[發明專利]基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法

有效

• 申請號: 201710979330.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107807082B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 劉萬康;周興林;李俊;肖神清
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

本發明涉及瀝青混合料性能評價方法領域，尤其涉及一種基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法。本發明所設計的基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法包括以下步驟：1)制備馬歇爾試件，2)掃描試件的斷面：3)利用圖像分析軟件對采集到的斷面掃描原圖像依次經過圖像增強預處理和閾值分割處理后得到斷面掃描優化圖像；4)測量斷面空隙指標；5)統計計算斷面空隙特征。本發明提供的基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法能夠更加全面、準確地測量瀝青混合料內部空隙特征。

技術領域

本發明涉及瀝青混合料性能評價方法領域，尤其涉及一種基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法。

背景技術

瀝青混合料的空隙特征是瀝青路用性能的主要影響因素，它與瀝青路面的抗滲性，耐久性，高溫穩定性密切相關。瀝青混合料的空隙特征主要包括空隙率，空隙數量，平均空隙直徑等參數。

目前，工程實踐中通過體積法測定空隙率來評價混合料的空隙特征，然而空隙率只能從整體上反映試件的平均空隙水平，尚不夠精細和全面。例如，工程實踐中常出現空隙率及成型方式完全相同的瀝青混合料卻有著不同路用性能的情形，表明單一的空隙率指標無法全面精細地評價混合料的空隙狀態，混合料的內部空隙特征(包括空隙率，空隙數量，平均空隙直徑等參數)才是準確評價混合料的空隙狀態的關鍵。

當前，測試瀝青混合料內部空隙特征的常用方法有X-ray CT掃描和CCD相機拍照兩種，前者屬于無損檢測而后者需切割試件。CT無損掃描的原理是借助混合料內部集料、瀝青和空隙等三種組分對射線吸收程度不同，分析X-ray穿透不同物質后的衰減及分布規律從而獲取試件內部信息，其缺點是CT成像模糊不清并且難以準確區分識別集料和瀝青的邊界。而采用CCD相機拍攝試件內部斷面有著成像清晰、易于識別的特點，然而CCD拍照原理是感光元件CCD將光線轉換成電荷，而每個原件上的電荷量取決于其所受光照強度，光照過強或光照不均都會導致CCD拍照成像后期的圖像測量誤差。因此，CCD拍照方法受光照條件干擾較大。因此，提出一種全面、準確的測量瀝青混合料內部空隙特征的方法是目前亟待解決的問題。

發明內容

為解決以上問題，本發明的目的是提供一種基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法，能夠更加全面、準確地測量瀝青混合料內部空隙特征。

為實現上述目的，本發明所設計的基于激光掃描的瀝青混合料斷面空隙的測定方法包括以下步驟：

1)制備馬歇爾試件：按照標準JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》制備馬歇爾試件，然后沿馬歇爾試件中部高度處水平切割試件；

2)掃描試件的斷面：利用掃描儀采集馬歇爾試件斷面掃描原圖像；

3)數字圖像處理：利用圖像分析軟件對采集到的斷面掃描原圖像依次經過圖像增強預處理和閾值分割處理后得到斷面掃描優化圖像；

4)測量斷面空隙指標：在圖像分析軟件選取斷面掃描優化圖像的有效測量區域，然后自動獲取優化圖像中有效測量區域內斷面空隙指標，斷面空隙指標包括計數值、對象面積除以有效測量面積、空隙平均直徑以及對象面積；

5)統計計算斷面空隙特征：根據所得的斷面空隙參數，按照式1～4計算斷面空隙數量、斷面空隙面積、斷面空隙平均直徑和斷面空隙率參數；其中n為斷面空隙數量；Area為對象面積，per/Area為對象面積除以有效測量面積，Diameter(mean)為空隙平均直徑，count為計數值；

n＝max{Count_i} 式(1)

作為優選方案，所述圖像分析軟件為Image-pro plus軟件。