申请/专利权人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117647220B

主分类号：G01C5/00

分类号：G01C5/00;E01C11/00;G01C15/00;G01B11/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.03.22#实质审查的生效;2024.03.05#公开

摘要：本发明提供一种基于激光点云数据的沥青路面沉陷处治方法，采用3D扫描技术，利用坐标转换、坐标拼接技术将扫描点云数据转化为空间坐标数据，并进行单元格分割以及曲面拟合，精确计算出沉陷量，用于指导沉陷处治过程中新料加入量，沉陷病害的处治时，将病害位置铣刨料与计算的新料添加量，采用厂拌热再生技术进行100%利用，以关键筛孔控制加入新料中不同粒径集料掺配比例，根据沥青成膜理论控制新沥青掺入量。本发明有效利用病害段的旧沥青混合料，并且采用多档集料与旧沥青混合料合成，实现再生后的沥青混合料性能可控，并实现废物资源化利用，资源节约，高效环保。

主权项：1.一种基于激光点云数据的沥青路面沉陷处治方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据路面沉陷病害位置形态、空间分布情况，确定3D扫描测站点和控制点位置布设方案；（2）使用全站仪对测站点、控制点的坐标和高程进行测定，获得测站点和控制点的空间坐标，作为已知坐标；（3）3D扫描仪按照测站点进行布设，对路面的空间信息进行采集，从而获得路面采集坐标点云数据；（4）根据控制点，将不同测站点采集的坐标进行点云数据拼接，根据测站点、控制点已知坐标与采集坐标关系，构造坐标转化的旋转矩阵及平移矩阵，对3D扫面仪采集坐标点云数据进行坐标转换；（5）按照一定间距，将点云数据进行均匀的空间分割，根据分割单元内的点云数据，在分割单元内进行曲面重建，根据重建曲面与路面竣工路表拟合面围成的区域为该单元内沉陷量；（6）设置沉陷处理范围长度、宽度，统计该范围内所有单元格沉陷量，以此作为处治时新料添加量，根据重建曲面与路面竣工路表拟合面最大沉降差，确定路面处理深度；（7）根据处理深度以病害范围，对病害路段进行铣刨，将铣刨后旧料与计算出的新料添加量一起，利用厂拌热再生技术制备出再生沥青混合料，将其重新铺筑与病害位置，从而对沉陷病害段加以处理，并根据规范中级配要求控制新加入集料掺配比例，根据沥青成膜理论控制新沥青掺入比例，根据沉降量计算结果，确定新加入的各档集料和沥青用量；所述的构造坐标转化的旋转矩阵及平移矩阵，根据最小二乘构造目标函数非线性最小值，按照如下公式（1）-（5）计算旋转矩阵及平移矩阵： ；式中：—旋转矩阵；—平移矩阵；——X轴方向旋转角；——轴方向旋转角； ——轴方向旋转角；、、—转化后坐标；、、—转化前坐标； —残差；—目标函数；步骤（5）空间分割是沿着路面横向、纵向进行划分成正方形的单元格；步骤（5）在分割单元内进行曲面重建，采用的是BP神经网络模型，利用分割空间内的点云坐标数据，重建曲面，根据路面竣工数据，路面竣工拟合面为，按照如下公式（6）计算单元格沉降量： ；沉陷量及沉陷处理深度按照如下公式（7）-（8）确定： ；根据规范级配要求控制新加入集料掺配比例，是对厂拌热再生过程中的旧路面铣刨料取样，抽屉筛分确定其级配组成，以规范中要求的4.75mm、9.5mm通过率作为关键筛孔，将加入新集料与抽屉筛分后旧石料进行级配合成，并且沥青裹附集料表面，各档集料掺配比例及新沥青掺入比例按照以下公式（9）-（14）进行计算： ；式中：—新集料的比例，%；—新集料3～5mm比例，%； —沉陷处理长度，m；—沉陷处理宽度，m；—沉陷处理深度，m； —新集料5～10mm比例，%；—新集料10～15mm比例，%； —级配要求4.75mm通过率；—级配要求9.5mm通过率； —旧料抽屉后集料4.75mm通过率；—旧料抽屉后集料9.5mm通过率； —集料比表面积，m2kg；—新集料3～5mm比表面积，m2kg —新集料5～10mm比表面积，m2kg；—沥青掺入比例，%； —新集料10～15mm比表面积，m2kg； —沥青的密度，kgm3；—沥青膜厚度，um； 、、、、、、分别为4.75mm及其以下各筛孔通过率。

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权利要求：

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