摊铺机摊铺质量及均匀性快速评价方法研究

摘要

在科学技术迅猛发展、机械制造技术不断进步的背景下，沥青混合料摊铺机作为路面的主要机械设备，可以实现自动控制摊铺速度、供料速度和具有自动调平等功能。但是在摊铺过程中仍然会出现路面摊铺不均匀、路面不平整等现象，影响了路面的摊铺质量和使用寿命，因此需要对摊铺质量的影响因素及改善措施进行分析。目前传统的摊铺均匀性检测判断方法普遍存在效率低、操作繁琐、设备价格昂贵等问题，为了实时、快速地评价摊铺机摊铺路面的均匀性，本文以摊铺机松铺未压实阶段为研究对象，依托济祁高速公路，通过调研、实测、理论分析和软件编程等研究手段，运用数字图像处理技术，在摊铺均匀性快速评价方法方面也开展了研究，主要研究成果如下:
　　(1)阐述了摊铺机的工作原理和主要结构参数，从施工场地准备和要求，摊铺机作业参数的确定，摊铺机结构参数的选取与调整，供料机构和自动调平系统技术控制以及接缝处理等方面进行了摊铺机施工的工艺分析。
　　(2)提出了沥青摊铺机作业质量常用评价指标，分析了主要影响因素混合料的离析和平整度对摊铺质量的影响，从摊铺机的选择、结构参数的控制、作业参数的控制、运料车的控制、摊铺方向与碾压工艺的控制等方面提出了相应的改善措施，进一步提高沥青路面的摊铺质量。
　　(3)应用了数字图像采集技术，采用高度差异化研究法，从颗粒丢失量和精确度方面研究了不同高度图像采集的效果，设计了图像采集设备，确定了最佳的拍照范围，分析了照射角度和发光源亮度对数字图像的影响;通过数字图像处理技术，确定了图像的存储格式，对图像进行了预处理、形态学处理和图像的识别，为利用图像采集技术进行摊铺均匀性评价提供了基础。
　　(4)根据路面离析概念，提出了四边静矩评价理论，针对摊铺机摊铺后的松铺未压实阶段，研究了沥青路面的均匀性快速评价方法，借助MATLAB软件，开发了一种沥青混合料摊铺均匀性的快速评价分析系统，得出了松铺阶段的沥青混合料均匀性的判断指标，并对依托工程的试验数据进行了验证，证明了该均匀性评价指标可对摊铺机的路面不均匀状态进行快速准确地判断和识别。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究状况

1．2．1 国内外摊铺技术研究现状

1．2．2 国内外摊铺均匀性评价方法及研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 摊铺设备和施工工艺

2．1 摊铺设备和主要结构参数

2．1．1 概述

2．1．2 摊铺机工作过程及工作原理

2．1．3 摊铺机主要结构参数

2．2 摊铺机摊铺作业施工工艺及作业参数的确定

2．2．1 施工场地准备和要求

2．2．2 摊铺机摊铺作业参数的确定

2．2．3 摊铺机结构参数的选取与调整

2．2．4 供料机构和自动调平系统的技术控制

2．2．5 接缝处理

2．3 本章小结

第三章 摊铺机摊铺质量影响因素分析

3．1 沥青摊铺机作业质量常用评价指标

3．2 摊铺质量主要影响因素分析

3．2．1 离析对摊铺质量的影响

3．2．2 平整度对摊铺质量的影响

3．3 摊铺质量控制方法

3．3．1 摊铺机的选择

3．3．2 结构参数的控制

3．3．3 作业参数的选择

3．3．4 运料车的控制

3．3．5 摊铺方向与碾压工艺的控制

3．4 本章小结

第四章 数字图像采集和处理技术研究

4．1 数字图像采集技术

4．1．1 数字图像技术概述

4．1．2 数字图像采集原理

4．2 采集高度对数字图像的影响分析

4．2．1 不同采集高度差异化试验

4．2．2 最佳采集高度的确定

4．3 照射角度对数字图像影响分析

4．3．1 灰度值和光强分布的关系

4．3．2 不同照射角度采集试验

4．3．3 照射角度试验结果分析

4．4 发光源亮度对数字图像影响分析

4．4．1 不同光源亮度采集试验

4．4．2 光源亮度试验结果分析

4．5 数字图像处理技术

4．5．1 图像的存储格式

4．5．2 图像的预处理

4．5．3 图像的形态学处理

4．5．4 图像的识别

4．6 本章小结

5．1 摊铺均匀性评价指标

5．1．1 四边静矩评价理论

5．1．2 均匀性评价指标

5．2 基于MATLAB的均匀性评价系统

5．2．1 MATLAB简介

5．2．2 均匀性评价系统

5．3 摊铺均匀性评价效果分析

5．3．1 工程概况

5．3．2 评价效果分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 论文创新点

6．3 不足与展望

致谢

附录

参考文献

在校期间发表的论文和取得的学术成果