数字图像技术在露石混凝土路面检测中的应用研究

摘要

露石水泥混凝土路面(EACCP)改善了普通水泥混凝土路面抗滑性能差、行车噪声大、易产生眩光等方面的缺陷，扩展了水泥混凝土路面的应用领域。相对于普通水泥混凝土路面，EACCP表面具有丰富的微观和宏观构造，表面处理相对较为复杂，其表面质量对路用性能有着决定性的作用。本文采用数字图像技术通过对露石水泥混凝土路面的表面图像的处理分析对其表面质量进行评价，在路面表面图像采集方法、图像信息与路面构造深度关系、露石颗粒分离与识别、EACCP表面分布均匀性评价指标与评价方法等方面，进行了深入的理论分析与应用研究。
　　本文通过分析采用数字图像技术进行路面构造深度检测的原理，总结了图像采集过程中各种外界因素可能会对图像分析产生的影响，并以此为基础提出了规范化的图像采集方法，提高图像采集质量，为进一步的图像分析奠定了良好的基础;将采集得到的图像进行尺寸标定、裁切、平滑处理后，采用BP神经网络对EACCP表面图像信息和铺砂法实测路面构造深度的关系进行模拟，采用不同训练方法对不同规模的网络进行训练，并对得到的网络模型进行误差分析，得到符合～定精度要求的关系模型。针对EACCP图像中可能存在的露石颗粒与背景对比不明显、亮度不均的问题，采用分块一组合OTSU分割法，取得了较为理想的分割效果。采用数字图像技术提取EACCP表面露石颗粒信息，对其数量、面积以及静矩等指标进行计算分析，提出以被测表面露石颗粒数量、面积百分率的变异系数双指标对EACCP表面均匀性评价的方法，并借鉴相关规范中对公路技术状况的评价体系，提出路面均匀性状况指数PUI的概念及其计算方法，完善了EACCP表面均匀性评价体系。在MATLAB程序设计平台下对数字图像技术进行构造深度检测和露石表面均匀性检测评价的方法进行程序设计，利用GUI设计工具将其功能集成于一个易于理解和操作图形界面，并将其应用于重庆市涪陵区李渡镇EACCP试验路段表面质量检测和评价，验证了利用数字图像技术对EACCP表面构造深度测量、表面分布均匀性评价评价方法及程序界面的适应性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．4 主要研究内容

1．5 研究技术路线

第二章 露石水泥混凝土路面构造深度检测

2．1 构造深度的意义及常规检测技术

2．1．1 构造深度检测的意义

2．1．2 构造深度的常规检测方法及原理

2．2 室内试验设计

2．2．1 试验目的

2．2．2 原材料选择

2．2．3 混凝土配合比设计

2．2．4 试件成型

2．2．5 试验测试

2．3 数字图像法理论基础及图像采集方法

2．3．1 理论基础

2．3．2 图像采集方法

2．4 基于BP神经网络的数字图像法

2．4．1 图像预处理

2．4．2 图像处理

2．4．3 BP神经网络构建及训练

2．4．4 数据处理

2．5 本章小结

第三章 露石水泥混凝土路面表面均匀性检测

3．1 露石水泥混凝土表面离析问题分析

3．2 基于数字图像技术露石水泥混凝土路面表面均匀性分析

3．2．1 图像预处理

3．2．2 图像分割

3．2．3 数据处理分析

3．3 路面均匀性评价方法

3．4 本章小结

第四章 露石水泥混凝土路面表面检测程序设计

4．1 MATLAB软件简介

4．2 程序界面介绍

4．2．1 构造深度计算模式

4．2．2 表面分布计算模式

4．3 本章小结

第五章 工程应用

5．1 重庆市涪陵区李渡镇露石水泥混凝土路面试验段概况

5．2 构造深度检测

5．2．1 模型标定与误差分析

5．2．2 构造深度检测结果分析

5．3 表面均匀性检测

5．4 本章小结

第六章 主要结论与进一步研究建议

6．1 主要成果和结论

6．2 进一步研究建议

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文与研究成果