一种评估大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法

摘要

本发明公开了一种评估大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法，其特征是，将纸质图像数字化，计算各个区域在平行和垂直于基准方向的有效面积，再分别求出横向有效面积和纵向有效面积与图像总面积之比P

说明书

技术领域

本发明涉及一种评估大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法，属于沥青混凝土路面使用性能的检测与评价技术领域。

背景技术

随着我国公路建设事业的不断发展，人们对于公路的性能要求也不断提高。为了满足人们对于车辆行驶的安全性和舒适性的要求，道路交通工作者研发了大空隙沥青路面。大空隙沥青路面面层的空隙率在18％～25％，能够在面层内部形成排水通道并将雨水横向排出，从而消除路表水膜，提高路面摩擦力和车辆雨天行驶的安全性。而大空隙沥青路面宏观纹理是影响其摩擦力的一个重要因素，当路面宏观纹理在沿道路纵向上越复杂，车辆直线行驶时受到摩擦力越大，车辆更安全；当路面宏观纹理在道路横向上越复杂，车辆转弯时更安全，因此有必要开展对路面垂直双向上宏观纹理的研究。

目前，检测沥青混凝土路面纹理复杂程度的方法主要是铺砂法，其原理是将已知体积的细砂摊铺在测点上，量取细砂铺平后覆盖的面积，计算砂的体积与覆盖面积之比即为构造深度，若测得的构造深度越大，表明路面的粗糙程度越高，抗滑性能越好。但是，铺砂法只适用于密级配的路面结构，对于空隙率高的沥青混凝土路面，使用铺砂法时细砂会进入大空隙中，出现孔洞现象，导致测量结果大于实际构造深度值，使得评价结果并不准确。为了评价大空隙沥青路面的宏观纹理，有学者提出一种灰度图像法测量大空隙沥青路面构造深度试验方法，该方法通过对采集的路面表面构造图形进行灰度处理，计算出构造 深度，但该方法也存在明显的缺点，主要是：在不同亮度下得到的图像存在明显差异，得到的结果缺乏准确性；测量方法步骤繁琐，推广难度高。

综上所述，目前关于评价大空隙沥青混合料纹理粗糙程度的方法都存在缺陷，由此得到的结果并不能准确表征混合料实际的宏观纹理构造。更为重要的是，上述方法对于混合料的宏观纹理的描述都是笼统的，缺少对垂直双向上宏观纹理的研究。因此，有必要发明出一种的评价大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种评估大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法，以间接反映混合料在横向和纵向的抗滑性能，易于操作并且准确度高。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种评估大空隙沥青混合料垂直双向上宏观纹理的方法，其特征是，包括如下步骤：

1)在待评估的大空隙沥青混合料板式试件的上表面均匀涂抹水性颜料，将一张白纸覆盖在混合料上表面，在白纸上方施加竖直向下的均布荷载，得到混合料上表面宏观纹理的纸质图像；

2)将纸质图像数字化并传输到图像分析软件Image-Pro Plus中，以正方形白纸一条边的方向作为基准方向，利用软件进行图像分析，得到图像总面积S_Z、图像中染上水性颜料的各个区域面积S_i、各个区域的当量椭圆的长轴与基准方向的夹角θ_i，i＝1,2,…,n，n为染上水性颜料的区域个数；

3)利用分别计算出颜色区域横向有效面积 总和S_H与纵向有效面积总和S_V；

4)利用分别计算横向有效面积指数P_H、纵向有效面积指数P_V，用以评估大空隙沥青混合料在两个方向上的宏观纹理，间接反映路面抗滑性能。

进一步地，所述步骤1)中白纸的尺寸为200mm×200mm。

优选地，所述步骤1)的均布荷载大小为0.25N/cm²。

进一步地，所述步骤2)中图像分析软件采用Image Pro Plus。

优选地，所述步骤2)通过数码相机在明亮环境中将纸质图像转换为电子图像并传输到软件中。

进一步地，所述步骤3)和4)中面积的单位是像素²。

本发明所达到的有益效果：(1)通过图像分析软件精确计算染上水性颜料的各个区域面积S_i、各个区域的当量椭圆的长轴与基准方向的夹角θ_i，用有效面积表征混合料在垂直两个方向上的粗糙程度，间接反映混合料的抗滑性能；(2)本方法简便，克服了现有方法准确性不高、操作复杂的缺陷。

附图说明

图1是第一待检测试件的上表面纹理图像；

图2是图1所示图像的经过步骤2)处理的局部放大图；

图3是第二待检测试件的上表面纹理图像。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

步骤1)大空隙沥青混合料板式试件的成型

选用SBS改性沥青，采用4.9％的油石比和表1所示的级配，在实验室内分别碾压成型2块大空隙沥青混合料的板式试件，尺寸为长300mm×宽300mm×厚50mm，在常温下存放24h后脱模。

表1大空隙沥青混合料级配

施加荷载得到混合料宏观纹理：

用刷子蘸上蓝黑色墨水，然后将墨水均匀涂抹在第一待检测沥青混合料试件上表面，将一张200mm×200mm的白纸覆盖在试件上面，将一块重100N的木板加载在白纸上方，使白纸各处受力均匀；10s后卸去荷载并将白纸取下，得到第一待检测试件宏观纹理纸质图像。

重复本步骤得到第二待检测沥青混合料试件宏观纹理纸质图像。

步骤2)软件分析试件宏观纹理

利用数码相机拍摄两张纸质图像，将电子图像传输到电脑上；打开图像分析软件Image Pro Plus，首先载入第一待检测试件宏观纹理图片，以沿着正方形白纸一条边的方向作为基准方向，点击measure—count/size，弹出分类测量窗口，选择窗口中的measure菜单，点击select measure，选中area与angle选项，然后点击count，系统自动分析图像并得到图片上染上颜色各个区域的面积、区域当 量椭圆的长轴与基准方向的夹角，点击file—data to clipboard，打开excel软件选择粘贴将数据导入进表格，共得到1137组数据。

重复本步骤得到第二待检测试件的数据，总计1221组。两个试件中单个染色区域面积最大的十组数据如表2所示。

表2面积最大的十组数据

步骤3)数据处理

由软件计算得出S_Z为50000像素²。对第一待检测试件的1137组数据，将每组数据的面积和角度按照进行处理，得到有效横向总面积为28438像素²，有效纵向总面积为23542像素²。根据得到 有效横向面积指数P_H1＝0.57，根据得到有效纵向面积指数P_V1＝0.47。

对第二待检测试件的数据进行相同的处理，得到有效横向总面积15356像素²，有效纵向总面积为12022像素²。根据得到有效横向面积指数P_H2＝0.31，根据得到有效纵向面积指数P_V2＝0.24。

步骤4)评价大空隙沥青混合料宏观纹理

根据以上数据，可以看出：P_H1>P_H2，且P_V1>P_V2，表明相比于第二待检测试件，第一待检测试件无论是横向纹理还是纵向纹理都更加粗糙。因此，第二待检测试件的抗滑性能更好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。