获取的道路裂缝信息及裂缝定位信息，规划钻头开缝路径时，开槽钻头钻壁与裂缝一侧侧壁贴合，沿裂缝开缝方向运行至裂缝端部，然后沿裂缝另一侧侧壁反向运行至起始位置，完成裂缝开槽。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种公路沥青路面裂缝修复装置，包括移动装置平台以及设置于移动装置平台上的裂缝开槽装置以及修补装置，裂缝开槽装置和修补装置均可旋转固定于移动装置平台上，利用裂缝开槽装置的机械臂控制开锥形麻花钻实现道路裂缝的精准定位开缝，能够使开缝路线与裂缝路线一致，避免过度开槽，提高了开槽精度，然后同时利用与修补料料罐连通的出料管，将在修补料料罐内经过预加热装置加热后的修补料及时泵出至所开设的槽内，提高了填补效率和施工安全。

进一步的，裂缝开槽装置和修补装置通过平台转盘可旋转安装于移动装置平台上，能够根据裂缝开缝方向随时改变裂缝开槽角度，不需要车体方向改变。

进一步的，移动装置平台上设有用于对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热的电磁加热装置，利用电磁加热装置对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热，提高了填补效率同时能够确保修补料能够充分填充裂缝开槽。

进一步的，采用同车设置的清理装置，清理装置的吹气管一端与开槽钻头的机械臂固定连接，能够在开槽时及时清理碎料，可以使修补料与现有裂缝界面充分接触，裂缝修补效果较好。

进一步的，利用道路图像采集模块连接于控制系统，所述道路图像采集模块获取路面图像信息并将获取的路面图像信息反馈至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息，实现路面修补的智能化，减少工人劳动强度，提高裂缝修补精度。

一种公路沥青路面裂缝修复方法，本方法能够实现自动化开槽、清槽、和灌缝，比传统工艺更高效、安全和可靠。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，1、移动装置平台；2、路表检测装置；3、裂缝开槽装置；4、修补装置；5、平台转盘；6、开槽钻头；7、机械臂；8、气压泵；9、吹气管；10、修补料料罐；11、出料管；12、旋转机械臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，一种公路沥青路面裂缝修复装置，包括控制系统、移动装置平台1以及设置于移动装置平台1上的路表检测装置2、裂缝开槽装置3以及修补装置4，路表检测装置2包括固定于移动装置平台1上的道路图像采集模块，道路图像采集模块连接于控制系统，所述道路图像采集模块获取路面图像信息并将获取的路面图像信息反馈至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息，路面裂缝信息包括裂缝位置以及裂缝宽度和长度信息；裂缝开槽装置3和修补装置4通过平台转盘5可旋转安装于移动装置平台1上，可实现裂缝开槽装置3和修补装置4在不同方位上的转动，裂缝开槽装置3包括开槽钻头6以及控制开槽钻头6移动的机械臂7，机械臂7可旋转固定安装于平台转盘5上，开槽钻头6采用锥形麻花钻，机械臂7的端部设有能够带动开槽钻头6转动驱动电机；修补装置4包括修补料料罐10以及与修补料料罐10出料口连通的出料管11，出料管11固定于旋转机械臂12上，出料管11的出料口可随旋转机械臂12转动，修补料料罐10内设有预加热装置，能够将修补料料罐10内的修补料预热为流体，然后通过修补料料罐10出料口处的压力泵将液态修补料泵出，通过出料管11端部的锥形出料口使液态修补料进入裂缝开槽内，实现修补料的填充，然后采用设置于移动装置平台1上的电磁加热装置对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热，使修补料能够充分填充裂缝开槽。

还包括清理装置，清理装置安装于平台转盘5上，清理装置包括气压泵8以及与气压泵8连通的吹气管9，吹气管9一端固定于机械臂7前端，吹气管9的出气口位于开槽钻头6上端，吹气管9为连接软管，通过扎线固定于机械臂7上，可随机械臂7一起转动。

控制系统包括控制模块、图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块，定位模块用于获取实时GPS定位信息，道路图像采集模块用于获取道路图像信息，并将获取的道路图像信息发送至图像处理模块进行图像处理，图像处理模块基于深度学习的裂缝识别方法检测获取道路图像信息中的裂缝信息，当发现路面存在裂缝时，图像处理模块将所述道路图像信息、裂缝识别结果以及从定位模块获取的定位信息发送至所述生成模块生成道路检测报告；所述存储模块用于储存获取的道路图像信息和道路检测报告，所述控制模块分别连接于图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块。道路图像采集模块包括照明模块及摄像头，摄像头采用高清摄像头，照明模块用于光强补偿。

基于上述公路沥青路面裂缝修复装置的公路沥青路面裂缝修复方法，包括以下步骤：

通过路表检测装置获取路面图像信息，并将获取的路面图像信息传输至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息，并根据获取的路面裂缝信息生成开缝路径和填补路径，选取直径不大于裂缝宽度最小值的开槽钻头安装于机械臂端部，根据开缝路径，使开槽钻头沿钻头开缝路径进行开槽，从而完成道路裂缝开槽，开槽的同时采用清理装置高压气体对开缝进行清理，然后利用修补装置的出料管将液态的修补料填充至清理后的裂缝内，最后对填补料进行加热融化融合，从而实现道路裂缝的修补。根据获取的道路裂缝信息及裂缝定位信息，规划钻头开缝路径时，开槽钻头钻壁与裂缝一侧侧壁贴合，沿裂缝开缝方向运行至裂缝端部，然后沿裂缝另一侧侧壁反向运行至起始位置，完成裂缝开槽；当裂缝宽度小于开槽钻头直径时，裂缝两侧壁的中线沿裂缝开缝方向路径即为开槽钻头转轴中心行驶路径。修补料选取的材料高粘结、耐老化，可以使修补料与现有裂缝界面充分接触。

可人工驾驶移动装置平台1移动至有裂缝的道路上，进行表面图像获取，对道路裂缝进行识别和定位，并传入系统中进行存储，以备使用；进行裂缝的开槽：根据裂缝开槽宽度的需要选择钻头，将开槽钻头安装在机械臂端部，根据裂缝的方向设定开槽钻头的运动轨迹，即开槽轨迹，移动钻头完成开槽，使用高压吹风机将槽内碎料杂物吹出，并促进槽内水分晾干；然后使用泵机将加热的改性沥青粘结料(修补料)抽送至出料管11，出料管11沿槽缝路径移动进行灌缝，最后通过电磁加热装置对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热，能够使修补料能够充分填充裂缝开槽，完成路面裂缝的修补。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，包括移动装置平台(1)以及设置于移动装置平台(1)上的裂缝开槽装置(3)以及修补装置(4)，裂缝开槽装置(3)以及修补装置(4)均可旋转固定于移动装置平台(1)上，裂缝开槽装置(3)包括开槽钻头(6)以及控制开槽钻头(6)移动的机械臂(7)，机械臂(7)可旋转固定于移动装置平台(1)上，开槽钻头(6)采用锥形麻花钻，机械臂(7)的端部设有能够带动开槽钻头(6)转动驱动电机；修补装置(4)包括修补料料罐(10)以及与修补料料罐(10)出料口连通的出料管(11)，出料管(11)固定于旋转机械臂(12)上，出料管(11)的出料口可随旋转机械臂(12)转动，修补料料罐(10)内设有预加热装置，修补料料罐(10)的出料口设有连通出料管(11)的压力泵。

2.根据权利要求1所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，裂缝开槽装置(3)和修补装置(4)通过平台转盘(5)可旋转安装于移动装置平台(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，机械臂(7)通过平台转盘(5)可旋转固定安装于移动装置平台(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，移动装置平台(1)上设有用于对裂缝开槽内的修补料进行电磁加热的电磁加热装置。

5.根据权利要求4所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，包括清理装置，清理装置安装于平台转盘(5)上，清理装置包括气压泵(8)以及与气压泵(8)连通的吹气管(9)，吹气管(9)一端固定于机械臂(7)前端，吹气管(9)的出气口位于开槽钻头(6)上端；吹气管(9)为连接软管，通过扎线固定于机械臂(7)上，可随机械臂(7)一起转动。

6.根据权利要求5所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，还包括控制系统和路表检测装置(2)，路表检测装置(2)包括固定于移动装置平台(1)上的道路图像采集模块，道路图像采集模块连接于控制系统，所述道路图像采集模块获取路面图像信息并将获取的路面图像信息反馈至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息。

7.根据权利要求6所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置，其特征在于，控制系统包括控制模块、图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块，定位模块用于获取实时GPS定位信息，道路图像采集模块用于获取道路图像信息，并将获取的道路图像信息发送至图像处理模块进行图像处理，图像处理模块基于深度学习的裂缝识别方法检测获取道路图像信息中的裂缝信息，当发现路面存在裂缝时，图像处理模块将所述道路图像信息、裂缝识别结果以及从定位模块获取的定位信息发送至所述生成模块生成道路检测报告；所述存储模块用于储存获取的道路图像信息和道路检测报告，所述控制模块分别连接于图像处理模块、定位模块、存储模块和生成模块。

8.一种基于权利要求6所述的一种公路沥青路面裂缝修复装置的公路沥青路面裂缝修复方法，其特征在于，通过路表检测装置获取路面图像信息，并将获取的路面图像信息传输至控制系统，控制系统根据获取的路面图像信息基于深度学习的道路裂缝识别方法得到路面裂缝信息，并根据获取的路面裂缝信息生成开缝路径和填补路径，选取直径不大于裂缝宽度最小值的开槽钻头安装于机械臂端部，根据开缝路径，使开槽钻头沿钻头开缝路径进行开槽，从而完成道路裂缝开槽，然后利用修补装置的出料管将液态的修补料填充至清理后的裂缝内，最后对填补料进行加热融化融合，从而实现道路裂缝的修补。

9.根据权利要求8所述的一种公路沥青路面裂缝修复方法，其特征在于，开槽的同时采用清理装置高压气体对开缝进行清理。

10.根据权利要求8所述的一种公路沥青路面裂缝修复方法，其特征在于，根据获取的道路裂缝信息及裂缝定位信息，规划钻头开缝路径时，开槽钻头钻壁与裂缝一侧侧壁贴合，沿裂缝开缝方向运行至裂缝端部，然后沿裂缝另一侧侧壁反向运行至起始位置，完成裂缝开槽。

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