沥青混凝土均匀性数字图像评价方法

为了实时、连续、定量评价沥青混凝土均匀性,以安徽省济祁高速砀山段为试验段,运用数字图像处理技术、统计学方法和单幅图像恢复物体表面形状原理对沥青混凝土摊铺状态和压实状态分别建立了基于四边静矩变异性和构造深度变异性的沥青混凝土均匀性数字图像评价方法及标准.以静矩变异系数和构造深度变异系数作为指标,评价沥青混凝土数字图像均匀性.为获取沥青混凝土表面准确的图像信息,规范了数字图像采集和预处理过程,并推荐了图像采集的光照强度和拍摄高度.研究结果表明:沥青混凝土均匀性数字图像评价方法切实可行、便捷高效,结果定量客观,较好地反映了沥青混凝土施工质量的均匀性.沥青混凝土摊铺均匀时,静矩变异系数区间范围为(0,1.5%];AC-13和AC-25沥青混凝土压实均匀时,数字构造深度变异系数区间范围分别为(0,4.0%]和(0,8.0%].以16等分图像面积区域作为沥青混凝土压实图像划分最优方法,拟合得到不同等分方式数字构造深度变异系数之间相关性方程,且相关性显著.     

用数字图像处理技术评价沥青混合料均匀性

用数字图像处理技术获得试件截面图像,通过集料的分布状态研究了沥青混合料的均匀性。研究结果表明,使用彩色石料区分粗、细集料,并利用彩色阈值直接分割图像,可以消除在试件截面剖分过程中颗粒位置的随机分布造成的影响;选取5种典型的沥青混合料级配,采用颗粒面积比的变异系数作为均匀性评价指标,能够定量评价沥青混合料的均匀性;对各级配的均匀性指标与各档粗集料分计筛余百分率进行线性回归,其复相关系数为0.976。     

数字图像处理在沥青混合料均匀性评价中的应用

为了探讨沥青混合料均匀性定量研究方法,本文基于数字图像处理技术,直接对混合料中集料的分布状态,即沥青混合料均匀性进行研究。研究结果显示,基于数字图像处理技术所计算的结果与主观上的观测结果基本一致。研究结果表明:基于数字图像处理技术,选用数量分布和位置分布这2个集料的分布状态参数可以定量地评价沥青混合料的均匀性;沥青混合料均匀性可以通过沥青混合料均匀性指标来反映;随着公称最大集料粒径的增大,沥青混合料均匀性变差。     

沥青混合料级配离析模拟及判定标准研究

沥青混合料离析会严重影响沥青路面质量均匀性,为了定量分析与评价沥青混合料离析情况,在室内设计了重度、中度、轻度、细集料和无离析5种离析程度不同的沥青混合料,分别测定其高温稳定性、水稳定性、表面特征系数和体积参数,根据发生级配离析的沥青混合料的路用性能变异情况,建立了基于体积指标的沥青路面离析判定标准.结果表明:离析对于混合料性能变异影响显著,与无离析混合料相比,当混合料发生细集料离析时,其动稳定度和空隙率显著下降,残留稳定度、冻融劈裂强度比和沥青饱和度分别提高;当混合料发生重度离析时,其动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂比和沥青饱和度分别下降,而空隙率有一定程度提高;基于体积参数指标的沥青混合料非均匀性标准可用于指导沥青混合料离析的定量分析和评价,进而判定沥青路面发生离析的可能性.     

沥青混合料级配离析定量评价与相关性研究

根据21种常规级配,制备Superpave旋转压实试件用以评价沥青混合料的级配离析.利用数字图像处理技术,获得试件截面图像,并根据FeretDiameter提取图像中各档粗集料的颗粒信息.改进了结构各向异性的体视学评价方法,提出使用粗集料结构系数Jf作为评价沥青混合料试件级配离析的指标参数.对各级配的Jf值和各档粗集料分计筛余百分率关系进行了线性回归,其复相关系数R达到0.962 1.对于颗粒最大标称粒径相同的级配,使用灰色关联分析,得出结论：除颗粒最大标称粒径为9.5 mm级配外,Jf受级配中第3大筛孔分计筛余百分率影响最大.     

基于数字图像处理技术的沥青混合料微观结构有限元分析

论述一种将沥青混合料微结构和其力学行为仿真联系在一起的方法.该方法利用数字图像处理技术将计算机断层扫描(CT)图像转换为数字格式,并与有限元建模结合,使得根据CT图像建立的有限元模型可以较真实地再现沥青混合料的微结构,进行有限元分析时可以充分考虑沥青混合料颗粒和微空隙分布非均匀特性.计算分析了各向异性和空隙分布对沥青混合料劈裂试验的影响,数值计算结果发现沥青混合料颗粒和空隙分布的非均匀性对拉应力分布影响极大.研究结果表明:采用基于CT图像处理技术的有限元模型进行沥青混合料粘弹特性的研究是可行的.     

粗集料针片状含量对沥青混合料结构影响

为研究引起沥青混合料内部结构差异的因素,提出并测定了不同针片状颗粒含量的沥青混合料结构参数和体积指标.运用工业CT断层成像技术和图像处理技术,采用颜色标尺标注空隙结构,以及Image-Pro Plus 6.0图像处理软件提取计算沥青混合料的空隙率,并测量沥青混合料断面粗集料颗粒的形貌参数,采用面积、纵横比AR_1和AR_2、主轴偏角均值、颗粒趋向参数Δ和棱角性等参数评价沥青混合料的结构特征.结果表明:针片状颗粒的增加使得沥青混合料毛体积密度减小,空隙率增大,且通过工业CT计算得到的空隙率大于实测空隙率;大孔隙结构主要分布于试件的中下部位,试件顶端空隙较小;随着针片状颗粒的增加,颗粒纵横比期望AR_1和AR_2线性增加,横断面粗集料颗粒面积和减小,棱角性期望增大,但是对偏角均值和Δ影响不够明显.     

沥青混合料转运车在提高路面平整度中的作用

路面平整度是衡量高等级公路使用性能的一项重要指标,涉及到施工过程中各个环节,是各环节施工质量的最终体现.沥青混合料的集料离析和温度离析都会影响路面平整度,使用沥青混合料转运车可以实现卡车和摊铺机的柔性连接.同时对可以有效地减轻混合料的集料离析与温度离析,使沥青混合料更加均匀地摊铺到路面,从而提高路面平整度.     

集料分布对沥青混合料劈裂强度影响数值分析

基于数字图像处理,研究沥青混合料集料分布状态.采用有限元法建立基于沥青混合料二维截面的劈裂试验模型,数值分析集料分布状态对虚拟劈裂试验力学性能的影响,并通过室内劈裂试验进行验证.研究结果表明：基于数字图像处理,通过集料分布状态指标可以评价沥青混合料集料分布状态;集料公称最大粒径增大,沥青混合料集料分布状态变差;集料分布状态与沥青混合料虚拟劈裂试验力学性能变异性存在明显的相关性,集料分布状态越差,通过沥青混合料虚拟劈裂试验计算得到的压头反力均值的变异系数越大.     

沥青混合料旋转压实效果的数字图像分析

针对旋转压实法，利用不同压实功作用成型试件模拟压实过程，采用数字图像处理技术，研究沥青混合料的压实成型特性，提出了以集料颗粒的取向特性描述沥青混合料的稳定性，以集料颗粒的分布特性来反映混合料的密实程度，定义了集料颗粒主轴方向、沥青砂胶膜厚及颗粒面积比等参数来进行评价。实验表明效果良好。     

沥青路面摊铺均匀性评价方法试验研究

目的为了完善我国沥青路面建设中对路面摊铺均匀性进行评价的评价方法和评价手段.方法提出一致性检验评价法评价沥青路面摊铺均匀性,从沥青路面横、纵、竖向摊铺均匀性评价入手,采用无核密度仪和激光纹理仪两种无损检测手段评价路面横、纵向摊铺均匀性,运用取芯切片并结合数字图像处理方法评价路面竖向离析,在数据处理上,引入重复性标准偏差"Sr"、"SR"和一致性统计量"k"、"h"4个统计量及一致性统计量临界值"kcrit"和"hcrit"2个评定标准作为评价分析手段.结果"Sr"、"SR"值直观反映路面摊铺质量的差异,"k"、"h"、"kcrit"和"hcrit"值直观反映路面施工质量可接受水平.结论一致性检验评价法能全面有效的评价沥青路面摊铺质量的均匀性,能及时有效的反馈路面摊铺信息,并为指导后序生产提供有力的技术支持.     

模拟尾流气泡幕的灰度图像分析

为了对舰船尾流产生的大量气泡进行实时探测,对气泡的密度分布进行了分类判别,利用灰度图像直方图统计矩法,分析了随着压强增大,灰度直方图的峰值由较暗向较亮方向移动.应用图像处理技术对不同压强下模拟尾流气泡幕的统计特性参数(均值、三阶矩、标准偏差、归一化、一致性、熵)进行分析,研究结果表明:随着压强的增大气泡幕图像的均值递增说明平均灰度级在递增;三阶矩呈递减状态反映了图像灰度直方图的"歪斜程度";在其他4个参数的曲线中0.025 MPa所对应的值说明了所采集的气泡幕图像的纹理特征比0.02 MPa,0.03 MPa,0.035 MPa压强下的要粗糙;所提取的六个特征参数准确的表征了不同压强下气泡幕的特征.     

沥青路面摊铺碾压过程能耗模型与节能技术

为改善沥青路面施工过程能耗高的问题,采用振动压路机进行沥青混合料压实试验,得到了混合料压实度与碾压遍数之间关系;采用摊铺机进行混合料摊铺试验,得到了混合料摊铺压实度与振动频率之间关系;基于以上研究,建立了压路机数量计算模型、摊铺机作业功率计算模型和压路机作业功率计算模型,进而建立了与摊铺压实度相关的摊铺碾压总体能耗计算模型。进行模型分析表明,通过调节摊铺机的振动频率,可以得到高密实混合料摊铺层,此时摊铺机的功率消耗增加很小,但是可以大幅减少压路机的碾压工作量,显著降低摊铺碾压过程的总体能耗。通过实体工程试验,结果表明：采用所提出的摊铺碾压节能技术,将摊铺机的振动频率从10 Hz提高到35 Hz,可将混合料的摊铺压实度从0.800提高到0.901,摊铺压实作业过程设备的总能耗可降低30.4%,具有显著的节能减排效果。     

基于数字图像分析技术的SBS改性沥青分散均匀性评价

聚合物改性沥青分散相分布均匀性是影响和评价改性沥青改性效果的重要指标,本文在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青荧光显微图像数字化预处理的基础上,借助专业的图像处理与分析软件提取显微图像中分散相的特征参数,并分别采用Morishita指数法、Poisson比较法、Gini系数法、Christiansen系数法对聚合物改性粒子的分散相均匀性进行评估,通过比较几种评价方法结果的准确性与合理性,给出评价聚合物改性沥青改性粒子分布均匀性的推荐方法:Morishita指数离差值和Christiansen分散系数可以对聚合物改性沥青中聚合物相的分布均匀性进行有效的定量评价。     

仿射不变的快速局部特征描述子算法

在局部图像特征的研究中,提出了一种用于实时图像匹配的仿射不变快速局部特征(Affine invariant fast local feature,AIFLF)描述方法。在兴趣点的局部邻域内利用归一化的梯度值建立基于仿射不变矩的描述子。模拟实验中,将利用Harris-Laplacian检测子的本文算法与经典SIFT算法进行了对比。结果表明:在识别率相当的条件下,本文算法运行时间明显小于SIFT描述子。在标准评估图片和移动机器人平台拍摄的定位图片构成的数据集下,本文算法在尺度、视角和旋转变换中的匹配效果好于经典的SIFT算子和SURF算子。     

温拌沥青混合料温度变化的灰色预测模型

结合天定高速沥青路面工程,量测了施工中热拌沥青混合料和温拌沥青混合料内部及表面的温度,探讨了两种沥青混合料施工中不同时刻的温度变化差异,并根据灰色理论建立了热拌和温拌沥青混合料施工中温度变化的GM(1,1)模型。结果表明:热拌沥青混合料与温拌沥青混合料表面温度变化差异不大;初压过后的温拌沥青混合料内部温度明显大于热拌沥青混合料各个时刻的内部温度;建立的施工中热拌与温拌混合料内部及表面温度变化预测模型精度较高,可以预测温拌沥青混合料的温度变化,对温拌沥青混合料有效施工时间的确定具有重要的参考作用。     

Influences of used parameters of screw distributor upon mixture paving segregation

The paving segregation of asphalt mixture was closely related to the structure size and using parameters for the screw distributor of paver,and the paving uniformity of the mixture was determined by the screw blade diameter,pitch,and the position of the mixture in the screw distributor.Through researching the kinematics of the mixture in the screw distributor,the mathematical model was established,and the mathematical model was related with structural parameters,used parameters and material parameters.Through the mathematical model,the various parameters on the screw distributor job performance were analyzed,and the unstable area,meta-stable area and stable area were determined.In the project,the full-scale test in actual project was conducted by using the AC25 mixture.By changing the using parameters compare the paving operations,the results show that,the reasonable parameter will greatly improve the uniformity of paving,and the surface proportion of structural depth of mixture decrease from the 2.13 to 1.60.     

温拌沥青混合料施工中温度场的时空特性

以天(水)至定(西)高速公路沥青路面表面层摊铺施工为背景,实测了热拌和温拌沥青路面摊铺过程中路面周围不同空间、不同时间的温度情况,对比了热拌与温拌沥青混合料施工时沥青路面周围温度场的时空分布特性。结果表明:在初压温度相同时,温拌沥青混合料和热拌沥青混合料表面温度场的分布特征非常相似;碾压过程中,沥青混合料内部及表面温度随时间的变化呈较为明显的二次型分布;温拌沥青混合料内部降温速率明显小于热拌沥青混合料内部降温速率。     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。