1.本发明涉及路基施工领域，尤其涉及一种利用煤矸石混料的路基施工方法及系统。
背景技术：
2.在道路路基施工领域，依据依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，两种形式，通常都采用土质作为主体。
3.专利公开号为cn115058931a的专利文献公开了一种土质路基填筑施工方法，该方法，适用于强风化凝灰岩，其至少包括以下步骤：取用呈块状的强风化凝灰岩；摊铺至第一厚度之后，进行第一次碾压；利用路面冷再生机进行第一次拌合破碎之后，静置土体以挥发岩碎中的水分；取用低含水量砂性土摊铺至第二厚度之后，利用路面冷再生机进行第二次拌合破碎；夯实之后形成路基。
4.但是，现有技术中的路基施工方法中采用的强风化凝灰岩利用碾压多次拌合破碎的方法，所得到的自然级低，由各种粒径的颗粒组成,各粒径所占数量没有固定的比例关系，使得路基施工后的路基表面的平整度低。
技术实现要素：
5.为此，本发明提供一种利用煤矸石混料的路基施工方法及系统，可以解决传统土质路基填筑施工后路基表面平整度低的问题。
6.为实现上述目的，本发明一方面提供一种利用煤矸石混料的路基施工方法，该方法包括：
7.根据夯击能量-夯击次数曲线中确定待夯击路基的实际厚度条件下对待夯击路基中的任意待夯击点的待执行夯击次数，所述待夯击路基中设置有若干个待夯击点；
8.在完成待夯击点的待执行夯击次数中的第i次夯击后确定所述待夯击路基的第i实际夯程；
9.预先设置有与所述第i次夯击对应的第i标准夯程d和标准平整度w；
10.根据所述待夯击点的夯击过程中第i实际夯程和第i标准夯程的关系确定是否调整在待执行夯击次数过程中的夯击能量ei 1；
11.统计对待夯击路基的实际执行夯击次数，当实际执行夯击次数达到当前夯击周期对应的目标次数时，对经过目标次数的实际夯击后的待夯击路基的平整度进行检测，获取实际平整度；
12.通过所述实际平整度与所述标准平整度的绝对差值进行分类，得到分类结果；
13.根据所述分类结果调整在下一夯击周期过程中的所述目标次数。
14.进一步地，所述根据夯击能量-夯击次数曲线中确定待夯击路基的实际厚度条件下对待夯击路基中的任意待夯击点的待执行夯击次数包括：
15.选择与所述待夯击路基的实际厚度相同的第一待测试路基；
16.在所述第一待测试路基中的任意夯击点按照标准夯击能量进行夯击，直至所述第一待测试路基的实际厚度达到目标厚度，统计以标准夯击能量进行夯击直至目标厚度所执行的夯击次数；
17.将所述夯击次数作为所述待夯击路基的待执行夯击次数。
18.进一步地，在完成待夯击点的待执行夯击次数中的第i次夯击后确定所述待夯击路基的第i实际夯程包括；
19.在第i次夯击前的待夯击区域的中心点处，选取任意方向，在保证第一观测标识处在待夯击区域的前提下，以任意长度为间隔，按照间隔埋设多个第一观测标识，在选取的所述方向的垂直方向上，在保证第二观测标识处在待夯击区域的前提下，以任意长度为间隔，按照所述间隔埋设多个第二观测标识，通过水平仪测量所述第一观测标识和所述第二观测标识的垂直方向高度，将所述第一观测标识所在的高度和所述第二观测标识所在的高度取均值，记为l0；
20.在第i次夯击后，通过水平仪观测上述埋设的第一观测标识和第二观测标识的垂直高度，将所述第一观测标识的垂直高度和第二观测标识的垂直高度取均值，记为l，l与lo的差值为第i实际夯程。
21.进一步地，所述根据所述待夯击点的夯击过程中第i实际夯程和第i标准夯程的关系确定是否调整在待执行夯击次数过程中的夯击能量ei 1包括：
22.预先设置有允许夯程误差d0；
23.设定
△
d＝|d-dn|，dn为第i实际夯程，d为第i标准夯程；
24.若
△
d≥d0，则判定此次夯击的夯程误差过大，需要对待执行夯击次数过程中的夯击能量进行调整；
25.若
△
d＜d0，则判定此次夯击合格，无需对待执行夯击次数过程中的夯击能量进行调整。
26.进一步地，当需要对待执行夯击次数过程中的夯击能量进行调整时；
27.选择与所述待夯击路基的实际厚度相同的第二待测试路基；
28.对所述第二待测试路基在不同的夯击能量下分别对不同的待测试夯击点进行夯击，记录夯击能量对应的待测试夯击点的夯程，绘制夯击能量与夯程曲线；
29.将所述夯击能量与夯程曲线的斜率作为待执行夯击次数的夯击能量调整系数σ；
30.根据第i次夯击过程中的夯锤的下落高度和夯锤与所述待夯击路基的接触面积确定空气阻力；
31.计算第i实际夯程和第i标准夯程的实际绝对差值；
32.根据所述实际绝对差值、所述调整系数和所述空气阻力按照公式(1)计算夯击能量；
33.ei 1＝ei
×△d×
σ ek
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)，
34.其中，
△
d＝|d-dn|，f＝(1/2)
×c×
ρ
×s×
v,v,g＝9.8m/s，c＝0.7,ρ＝1.293g/l，其中e i为第i次夯击的夯击能量，ek为夯锤下落时排开空气所消耗的能量，f为夯锤在距离待夯击路基高度h点处所受空气阻力，c为空气阻力系数，ρ为空气密度，s为夯锤与所述待夯击路基的接触面积，g为重力加速度。
35.进一步地，所述对经过目标次数的实际夯击后的待夯击路基的平整度进行检测，获取实际平整度wn包括：
36.在夯击平面内以平面最短边长的一半为半径r，能确保圆完整在夯击平面内的任意点为圆心，在圆边长上选取m个点，测量每个点与圆心的高度差记为ym，则平均高度差为wn＝r-ya/r。
37.进一步地，所述根据所述实际平整度与所述标准平整度的绝对差值进行分类包括：
38.计算实际平整度与所标准平整度的绝对差值
△
w＝|w-wn|；
39.若
△
w≤0.05时，判定所述待夯击路基的平整度合格；
40.若0.05《
△
w≤0.1时，判定所述待夯击路基的平整度存在缺陷；
41.若
△
w》0.1时，判定所述待夯击路基的平整度不合格。
42.进一步地，根据所述分类结果调整在下一夯击周期过程中的所述目标次数包括；
43.当判定待夯击路基的平整度合格时，不对下一夯击周期的目标次数进行调整；
44.当判定待夯击路基的平整度存在缺陷时，调整下一夯击周期的目标次数为上一夯击周期对应的目标次数的1/2；
45.当判定待夯击路基的平整度不合格时，调整下一夯击周期的目标次数为1，并在下一夯击周期内按照调整后的目标次数进行夯击后的实际平整度进行二次判断。
46.进一步地，所述在下一夯击周期内按照调整后的目标次数进行夯击后的实际平整度进行二次判断包括：
47.设定最大连续测量阈值为五次；
48.当连续测量的次数到达设定的最大连续测量阈值时，停止夯击，判定对待夯击路基进行夯击的夯击锤需要更换。
49.本发明还提供一种应用如上所述的利用煤矸石混料的路基施工方法的利用煤矸石混料的路基施工系统，该系统包括：
50.第一确定模块，用以根据夯击能量-夯击次数曲线中确定待夯击路基的实际厚度条件下对待夯击路基中的任意待夯击点的待执行夯击次数，所述待夯击路基中设置有若干个待夯击点；
51.第二确定模块，用以在完成待夯击点的待执行夯击次数中的第i次夯击后确定所述待夯击路基的第i实际夯程；
52.设置模块，用以预先设置有与所述第i次夯击对应的第i标准夯程d和标准平整度；
53.第三确定模块，用以根据所述待夯击点的夯击过程中第i实际夯程和第i标准夯程的关系确定是否调整在待执行夯击次数过程中的夯击能量ei 1；
54.检测模块，用以统计对待夯击路基的实际执行夯击次数，当实际执行夯击次数达到当前夯击周期对应的目标次数时，对经过目标次数的实际夯击后的待夯击路基的平整度进行检测，获取实际平整度；
55.比较模块，用以通过所述实际平整度与所述标准平整度的比较，确定比较结果；
56.调整模块，根据比较结果调整在下一夯击周期过程中的所述目标次数。
57.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过确定待夯击路基的实际厚度条件下任意待夯击点的待执行夯击次数，确定所述待夯击路基的实际夯程，检测夯击点的实际
夯程与预设的标准夯程做比较，根据比较结果，调整待夯击点下一次夯击过程中的夯击能量，通过检测当前到达夯击周期目标次数时的夯击平面平整度与标准平整度做对比，根据对比结果调整夯击过程中下一夯击周期的目标次数，保证了每一夯击点的平整度，可保证最终的施工的路基平整度，对后续的路面施工提供便利。
58.尤其，对本发明通过第一待测试路基对任意夯击点按照标准夯击能量进行夯击，直至所述第一待测试路基的实际厚度达到目标厚度，统计以标准夯击能量进行夯击直至目标厚度所执行的夯击次数，将所述夯击次数作为所述待夯击路基的待执行夯击次数，确定了单个夯击点的夯击次数，有效的为后续整体路基施工提供标准。
59.尤其，本发明通过在待夯击区域的中心点选取任意方向以及与选取方向垂直的方向以任意间隔埋设观测标识，使用水平仪测量单次夯击前后两方向上所有观测标识的垂直方向高度，并对夯击前后所有测量标识的垂直高度取均值，两均值取绝对差值，保证了该次夯击的实际夯程最大程度的排除测量误差与环境因素，保证了该次夯击的实际夯程的准确性。
60.尤其，本发明通过计算单次实际夯程和该次标准夯程的差值，与允许夯程误差做对比，当单次实际夯程和该次标准夯程的差值比允许夯程误差大时，判定此次夯击不合格，对下次夯击的夯击能量进行调整，当单次实际夯程和该次标准夯程的差值比允许夯程误差大小时若，无需对待执行夯击次数过程中的夯击能量进行调整，提高了单点夯击的夯击能量调整效率，从而节约了整体施工的时间成本。
61.尤其，对本发明通过在待测试路基使用不同的夯击能量下分别对不同的待测试夯击点进行夯击，记录夯击能量对应的待测试夯击点的夯程，绘制夯击能量与夯程曲线，通过该曲线确定夯击能量的调整系数σ，并测量该次夯击夯锤下落时排开空气所消耗的能量，从而更精准的调整下次夯击的夯击能量，保证下次夯击的夯击效果。
62.尤其，本发明通过在夯击后的夯击平面内，能确保圆完整在夯击平面内的任意点为圆心，以平面最短边长的一半为半径，在圆边长上选取测多个点，测量每个点与圆心的高度差，再对所有点与圆心的高度差求和取均值，将该均值与上述圆半径做除法，得到该次夯击后夯击平面的实际平整度，在保证该实际平整度精确的前提下，优化了平整度的计算方法，节约了时间成本。
63.尤其，本发明通过实际平整度与标准平整度的绝对差值进行分类判定所述待夯击路基的平整度是否合格；所述待夯击路基的平整度是否存在缺陷；判定所述待夯击路基的平整度是否为不合格，为后续调整做基础，提高了整体调整的效率。
64.尤其，本发明通过当判定待夯击路基的平整度合格时，不对下一夯击周期的目标次数进行调整；当判定待夯击路基的平整度存在缺陷时，调整下一夯击周期的目标次数为上一夯击周期对应的目标次数的1/2；当判定待夯击路基的平整度不合格时，调整下一夯击周期的目标次数为1，并在下一夯击周期内按照调整后的目标次数进行夯击后的实际平整度进行二次判断，设置了对夯击周期的目标次数的调整方式，在提高检测效率的同时，保证了。
65.尤其，本发明通过设定最大连续测量阈值为五次，当连续测量的次数到达设定的最大连续测量阈值时，停止夯击，需要更换夯击锤，设定了连续检测极限，保护了检测装置的安全，并提出达到极限后问题的j9九游会真人的解决方案，保证了整体路基夯击后的路面平整度。
附图说明
66.图1为本发明实施例提供的利用煤矸石混料的路基施工方法的流程示意图；
67.图2为本发明实施例提供的利用煤矸石混料的路基施工系统的结构框图。
具体实施方式
68.请参阅图1所示，本发明实施例提供的基于煤矸石混料的路基施工方法包括：
69.步骤s100：根据夯击能量-夯击次数曲线中确定待夯击路基的实际厚度条件下对待夯击路基中的任意待夯击点的待执行夯击次数，所述待夯击路基中设置有若干个待夯击点；
70.步骤s200：在完成待夯击点的待执行夯击次数中的第i次夯击后确定所述待夯击路基的第i实际夯程；
71.步骤s300：预先设置有与所述第i次夯击对应的第i标准夯程d和标准平整度w；
72.步骤s400：根据所述待夯击点的夯击过程中第i实际夯程和第i标准夯程的关系确定是否调整在待执行夯击次数过程中的夯击能量ei 1；
73.步骤s500：统计对待夯击路基的实际执行夯击次数，当实际执行夯击次数达到当前夯击周期对应的目标次数时，对经过目标次数的实际夯击后的待夯击路基的平整度进行检测，获取实际平整度；
74.步骤s600：通过所述实际平整度与所述标准平整度的绝对差值进行分类，得到分类结果；
75.步骤s700：根据所述分类结果调整在下一夯击周期过程中的所述目标次数。
76.具体而言，本发明通过夯击过程中待夯击点每次实际夯程和标准夯程的绝对差值，判断该次夯击的夯程差值是否在工程施工的允许夯程误差范围内，若第二次夯击的允许夯程误差为0.5m，则当第二次实际夯程与第二次所设标准夯程的绝对差值在0.5m内则不对下次夯击的夯击能量进行调整，若上述绝对差值大于0.5m时则调整下次夯击的夯击能量，通过检测当实际执行夯击次数达到目标次数时待夯击路基的实际平整度，通过实际平整度与标准平整度的绝对差值进行分类，例如设置初始检测周期的目标次数为1000次，当达到1000次夯击时对夯击路基的平整度进行检测，判断夯击路基的平整度是否合格，夯击路基的平整度是否存在缺陷，夯击路基的平整度是否不合格，设置根据分类结果调整在下一周期过程中的目标次数，设置连续检测阈值，当达到阈值后，对夯击锤进行更换。
77.具体而言，本发明通过动态调整在待执行夯击过程中的下一次夯击能量，保证了单个夯击点的夯击厚度，夯击平整度达到预期，通过检测到目标次数时待夯击路基的实际平整度，将实际平整度与标准平整度的绝对差值进行分类，根据分类结果调整在下一周期过程中的目标次数，提高了施工中的检测效率，加快施工进度，保证整体施工中夯击路面的平整度，通过设置连续检测阈值，保证检测系统的使用寿命，并通过更换夯击锤，排除夯击锤达到使用次数后所造成的施工问题，保证了最终的施工平整度。
78.具体而言，本发明通过选择与所述待夯击路基的实际厚度相同的第一待测试路基，按照标准夯击能量进行夯击，在夯击达到目标厚度后，统计所执行的夯击次数，将所述夯击次数作为所述待夯击路基的待执行夯击次数，例如施工要求需要将路床顶以上4m处的煤矸石路基夯实至路面以下8-10m处，则选取与实际施工条件相同的待测试路基，使用
15000kn.m的夯击能量进行夯击，10次后达到夯实至路面以下8-10m处，则待夯击路基的待执行夯击次数为10次。
79.具体而言，本发明通过标准夯击能量进行夯击对测试路基进行夯击，在夯击达到目标厚度后，统计所执行的夯击次数，将所述夯击次数作为所述待夯击路基的待执行夯击次数，从而确定单点夯击的夯击次数，为后续施工提供了基础，保证了施工的质量。
80.具体而言，本发明通过在夯击前的待夯击区域中心点处，选取任意互相垂直的两方向，在保证所有观测标识处在待夯击区域内时，以任意长度为间隔埋设多个观测标识，通过水平仪测量所有观测标识在夯击前后所在的垂直方向高度，例如第二次夯击的第二次夯击前所有观测标识的垂直高度分别为0.2m、0.2m、0.1m、0.03、0.12m，则夯击前的所有观测标识的平均垂直高度为0.13m，夯击后所有观测标识的垂直高度均值为1.3m、1.6m、1.7m、1.9m、1.8m，则夯击后的所有观测标识的平均垂直高度为1.66m，则第二次实际夯程为1.66m。
81.具体而言，本发明通过任意方向的多个观测标识，并取夯击前后观测标识的垂直高度取均值的方式，保证了所得到的第i次实际夯程的准确性，从而保证了施工的施工精度。
82.具体而言，本发明通过具体施工验收要求，设置有的允许夯程差值，将第i次第i实际夯程和第i标准夯程做差值，若差值的绝对值在允许夯程差值内时，判定此次夯击合格，不对下次夯击的夯击能量进行调整，若差值的绝对值大于允许的夯程差值时，判定此次夯击的夯程误差过大，则需要对下次夯击的夯击能量进行调整，例如，在一次k15 732-k16 269的路基施工中夯击点的允许夯程误差为0.2m，某一夯击点的第二次实际夯程为2.3m，而第二次标准夯程为2.5m则判断此次夯击合格，不对第三次夯击时的能量进行调整，对该夯击点继续进行夯击，第三次实际夯程为1.3m，而第三次标准夯程为2m，则判断此次夯击的夯程误差过大，需要对下一次夯击的夯击能量进行调整。
83.具体而言，本发明通过第i次实际夯程与第i次标准夯程差值的绝对值是否在实际施工的验收标准中，来判断是否需要调整下一次夯击的夯击能量，该方法既节约了调整夯击点的调整时间，又保证了夯击点的施工效果达到验收标准。
84.具体而言，本发明通过对待测试路基的在不同的夯击能量下对不同的待测试夯击点进行夯击，记录夯击能量对应的待测试夯击的夯程，绘制夯击能量与夯程曲线，通过该曲线的斜率得到夯击能量的调整系数，通过调整系数，与夯锤下落所排开空气所消耗的能量按照公式ei 1＝ei
×△d×
σ ek来调整下一夯击的夯击能量，其中ei为该次夯击的夯击能量，ek为夯锤下落时排开空气所消耗的能量；
85.夯锤下落时排开空气所消耗的能量ek，为下落至某高度，与该高度受到的空气阻力，在整个下落高度的积分即其中f为某一高度时所受的空气阻力f＝(1/2)
×c×
ρ
×s×
v,g＝9.8m/s,c＝0.7,ρ＝1.293g/l，其中ei为第i次夯击的夯击能量，ek为夯锤下落时排开空气所消耗的能量，f为夯锤在距离待夯击路基高度h点处所受空气阻力，c为空气阻力系数，ρ为空气密度，s为夯锤与所述待夯击路基的接触面积，g为重力加速度。
86.具体而言，本发明通过夯击能量与夯程曲线，该曲线的斜率即为每一点夯程对应的夯击能量变化率，即为夯击能量的调整系数，使动态调整下一夯击的夯击能量有了依据，
并考虑了夯锤下落排开空气所消耗的能量，使夯击能量的计算更为准确，从而保证了单个夯击点的夯击效果达到预期。
87.具体而言，本发明通过以夯击平面的最短边长的一半为半径，在确保圆完整处在夯击平面内的任意点为圆心，在圆边长取多个点，测量每个点与圆心的高度差，再多个高度差求和取平均，将圆的半径与均值的差值与圆半径的比值即为实际平整度，例如一个带夯击平面为5
×
4m的矩形区域，则以2m为半径，在保证圆整体在矩形区域内的前提下，任取一点为圆心，在圆心上选取5个点，测量每个点与圆心的高度差分别为0.4m、0.1m、0m、0m、0m，则选取点与圆心的高度差均值为0.1m，则该夯击平面的平整度为95％。
88.具体而言，本发明通过新的实际平整度计算方法，在夯击平面内随机区域作为取值点，保证取值的科学性，在保证该实际平整度具有实际意义的基础上，节约了测量计算实际平整度的时间，提高了施工效率。
89.具体而言，本发明预设有标准平整度，通过实际平整度与标准平整度的差值进行比较，当实际平整度与标准平整度的绝对差值小于定值时，判定待夯击路基的平整度合格，当实际平整度与标准平整度的绝对差值在某一范围内时，判定带夯击路基存在缺陷，当实际平整度与标准平整度的绝对差值超出范围，判定待夯击路基的平整度不合格。
90.具体而言，本发明通过待夯击路基的实际平整度与待夯击路基的标准平整度的绝对差值进行分类，节约了后续调整的效率，节省了施工时间。
91.具体而言，本发明通过当判定待夯击路基的平整度合格时，不对下一夯击周期的目标次数进行调整，当判定待夯击路基的平整度存在缺陷时，调整下一夯击周期的目标次数为上一夯击周期对应的目标次数的1/2，当判定待夯击路基的平整度不合格时，调整下一夯击周期的目标次数为1，并在下一夯击周期内按照调整后的目标次数进行夯击后的实际平整度进行二次判断。例如，设置初始的夯击周期的目标次数为1000次，当第一次达到夯击周期的目标次数时，即第一千次夯击后夯击平面的平整度进行判断，判断结果为合格，不对下一夯击周期的目标次数进行调整，当第二次达到夯击周期的目标次数时，即第两千次夯击后夯击平面的平整度进行判断，判断结果为存在瑕疵，则调整下一夯击周期的目标次数为500次，当第三次达到夯击周期的目标次数时，即第两千五百次夯击后夯击平面的平整度进行判断，判断结果为存在瑕疵，则调整下一夯击周期的目标次数为250次。
92.具体而言，本发明通过根据达到夯击周期的目标次数时，夯击平面的平整度的分类结果，对夯击周期的目标次数进行调整，从而在节省了对夯击平面平整度的检测时间下，保证了夯击平面的平整度。
93.具体而言，本发明通过设定最大连续测量阈值为五次，当检测待夯击路基的平整度不合格时，调整下一夯击周期的目标次数为1，即连续测量，当第一次连续测量平整度不合格时，进行第二次连续测量，进行第三次，进行第四次，直到第五次连续测量时，停止夯击，判定需要更换夯击锤。
94.具体而言，本发明通过设定的最大连续测量阈值，保护了测量装置，并及时在平整度连续不合格的情况下及时停止夯击，保证了待夯击平面的平整度。
95.如图2所示，本发明实施例还提供一种应用如上所述的利用煤矸石混料的路基施工方法的利用煤矸石混料的路基施工系统，该系统包括：
96.第一确定模块10，用以根据夯击能量-夯击次数曲线中确定待夯击路基的实际厚
度条件下对待夯击路基中的任意待夯击点的待执行夯击次数，所述待夯击路基中设置有若干个待夯击点；
97.第二确定模块20，用以在完成待夯击点的待执行夯击次数中的第i次夯击后确定所述待夯击路基的第i实际夯程；
98.设置模块30，用以预先设置有与所述第i次夯击对应的第i标准夯程d和标准平整度；
99.第三确定模块40，用以根据所述待夯击点的夯击过程中第i实际夯程和第i标准夯程的关系确定是否调整在待执行夯击次数过程中的夯击能量ei 1；
100.检测模块50，用以统计对待夯击路基的实际执行夯击次数，当实际执行夯击次数达到当前夯击周期对应的目标次数时，对经过目标次数的实际夯击后的待夯击路基的平整度进行检测，获取实际平整度；
101.比较模块60，用以通过所述实际平整度与所述标准平整度的比较，确定比较结果；
102.调整模块70，根据比较结果调整在下一夯击周期过程中的所述目标次数。
103.具体而言，本发明实施例中的利用煤矸石混料的路基施工系统，能够实现与上述利用煤矸石混料的路基施工方法相同的技术效果，在此不再赘述。
104.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
105.以上所述仅为本发明的优选实施例，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。