一種瀝青混合料集料分布狀態(tài)評價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瀝青混合料集料分布狀態(tài)評價(jià)方法，該方法首先利用工業(yè)CT機(jī)或數(shù)碼相機(jī)獲取現(xiàn)場芯樣或室內(nèi)成型圓柱形試件的截面圖像，并將圖像轉(zhuǎn)化為BMP格式的黑白圖像；由該黑白圖像得到瀝青混合料截面圖像中每個(gè)集料顆粒的信息；分別就混合料中各檔集料的位置分布、數(shù)量分布、長軸方位角分布三個(gè)方面定量評價(jià)混合料集料分布狀態(tài)；以一組平行截面上混合料集料分布狀態(tài)表征這一方向上混合料集料分布狀態(tài)，最終，瀝青混合料集料分布狀態(tài)通過集料水平方向和豎直方向的分布狀態(tài)進(jìn)行整體定量評價(jià)。集料分布狀態(tài)總體評價(jià)指標(biāo)越小，對應(yīng)的瀝青混合料集料分布狀態(tài)就越好；反之，則瀝青混合料集料分布狀態(tài)就越差。
【專利說明】一種瀝青混合料集料分布狀態(tài)評價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域，涉及一種浙青混合料集料分布狀態(tài)或均勻性的定量評價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青混合料的組成包括浙青、集料、添加劑和空隙四部分，其中集料對浙青混合料性能的影響最大。集料的物理特性(形狀、大小、棱角、扁平率、表面紋理等)、級配，以及在浙青混合料中分布狀態(tài)(位置、數(shù)量、間距、方位角等)等，都對浙青混合料的力學(xué)性能、路用性能指標(biāo)以及疲勞壽命等產(chǎn)生顯著的影響。在集料眾多影響浙青混合料性能因素中，集料的分布狀態(tài)是最突出的，也是最為復(fù)雜的。在某種程度上，集料分布狀態(tài)決定了浙青混合料性能，影響著浙青混合料的路用性能和使用壽命。相對于集料分布狀態(tài)均勻的浙青混合料路面，集料分布狀態(tài)不均勻區(qū)域力學(xué)性能和路用性能變異性大，易發(fā)生破壞。
[0003]然而，現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料表明，目前有關(guān)集料分布狀態(tài)對浙青混合料性能影響研究卻很少。分析上述現(xiàn)象，究其原因，主要為:(1)集料分布狀態(tài)對浙青混合料性能的影響被忽略，人們沒有對浙青混合料集料分布狀態(tài)的重要性給予足夠的認(rèn)識。(2)集料在浙青混合料中分布狀態(tài)十分復(fù)雜，通過傳統(tǒng)的研究方法，浙青混合料集料分布狀態(tài)很難確定，有關(guān)信息很難獲取。
[0004]基于數(shù)字圖像處理，只有少數(shù)研究者嘗試對浙青混合料集料分布狀態(tài)進(jìn)行研究。2001年,Tashman等人提出如何研究浙青混合料中粒徑大于2.36mm集料的分布狀態(tài)不均勻性。其方法是通過把混合料的水平截面和豎直截面劃分成等面積的內(nèi)外兩區(qū)域，選擇能夠描述這些區(qū)域內(nèi)集料平均粒徑差異的參數(shù)來評價(jià)。2002年，李智等人對浙青混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)效果進(jìn)行數(shù)字圖像分析，提出以集料顆粒的取向特性描述浙青混合料的穩(wěn)定性，以集料顆粒的分布特性來反映混合料的密實(shí)程度，并定義集料顆粒主軸方向、浙青砂膠膜厚、顆粒面積比等參數(shù)(集料分布特性)來進(jìn)行評價(jià)。2004年,Hunter等人在TRB發(fā)表論文,提出評價(jià)浙青混合料集料分布狀態(tài)不均勻性的兩種方法。研究中，這兩種評價(jià)方法都是通過比較截面上相等區(qū)域里集料累計(jì)面積值的大小來實(shí)現(xiàn)的。2005年，蒯海東等人對集料在浙青混合料內(nèi)部的分布特征進(jìn)行研究，提出以偏心率指標(biāo)和面積級配曲線圖，比較各截面的面積級配的差異來研究集料分布的均勻性。2004年?2007年，Azari等人借助集料分布狀態(tài)指標(biāo)，研究集料分布狀態(tài)不均勻性對浙青混合料力學(xué)性能影響。研究中，集料分布狀態(tài)指標(biāo)，即均勻性指標(biāo)，采用的是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布參數(shù)，通過集料分布狀態(tài)指標(biāo)可對集料分布狀態(tài)不均勻程度進(jìn)行評價(jià)。2009年，吳文亮使用彩色石料區(qū)分粗、細(xì)集料，并利用彩色閾值直接分割圖像，采用顆粒面積比的變異系數(shù)作為均勻性評價(jià)指標(biāo)，定量評價(jià)浙青混合料的均勻性。2004年至今，同濟(jì)大學(xué)孫立軍等人一直在研究通過集料分布狀態(tài)來定量評價(jià)浙青混合料均勻性的可行性。研究中，集料分布狀態(tài)主要是從浙青混合料內(nèi)部截面上集料分布位置、分布數(shù)量、面積比及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等方面來考慮。
[0005]上述有關(guān)集料在浙青混合料中分布狀態(tài)或分布特征的研究，雖然是通過一個(gè)或多個(gè)集料分布狀態(tài)參數(shù)來進(jìn)行描述與評價(jià)，但研究中，其集料分布狀態(tài)參數(shù)的選擇與確定不夠科學(xué)，考慮不夠全面，代表性不強(qiáng)，結(jié)果有偏差，只能部分反映集料分布狀態(tài)的實(shí)際情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種浙青混合料集料分布狀態(tài)或均勻性的定量評價(jià)方法。
[0007]本發(fā)明解決其問題所采用的方案是:一種浙青混合料集料分布狀態(tài)或均勻性的定量評價(jià)方法，具體為:室內(nèi)成型或現(xiàn)場取樣提供分析所需的浙青混合料圓柱形試件；通過工業(yè)CT機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集浙青混合料試件的截面圖像，運(yùn)用后者時(shí)，浙青混合料試件需先經(jīng)鋸齒切割機(jī)切割；將截面圖像轉(zhuǎn)化為BMP格式的黑白圖像。對該BMP格式的黑白圖像進(jìn)行圖像分析，得到浙青混合料截面圖像中每個(gè)集料顆粒的信息，如顆粒粒徑、周長、面積、等效直徑、長軸短軸坐標(biāo)、質(zhì)心位置坐標(biāo)等。獲取上述混合料截面上的集料顆粒信息以后，就混合料中各檔集料的位置分布、數(shù)量分布、長軸方位角分布三個(gè)方面定量評價(jià)混合料截面上的集料分布狀態(tài)。
[0008]截面上各檔集料的位置分布狀態(tài)通過該檔集料的重心與該截面幾何中心的距離偏差率來衡量；所述計(jì)算公式如下:
[0009]集料重心與幾何中心的距離偏差:
【權(quán)利要求】
1.一種浙青混合料集料分布狀態(tài)或均勻性的定量評價(jià)方法具體為:室內(nèi)成型或現(xiàn)場取樣提供分析所需的浙青混合料圓柱形試件；通過工業(yè)CT機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集浙青混合料試件的截面圖像，運(yùn)用后者時(shí)，浙青混合料試件需先經(jīng)鋸齒切割機(jī)切割；將截面圖像轉(zhuǎn)化為BMP格式的黑白圖像。對該BMP格式的黑白圖像進(jìn)行圖像分析，得到浙青混合料截面圖像中每個(gè)集料顆粒的信息，所述集料顆粒的信息包括顆粒粒徑、周長、面積、等效直徑、長軸短軸坐標(biāo)、質(zhì)心位置坐標(biāo)等。獲取上述混合料截面上的集料顆粒信息以后，就混合料中各檔集料的位置分布、數(shù)量分布、長軸方位角分布三個(gè)方面定量評價(jià)混合料截面上的集料分布狀態(tài)。 截面上各檔集料的位置分布狀態(tài)通過該檔集料的重心與該截面幾何中心的距離偏差率來衡量；所述計(jì)算公式如下:
集料重心與幾何中心的距尚偏差:
【文檔編號】G01N33/42GK103698497SQ201310539405
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】彭勇, 王振 申請人:浙江大學(xué)