Multidirektionale Reflexionsanalyse zur Bestimmung des Umhullungsgrades von bitumenumhullten Gesteinskorpern

摘要

Dieser Beitrag beschaftigt sich mit der Bestimmung von Flachenanteilen von Bitumen auf teilweise bedeckten Gesteinsoberflachen. Die Aufgabenstellung stammt aus dem Bereich der Materialprufung im Strassenbau. Zum Testen der affinen Eigenschaften der Asphaltbestandteile Bitumen und Gestein werden diese mechanisch unter Vorhandensein von Wasser definiert beansprucht. Der Grad des Ablosens des Bitumens von der Gesteinsoberflache dient als Indikator fur die Gute der Affinitat. Bisher wurde der Umhullungsgrad der Proben durch Prufer per Augenmass quantifiziert. Im Rahmen diverser Forschungsprojekte wurde versucht, die fehleranfallige subjektive Abschatzung durch automatische Verfahren zu ersetzen. Diese basieren auf der Analyse der unterschiedlichen Farbwerte von Gestein und Bitumen in RGB-Kameraaufnahmen. Dabei werden besondere Anforderungen an die Umgebungsbedingungen bei der Fotoaufnahme (Beleuchtung, Ausschluss von Fremdlicht) und an den Laboranten (manuelle Festlegung von Trainingsgebieten, Kamera- und Beleuch-tungsmanagement) gestellt. Zudem bestehen aufgrund des notwendigen Farbunterschiedes zwischen Bitumen und Gestein noch Schwierigkeiten bei der Analyse bestimmter Gesteins-arten (z. B. dunkle Gesteinsproben). Bei der neu entwickelten multidirektionalen Refle-xionsanalyse werden statt der Farbwerte, die unterschiedlichen Oberflachenbeschaffenheiten von Bitumen und Gestein als trennendes Kriterium herangezogen. Durch gerichtete Beleuchtung mit einem Laser konnen diese Unterschiede sichtbar gemacht werden. Die diffuse Reflektion an der Gesteinsoberflache und die gerichtete Reflexion am optisch glatteren Bitumen sorgen im Kamerabild fur eindeutig trennbare Helligkeitswerte. Die Farbe des Materials spielt damit keine Rolle. Der Ansatz wurde in einem Verfahren umgesetzt und evaluiert. Im Beitrag wird die Methode selbst, Ansatze zur Elimination von Reflexionen und erste Ergebnisse vorgestellt. Zudem wird das Messprinzip den bestehenden Verfahren gegenubergestellt und Vor- und Nachteile angefuhrt.