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。     

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。     

基于分形理论沥青混合料均匀性评价方法

为研究沥青混合料均匀性定量的评价方法,基于分形理论,对沥青混合料中集料的分布状态,即混合料的均匀性展开直接研究.计算的结果与主观上的观测结果基本一致.研究结果表明:利用分形理论,选用集料质量级配分维值可以定量地评价沥青混合料的均匀性;随着公称最大集料粒径的增大,沥青混合料均匀性变差;集料质量级配分维值越大,则集料级配越粗.     

设计沥青混合料

“设计沥青混合料”与路用沥青混合料组成设计具有本质的差别。尽管国内外在沥青混合料组成设计方面进行了广泛的研究，但距离“设计沥青混合料”仍存在较大差距。本文根据以往的研究成果和对于国内外研究趋势的分析明确提出了设计沥青混合料的概念，重点分析了按体积设计沥青混合料、材料组成与沥青混合料路用性能关系等问题，并根据目前科学技术发展水平预测了这一研究领域未来十年的技术进展。     

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.     

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.     

表征沥青及沥青混合料性能的流变学模型

本文结合由高、低温蠕变实验所得到的沥青混合料的变形特性,在分析现有流变学模型性能的基础上,提出了一种能较准确地表征沥青混合料变形特性的流变学模型,推导了其蠕变方程,并通过蠕变实验结果确定了材料的模型参数,为采用流变学理论和粘弹性理论研究沥青混合料及沥青路面奠定了基础。     

纤维类型对排水性沥青混合料性能的影响

通过析漏、飞散、体积性能、车辙、冻融劈裂等试验，研究了聚酯和木质素2种纤维对排水性沥青混合料性能的影响。基于摩尔．库仑定理，采用无侧限抗压和间接抗拉强度对混合料的内聚力和内摩擦角进行计算，并通过CF图像对该混合料骨架进行观测。研究结果表明：在排水性沥青混合料中，纤维主要起稳定沥青，增加沥青膜厚的作用，而对混合料的增强作用不显著。相对聚酯纤维而言，木质素纤维更适用于排水性沥青混合料。     

废旧沥青混合料为骨料的碱激发矿渣混凝土制备与性能研究

以废旧沥青混合料(RAP)为骨料,采用氢氧化钠和水玻璃复合激发剂,制备了碱激发矿渣混凝土,研究了激发剂掺量(碱当量)、矿渣粉用量和表面活性剂对RAP骨料碱激发混凝土性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了冻融前后RAP骨料碱激发混凝土的微观结构。结果表明,随激发剂掺量增加,RAP骨料碱激发混凝土抗压强度升高,但激发剂掺量过多,会降低混凝土的和易性,适宜的碱当量为6%,所制备的RAP骨料碱激发混凝土的28 d抗压强度达到33.1 MPa;采用表面活性剂可有效提高RAP骨料碱激发混凝土抗压强度和抗冻性,SEM观察发现,表面活性剂明显减少了RAP骨料碱激发混凝土冻融循环过程中裂缝的形成,这表明表面活性剂有效改善了RAP骨料与碱激发胶凝材料的界面粘结。     

硬质沥青混合料的路用性能

为提高沥青混合料的高温稳定性,近年来国际上道路沥青标号的应用也向偏稠的方向发展。通过室内试验测试了硬质沥青（AH-30）的性能指标,分别对硬质沥青（AH-30）、重交沥青（AH-70）、SBS改性沥青混合料进行了配合比设计,分析比较了采用不同粘结料的沥青混合料的路用性。试验结果表明硬质沥青混合料的最佳油石比较重交沥青混合料的偏大,具有优秀的高温稳定性和水稳定性,用于沥青路面的中下面层可以减少由于高温和重载所产生的车辙。     

New method to quantitatively evaluate the homogeneity of asphalt mixtures

To evaluate the homogeneity of asphalt mixtures,the images of sections obtained by cutting the asphalt mixtures specimen horizontally or vertically were analyzed with digital image processing techniques,and the particle area ratio was achieved by applying sector scan for horizontal specimen and vertical scan for vertical one.The research result indicates that the influence of random distribution of aggregates in cutting the specimen can be eliminated by using colored aggregates to distinguish coarse and fine aggregates and using color threshold to segment the images.Choosing three typical gradations,proving particle area ratio obeying normal distribution and using the variability of particle area ratio as an index,it is feasible to quantitatively evaluate the homogeneity of asphalt mixtures.     

基于数字图像处理和有限元建模方法的沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用数字图像处理技术及工业CT扫描获得试件图像,结合有限元建模方法,建立了包含集料、空隙和胶浆在内的沥青混合料有限元模型,并模拟研究了沥青混合料劈裂试验。结果表明:通过定义应力集中因子,可用来描述沥青混合料内部应力的不均匀分布,级配类型、模量比、有无空隙及加载位置都对模拟结果有较大影响。采用DIP-FEM方法能够很好地将沥青混合料的微观结构和宏观力学性能结合起来。     

摊铺沥青路面集料均匀性数字图像评价方法

为了在沥青路面摊铺阶段对混合料均匀性进行实时评价,实时反馈、指导施工,减少离析现象,运用数字图像处理技术,通过对摊铺沥青混合料图像进行灰度化、滤波、图像二值化等图像预处理,并通过图像集料颗粒面积比验证预处理准确性;以图像中9.5 mm以上颗粒静矩标准差评价摊铺沥青混合料数字图像均匀性,通过计算施工现场采集的1 085张摊铺沥青混合料图像静矩标准差进行试验验证并提出数字图像摊铺沥青混合料均匀性评价指标.结果表明:数字图像处理技术预处理得到的图像中颗粒面积比值与按实际混合料配合比计算的面积比基本相符;通过min-max标准化后静矩标准差的值与对应图像进行对比分析,提出了均匀性评价指标,为摊铺沥青混合料离析检测提供一种新方法.     

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.