[發(fā)明專利]一種通過(guò)冷料監(jiān)控的瀝青混合料級(jí)配預(yù)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711099358.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN107909584B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高英;趙瑜隆;唐志偉;黃曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/155;G06T7/62;E01C19/00;E01C23/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發(fā)明公開了一種通過(guò)冷料監(jiān)控的瀝青混合料級(jí)配預(yù)估方法，包括：選擇適合的攝像機(jī)；調(diào)試攝像機(jī)的位置和LED光源強(qiáng)度；確定用于分析的數(shù)字圖像；利用MATLAB將彩色圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像；二值圖像距離標(biāo)定；石料顆粒虛擬篩分；集料顆粒體積預(yù)估；集料通過(guò)率計(jì)算；確定多檔冷料的級(jí)配；基于各檔冷料級(jí)配，結(jié)合冷料倉(cāng)流量，預(yù)估拌鍋內(nèi)瀝青混合料的級(jí)配。由于冷料倉(cāng)顆粒下落距離小，本發(fā)明方法不會(huì)引起粉塵問(wèn)題，加裝LED光源可以克服自然光的不均勻問(wèn)題；拍攝的圖像清晰且連續(xù)，也就可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)冷料的級(jí)配；同時(shí)，在準(zhǔn)確監(jiān)控冷料級(jí)配的基礎(chǔ)上，結(jié)合各冷料倉(cāng)的流量，便可預(yù)估瀝青混合料級(jí)配，并能夠用于瀝青混合料施工過(guò)程控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青路面施工控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種瀝青混合料級(jí)配方法，更為具體的說(shuō)，是涉及一種通過(guò)冷料監(jiān)控的瀝青混合料級(jí)配預(yù)估方法。

背景技術(shù)

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的主要目的之一就是給出符合設(shè)計(jì)要求的礦料級(jí)配。瀝青混合料的級(jí)配嚴(yán)重影響瀝青路面的高溫、低溫、疲勞和水穩(wěn)定性能。基于室內(nèi)試驗(yàn)，瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)出符合要求的礦料級(jí)配，但是，在瀝青面層施工過(guò)程中，由于集料生產(chǎn)的變異性，各檔冷料的級(jí)配不可避免地會(huì)出現(xiàn)變異，這就會(huì)影響瀝青混合料成品的級(jí)配，當(dāng)瀝青混合料的級(jí)配變異超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)降低瀝青路面的服務(wù)功能和耐久性，進(jìn)而影響瀝青路面的路用性能。

我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)給出了瀝青混合料礦料級(jí)配的變異控制范圍。該規(guī)范規(guī)定了瀝青面層施工過(guò)程中級(jí)配的檢測(cè)方法和頻度，見表1。表1中的幾種方法均有不足之處。

表1《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)規(guī)定的級(jí)配監(jiān)控方法

顯然，規(guī)范中瀝青混合料級(jí)配的檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)時(shí)預(yù)估每盤瀝青混合料的級(jí)配。鑒于表1中瀝青混合料級(jí)配檢測(cè)的缺陷和瀝青混合料級(jí)配控制的重要性，道路施工研究人員逐漸開始關(guān)注瀝青混合料級(jí)配實(shí)時(shí)監(jiān)控，力圖拌和結(jié)束前，預(yù)估每盤混合料的級(jí)配。

當(dāng)前，數(shù)字圖像處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空和航天、工業(yè)工程、生物和電子商務(wù)等領(lǐng)域。在道路工程方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)已用于壓實(shí)的瀝青混合料級(jí)配測(cè)定，預(yù)估瀝青混合料的級(jí)配，但其屬于事后瀝青混合料級(jí)配控制，不能用于瀝青混合料施工過(guò)程控制。另外，已有研究利用數(shù)字圖像處理技術(shù)確定熱料倉(cāng)的級(jí)配，進(jìn)而預(yù)估每盤瀝青混合料的級(jí)配，然而，該方法亦存在較大的缺陷：顆粒下落面較寬，給拍攝帶來(lái)困難；熱料倉(cāng)采用振動(dòng)篩，粉塵較多，容易污染鏡頭，令鏡頭模糊，拍攝的圖像噪聲較大，不易進(jìn)行數(shù)字圖像處理；由于粉塵的存在，光線不均勻，給數(shù)字圖像處理帶來(lái)極大的難度。

綜上，瀝青混合料級(jí)配控制對(duì)于保證瀝青混合料的路用性能具有重要意義；我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)規(guī)定級(jí)配監(jiān)控方法存在一定的缺陷；由于監(jiān)控環(huán)境的惡化，使用數(shù)字圖像處理技術(shù)監(jiān)控?zé)崃蟼}(cāng)級(jí)配的精度和連續(xù)性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種通過(guò)冷料監(jiān)控的瀝青混合料級(jí)配預(yù)估方法，實(shí)現(xiàn)每盤瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程的級(jí)配有效監(jiān)控，從而保證拌和站瀝青混合料成品的級(jí)配符合規(guī)范要求。

我們發(fā)現(xiàn)，在瀝青混合料冷料輸送過(guò)程中，石料顆粒存在短距離(約20cm)的下落過(guò)程。該過(guò)程不會(huì)引起較大的粉塵，而且經(jīng)過(guò)人工光源的補(bǔ)充，可以消除自然光的不均性，保證圖像質(zhì)量。另一方面，相對(duì)于傳送帶上的集料，冷料倉(cāng)下落的集料顆粒黏連程度較輕，便于快速和準(zhǔn)確地確定單張圖像的級(jí)配，保證數(shù)字圖像處理的時(shí)效性。鑒于冷料輸送環(huán)境的可控性和數(shù)字圖像處理的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明將數(shù)字圖像處理技術(shù)引入瀝青混合料冷料級(jí)配監(jiān)控，采用高速攝像機(jī)拍攝冷料從冷料倉(cāng)下落到傳送帶的過(guò)程，使用數(shù)字圖像技術(shù)，確定冷料倉(cāng)的級(jí)配，進(jìn)而預(yù)估瀝青混合料的級(jí)配。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種通過(guò)冷料監(jiān)控的瀝青混合料級(jí)配預(yù)估方法，包括如下步驟：