[發(fā)明專利]采用CT技術(shù)分析多孔瀝青混合料空隙結(jié)構(gòu)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810232287.5
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN101403683A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴建中;張嘉林;張冬冬;常明豐
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N23/04;G06T5/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 申忠才;鐘淑云

1.一種采用CT技術(shù)分析多孔瀝青混合料空隙結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于由下述步驟組成：

(1)制備多孔瀝青混合料試件

按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的T0702-2000試件成型方法成型多孔瀝青混合料試件；

(2)X射線CT機(jī)掃描多孔瀝青混合料試件

采用X射線CT機(jī)對多孔瀝青混合料試件進(jìn)行掃描，得到多孔瀝青混合料試件的原始CT圖像；

(3)CT圖像增強(qiáng)和分割

將CT機(jī)的模擬視頻信號通過圖像采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳入計(jì)算機(jī)，用中值濾波處理方法進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，削弱或去除不必要的信息同時(shí)突出有用的信息，并采用閾值法對多孔瀝青混合料增強(qiáng)后的CT圖像進(jìn)行分割；

(4)空隙特征的提取

分析多孔瀝青混合料圖像中空隙的分布狀態(tài)，提取空隙的數(shù)量、面積、周長、等效直徑、空隙率參數(shù)；

(5)計(jì)算空隙結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)

計(jì)算多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙的數(shù)量、空隙的面積、空隙周長、空隙等效直徑及空隙率，各參數(shù)的計(jì)算方法如下：

多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙的數(shù)量N_v：

Nv=Σi=1nNvin---(1)]]>

式中N_vi為二維CT圖像中的空隙數(shù)量，n為多孔瀝青混合料試件中二維CT圖像的數(shù)量；

多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙的面積A：

A=12Σi=1Nb(xiyi+1-xi+1yi)---(2)]]>

式中x_i、y_i、x_i+1、y_i+1分別為第i點(diǎn)、第i+1點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；N_b為空隙多邊形中邊界點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙周長p：

p=Ne+2N0---(3)]]>

式中N_e和N₀分別是邊界鏈碼中約定走偶步與走奇步的數(shù)目；

多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙平均等效直徑d：

d=2×Σi=1NiAiNi×π---(4)]]>

式中A_i為二維CT圖像中的單個(gè)空隙面積，單位為mm²，N_i為二維CT圖像中的空隙數(shù)量，單位為個(gè)；

多孔瀝青混合料的二維CT圖像中空隙率V_V：

VV=1-ρmρt×100%---(5)]]>

式中ρ_m為試件的密度，單位為g/cm³，ρ_t為試件的理論最大密度，單位為g/cm³；

(6)空隙平面信息解析

對多孔瀝青混合料CT掃描圖像的圖片進(jìn)行提取，采用步驟5中的計(jì)算公式(1)、(5)得到多孔瀝青混合料的空隙數(shù)量和空隙率，并采用公式(2)、(3)計(jì)算所有空隙的結(jié)果分別取平均值，得到平均空隙面積、平均空隙周長，采用公式(4)計(jì)算得到空隙平均等效直徑；

(7)空隙空間信息解析

采用分形理論，通過空隙分維數(shù)和空隙分布對空隙的復(fù)雜程度進(jìn)行描述，空隙分維數(shù)包括空隙輪廓分維數(shù)與空隙面積分維數(shù)，各參數(shù)的計(jì)算方法如下：

多孔瀝青混合料空隙輪廓分維數(shù)D_p：

Dp=Σi=1nDPin---(6)]]>

式中為二維CT圖像中空隙輪廓分維數(shù)，n為多孔瀝青混合料試件中二維CT圖像的數(shù)量；

多孔瀝青混合料空隙面積分維數(shù)D_a：

Da=Σi=1nDain---(7)]]>

式中D_ai為二維CT圖像中空隙面積分維數(shù)，n為多孔瀝青混合料試件中二維CT圖像的數(shù)量；

對多孔瀝青混合料掃描的二維CT圖像進(jìn)行閾值處理，采用公式(1)、(4)、(5)、(6)、(7)，結(jié)合分形理論確定多孔瀝青混合料的空隙分布；

(8)存儲分析結(jié)果

將多孔瀝青混合料試件CT圖像分析得到的空隙結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲到計(jì)算機(jī)。