一种无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构和车辆行进协同导引方法与流程

本发明涉及重载公路工程，特别提供了一种重载公路工程暗轨路面结构、基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法。

背景技术：

1、我国的普通沥青公路，路面结构单一、承载能力较低，普通车辆和重载车辆混合使用过程中，重载车辆在上面行驶容易造成路面车辙问题，严重缩短公路的使用期限。同时，普通沥青公路结构本身不具有引导车辆自动行驶的功能。

2、现阶段，解决上述问题的通常方法是将整个路面全面铺设为重载沥青公路，但是，这种方法存在材料成本、工程造价大幅提高、经济效益差等问题，而且，这种普通重载沥青公路结构本身同样不具备引导车辆自动行进的功能，无法满足车辆技术现代化发展需要。

技术实现思路

1、基于此，在不需要全面铺设重载沥青公路的基础上，本发明提供了一种重载公路工程暗轨路面结构，以能够满足无人驾驶、普通车辆和重载车辆的混合使用，避免重载车辆造成车辙问题，并具备导引无人车辆自动行驶的功能。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，由下至上包括路基、水泥碎石稳定基层、级配碎石柔性基层和沥青表面层；所述水泥碎石稳定基层由下至上设置有水泥粗碎石层和水泥细碎石层，所述水泥粗碎石层和水泥细碎石层的层间散布水泥浆层；所述沥青表面层覆盖于所述级配碎石柔性基层上；所述级配碎石柔性基层内沿着公路方向连续埋设有钢筋混凝土材质的协同导引轨道梁，所述协同导引轨道梁的底面被所述水泥细碎石层支撑、顶面被所述沥青表面层覆盖；所述协同导引轨道梁内部沿着长度方向阵列埋设有用于5g传感器和导引磁钉，所述5g传感器和导引磁钉被配置为协同引导位于协同导引轨道梁正上方的车辆行进，以使得车辆在行进过程中保持车轮位于所述协同导引轨道梁正上方。

3、优选的，所述协同导引轨道梁至少包括两条并且相邻协同导引轨道梁的间距与车辆的车轮间距一致，协同导引轨道梁的横截面下宽上窄并且顶面宽度大于车辆的车轮宽度，所述5g传感器和导引磁钉被配置为协同引导位于协同导引轨道梁正上方的车辆行进，以使得车辆在行进过程中两个车轮分别一直位于各自对应的协同导引轨道梁正上方。

4、优选的，所述协同导引轨道梁的横截面呈凸形结构，所述凸形结构包括上下居中布置的上台阶和下台阶，所述上台阶宽度大于所述车辆的车轮宽度，所述下台阶宽度大于上台阶宽度。

5、优选的，所述导引磁钉阵列布置在所述协同导引轨道梁的上台阶和下台阶内，所述5g传感器埋设于导引磁钉阵列的中间位置。

6、优选的，所述5g传感器埋设于所述协同导引轨道梁的横向中间，所述导引磁钉埋设于所述5g传感器横向两侧。

7、优选的，所述级配碎石柔性基层内沿着公路方向阵列设置有横向排水管，所述横向排水管的后端延伸至所述协同导轨梁的底部附近、前端略低于后端并延伸至路面结构外侧的排水沟内。

8、为了达到上述目的，第二方面，本发明提供了一种基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法：

9、车辆接收所述的重载公路工程暗轨路面结构的5g传感器和所述导引磁钉的信号，并根据接收信号的有无情况选择如下导引方式：

10、当所述5g传感器信号和所述导引磁钉信号较强而都能够被车辆接收时，车辆被配置为选择两者共同作为导引信号或选择其中任一作为导引信号，以控制车辆的两个车轮沿着协同导引轨道梁正上方行进；

11、当所述5g传感器信号和所述导引磁钉信号的其中之一出现信号较弱或缺失而无法被车辆接收时，车辆被配置为选择其中另一作为导引信号，以控制车辆的两个车轮沿着协同导引轨道梁正上方行进；

12、当所述5g传感器信号和磁钉信号全部缺失时，车辆被配置为停止行进。

13、车辆被配置为实时比较所述5g传感器信号和所述导引磁钉信号强弱，选择其中信号较强的一项作为导引信号。

14、车辆被配置为选择所述5g传感器信号和所述导引磁钉信号的其中信号较强的一项作为导引信号、选择其中信号较弱的一项作为校正信号。

15、本发明所提供的重载公路工程暗轨路面结构和车辆行进协同导引方法，至少具有如下技术优点：

16、a.由下至上设置了路基、水泥碎石稳定基层、级配碎石柔性基层和沥青表面层，整体承载能力强，并在级配碎石柔性基层内埋设协同导引轨道梁，通过协同导引轨道梁的5g传感器信号和导引磁钉信号导引，实现重载车辆在行进中保持车轮位于协同导引轨道梁上方，避免车辙问题；

17、b.这种暗轨路面结构的路面平整，无表面凸起结构，不仅适合于重载车辆，也适合于普通车辆在路面行驶，仅在部分路面结构内设置协同导引轨道梁，相对于整个路面均设置为重载沥青公路的情况，具有材料成本低的特点，具有较高的经济价值；

18、c.所提供的基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法，能够根据5g传感器信号和导引磁钉信号强弱选择全部或者其中之一进行车辆导引，实现车辆行进过程中保持在协同导引轨道梁上方，便于实现全天候、全环境自动导引控制，提高行进安全性。

技术特征：

1.一种无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述协同导引轨道梁(4)至少包括两条并且相邻协同导引轨道梁(4)的间距与车辆(6)的车轮间距一致，协同导引轨道梁(4)的横截面下宽上窄并且顶面宽度大于车辆(6)的车轮宽度，所述5g传感器(43)和导引磁钉(44)被配置为协同引导位于协同导引轨道梁(4)正上方的车辆(6)行进，以使得车辆(6)在行进过程中车轮一直分别位于对应的协同导引轨道梁(4)正上方。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述协同导引轨道梁(4)的横截面呈凸形结构，所述凸形结构包括上下居中布置的上台阶(41)和下台阶(42)，所述上台阶(41)宽度大于所述车辆(6)的车轮宽度，所述下台阶(42)宽度大于上台阶(41)宽度。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述导引磁钉(44)阵列布置在所述协同导引轨道梁(4)的上台阶(41)和下台阶(42)内，所述5g传感器(43)埋设于导引磁钉(44)阵列的中间位置。

5.根据权利要求3或4所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述5g传感器(43)埋设于所述协同导引轨道梁(4)的横向中间，所述导引磁钉(44)埋设于所述5g传感器(43)横向两侧。

6.根据权利要求1或2所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述路基(1)的顶面回弹模量不低于100mpa。

7.根据权利要求1或2所述的无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构，其特征在于：所述级配碎石柔性基层(3)内沿着公路方向阵列设置有横向排水管，所述横向排水管的后端延伸至所述协同导轨梁的底部附近、前端略低于后端并延伸至路面结构外侧的排水沟内。

8.一种基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法，其特征在于：车辆(6)被配置为实时比较所述5g传感器(43)信号和所述导引磁钉(44)信号强弱，选择其中信号较强的一项作为导引信号。

10.根据权利要求9所述的基于暗轨路面结构的车辆行进协同导引方法，其特征在于：车辆(6)被配置为选择所述5g传感器(43)信号和导引磁钉(44)信号的信号较强的一项作为导引信号、选择信号较弱的一项作为校正信号。

技术总结
本发明提供了一种无人驾驶重载公路工程暗轨路面结构和车辆行进协同导引方法，沥青表面层覆盖于级配碎石柔性基层上，级配碎石柔性基层内沿着公路方向连续埋设有协同导引轨道梁，协同导引轨道梁内部沿着长度方向阵列埋设有用于5G传感器和导引磁钉，5G传感器和导引磁钉被配置为协同引导位于协同导引轨道梁正上方的车辆行进，以使得车辆在行进过程中车轮一直位于协同导引轨道梁正上方。所提供的路面结构能够满足普通车辆和重载车辆的混合使用，并具备导引车辆自动行驶的功能。

技术研发人员：李伟,王学海,贾俊峰,王涵,孙亚刚,王玉果
受保护的技术使用者：中交一公局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14