本發明涉及瀝青路面建設與養護，具體涉及一種基于激光熔合的瀝青鋪面裂縫修復方法。
背景技術：
1、在我國交通基礎設施建設中，瀝青鋪面因其施工便捷、舒適性高、維修簡易等優點，已成為道路鋪裝的首選材料。然而瀝青鋪面的設計壽命通常在15-20年，其開裂不可避免。隨著經濟的快速發展，我國的道路建設進入全面養護時代，瀝青鋪面的養護不及時會導致路基損壞、路面強度下降和大面積剝落，嚴重影響行車安全，降低了鋪面的使用壽命。
2、目前，瀝青鋪面裂縫修復主要采用表面填縫、裂縫灌漿技術、裂縫密封貼縫技術、裂縫焊接技術和微波加熱修復技術。上述幾種方法中，表面填縫僅能封閉裂縫表面，暫時阻止水分滲透，但無法有效遏制裂縫的擴展；裂縫灌漿技術中常用的乳化瀝青材料泵送性差，修復后的強度不足，且由于熱量傳遞過程中的損失，灌入的瀝青難以有效滲透至裂縫底部；裂縫密封貼縫技術主要用于應急修復，該方法耐久性較差，且易受氣候變化的影響；裂縫焊接技術能夠深入填充裂縫，但施工要求高，對于內部較寬或較深的裂縫，還需進行破面處理；微波加熱修復技術主要用于修復微裂縫，該方法要求事先在瀝青鋪面中埋設吸熱材料，總體能耗較高，修復效率較低。此外，還有開槽灌縫技術，其效果會受到灌封材料影響，當灌縫材料存在抗老化性差、粘結性不足且對溫度敏感的問題，可能導致施工后裂縫再次開裂。這些傳統修復技術雖然各有優勢，但仍存在局限性，普遍由修復效果不持久、施工周期長和材料浪費較大的問題，修復過程中可能需要封閉道路，造成交通擁堵，增加交通事故風險，難以滿足現代道路養護對高效、持久修復的要求。
3、激光熔合技術以其高精度和可控性，在金屬材料修復領域已取得顯著成果，國內外的研究主要集中在激光融合技術的理論基礎、參數優化及其在高精材料修復中的應用，其在瀝青鋪面裂縫修復中的應用仍處于探索階段。使用激光熔合技術修復瀝青鋪面的具體溫度、激光等參數對于瀝青鋪面裂縫修復領域仍是一片空白。
4、瀝青具有溫敏性，在一定溫度范圍內，瀝青可通過粘彈性流動實現自愈合，因此，如何有效利用這一性質，開發適用于瀝青鋪面的高效、精準的激光熔合裂縫修復技術成為解決上述問題的關鍵，從而減少交通干擾，降低安全風險與維護成本，延長瀝青鋪面的使用壽命。
技術實現思路
1、本發明的目的之一是提供一種基于激光熔合的瀝青鋪面裂縫修復方法，可通過激光精確控制熱能，確保在不損傷周圍瀝青的情況下深入裂縫進行修復，實現對不同裂縫的精準參數調整，提供更高效、更精準且環保的瀝青裂紋修復方案，快速完成修復減少了交通封閉和施工時間。
2、本發明的目的之二是提供所述裂縫修復方法在橋面、路面裂縫修復中的應用。
3、本發明的目的之三是提供一種適用于激光熔合的瀝青鋪面裂縫粉末填縫材料的制備方法。
4、本發明第一方面公開了一種基于激光熔合的瀝青鋪面裂縫修復方法，包括以下步驟：
5、s01、瀝青鋪面裂縫精準檢測：對裂縫進行識別和判斷，得到裂縫類型、裂縫深度、環境條件；
6、s02、對瀝青裂縫進行預處理：對瀝青裂縫進行縫內清洗，并確定瀝青鋪面材料參數；
7、s03、根據裂縫類型、裂縫深度以及環境條件，選擇填縫材料，并確定填縫材料參數；
8、s04、瀝青鋪面激光模擬：對上述步驟中提供的裂縫類型、裂縫深度、環境條件及瀝青鋪面材料參數、填縫材料參數進行激光熱傳導特性模擬并確定相關激光參數，所述激光參數包括激光功率、占空比、光斑大小；
9、s05、對瀝青鋪面裂縫處進行預加熱，將填縫材料均勻添加到裂縫中，確保填縫材料完全覆蓋裂縫區域，并與瀝青鋪面材料緊密結合；
10、s06、對瀝青裂縫處進行激光熔合，使裂縫區域的瀝青鋪面材料達到熔化溫度，使填縫料與加熱區域的瀝青鋪面材料發生反應，填補裂縫并形成新的密封層。
11、進一步地，所述步驟s04中激光熱傳導特性模擬為：
12、基于comsol多物理場模擬計算，通過使用有限元數值計算方法，為激光智能熔合技術針對裂縫選定激光參數提供優化路徑，具體使用公式如下；
13、熱傳導微分方程：
14、
15、式中，t為溫度分布，??為導熱系數，g（r,z.t）為材料吸收激光沉積能量而產生的內熱源分布函數，??為熱容，??為密度，t為時間；
16、瀝青吸收的激光能量分布表達式：
17、
18、式中，τ(t)為激光脈沖的性質，w0為束腰處激光光斑半徑，p0為激光能量，r為熱轉換系數；
19、通過模擬不同激光功率、占空比、光斑大小對瀝青表面及裂縫區域的溫度場分布、熱流密度和熱傳遞效率的影響，確保在激光修復過程中，熱量能夠均勻分布并達到最佳修復效果。
20、更進一步地，所述激光參數中光斑大小范圍通過裂縫大小確定；所述激光功率范圍通過光斑大小、裂縫深度確定；所述占空比范圍通過激光功率確定，激光功率與占空比共同決定激光能量輸入速率；所述激光照射時長通過占空比確定。
21、優選地，為了精準模擬瀝青鋪面裂縫，所述步驟s01中對裂縫進行識別和判斷時，所選用的模型以yolov10作為基礎模型，數據采用七種常見的道路損傷類型分別為縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫、白線裂縫、坑洞、斑馬線模糊、井蓋裂縫。
22、進一步地，所述步驟s03中根據瀝青路面可選擇多種填縫材料，包括石油瀝青，sbs改性瀝青，eva改性瀝青。
23、本發明第二方面公開了所述修復方法在橋面、路面裂縫修復中的應用。
24、本發明第三方面公開了一種適用于權利要求1所述修復方法的填縫材料的制備方法，包括以下步驟：
25、s1、將石油瀝青預冷至-20℃以下，通過錘式破碎機將冷凍后的固態石油瀝青破碎成小塊；
26、s2、通過球磨機低速研磨，轉速200~400rpm，研磨時間30~60分鐘，溫度控制在60℃以下，將石油瀝青粉碎至粉末，粉碎時添加抗結塊劑防止結塊；
27、s3、使用低溫篩分機篩分，篩分后干燥至含水率≤0.5%，儲存溫度≤25℃，相對濕度＜50%。
28、有益效果
29、本技術提供的激光熔合技術在修復瀝青路面裂縫的強度和密封性方面具有獨特優勢，該技術能夠精確控制能量輸出，最小化熱影響區，有效保護周圍材料，展現了高效且環保的特點，是相較于傳統方法更精確且可控的加熱手段，使填縫料能在不損害周圍健康路面的前提下，均勻分布于裂縫區域。通過縮短作業時間提高道路修補的整體效率，減少對交通流量的影響，確保修復作業能夠在較短時間內完成，同時保持修復質量的一致性。此外，還能降低維修成本，提升公路和城市道路維護工作的效率和持續性。
30、本技術針對瀝青鋪面裂縫修復的特殊需求，研發了適用于瀝青熔合的激光參數模擬。考慮到瀝青中多樣的化學成分和物理特性，對激光功率、占空比、光斑大小等激光參數進行了針對性計算及調整，使激光能夠精準高效地作用于瀝青裂縫。激光功率的精確調節確保能夠迅速、均勻地加熱瀝青材料并有效熔合裂縫，而不會引起過熱或材料損壞，能夠確保熔合區的均勻性及材料的穩定性。光斑大小可根據裂縫的寬度和深度進行優化調整，以確保激光能量的高效集中和均勻分布，確保在熔合過程中激光能夠滲透并熔合裂縫深部區域。同時通過合理控制占空比，優化加熱效率和熔合速度，避免因過度加熱導致材料的過熱或損壞。
31、本技術通過系統研究和綜合優化激光熔合參數與填縫料性能之間的適配性，可以確保填縫料在裂縫中充分熔化并與原路面材料牢固結合，顯著提升熔合區域的機械性能和耐久性。在激光熔合過程中，使用粉末狀石油瀝青作為填縫料，顯著提升了激光能量吸收效率與熔融均勻性。相較于塊狀材料，石油瀝青的粉末化特性可有效填充裂縫底部微孔隙，降低界面缺陷密度，緩解因熱損失導致的粘結強度不足問題，驗證了其與激光熔合工藝的適配性。填縫料滲透深度可達到100mm以上，確保填縫料能夠深入裂縫并與周圍瀝青材料形成強有力的結合。通過精確控制激光熔合過程，填縫料的充盈度得到最大化，從而提高修復區域的結構強度與耐久性。