沥青混合料均匀性的数字图像分析

摘要

沥青混凝土路面在国内高速公路中占有很大的比例,且会越来越高。沥青混合料是由多种材料组成的多相复合材料,混合料的离析是道面早期损坏的主要因素之一,因而研究沥青混合料内部组成结构的分布均匀性是很重要和必要的。传统方法在研究沥青道面均匀性上取得了较大的突破,但其操作过程较复杂、检测设备要求高、尚无明确的离析指标。近年来,由于计算机图像处理技术越来越多地应用到工程材料领域,采用图像处理技术采集并分析沥青混合料芯样的均匀性的研究越来越受到重视。本文在归纳总结国内外研究的基础上主要利用数字图像技术来分析沥青混合料芯样的均匀性的二维指标。
　　 试验方案是:通过钻取芯样切割成所需数量的断面,将芯样断面置于黑色背景下,在自然光下采集断面图像。使用matlab处理分割图像。按照四、六、八等分法划分断面,利用matlab软件计算三种划分方法下每个区域的4.75mm(含)以上颗粒的面积和Si,接着分别计算出芯样每个断面面积和的变异系数D1,则可初步判断三种划分的优劣性。在此基础上,计算每个芯样断面变异系数的平均值D2和变异系数C,用以分析芯样内部粗集料分布的情况,即芯样的离析度。且进一步分析了这三种划分方法的优劣性质。
　　 结合工程实例,在六个独立施工的标段中分别取四个芯样,计算出三种划分方法下每个标段芯样的离析度,通过统计分析六个标段的芯样离析度,得出了六个标段在三种划分方法下离析程度的排列顺序,并与实际工程中的离析程度相比较,可知八等分与六等分的研究结果与实际情况是相吻合的,而四等分结果与实际情况有一定偏差。从工程角度验证了上述划分法的可行性。