CN110987928B - 再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法 - Google Patents

再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，包括如下步骤：(10)试件切割：对再生骨料沥青混合料车辙试件进行切割，得到垂直于碾压方向的切割断面；(20)切割断面图像采集：采集所述切割断面图像；(30)骨料接触类型统计：根据天然骨料与再生骨料的区分原则，以及骨料接触类型，统计切割断面图像中各种骨料接触类型的数量。本发明的再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，操作过程简单方便，避免了大量的试验、材料和能源消耗。本发明引入了图像分析方法，可以从细观层面直观、定量分析再生骨料沥青混合料中骨料接触类型，为再生骨料沥青混合料的性能评估提供支撑。

Description

再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法
技术领域
本发明属于道路建筑材料技术领域，特别是一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法。
背景技术
截止2018年底，我国建筑垃圾总量已经超过200亿吨，且大部分未得到合理利用，其再生利用率远远低于发达国家。同时，随着城市化的不断推进，对沙石资源的需求量日益增长。而建筑垃圾中的废弃混凝土加工形成的再生骨料可用于制备不同等级道路、不同层位要求的沥青混合料，促进废弃混凝土的高效利用、降低天然砂石的消耗量和开采量。但再生骨料的掺入改变了沥青混合料中原本单一的“天然骨料-天然骨料”骨料接触类型，使再生骨料沥青混合料性能产生较大的变异。
目前，对于再生骨料沥青混合料的研究大多停留在宏观层面，细微观层面还有很大发展空间。
现有技术主要是通过平均接触距离、总接触长度和平均接触长度等接触特征去评价沥青混合料骨料接触，需要大量的试验、材料和能源消耗，且对骨料的多样性方面考虑不足。再生骨料沥青混合料中骨料类型有再生骨料、天然骨料和残余砂浆，在强度、吸水率等方面存在较大差异，因此对再生骨料沥青混合料的性能影响也不同。为保证再生骨料沥青混合料的性能，必须对再生骨料沥青混合料中不同骨料接触类型及其比例进行分析。
因此，现有技术存在的问题是：不能确定再生骨料沥青混合料中不同骨料接触类型及其比例。
发明内容
本发明的目的是提供一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，其优点是充分考虑到不同骨料的接触类型，因为再生骨料沥青混合料的骨料包括再生骨料、天然骨料和砂浆，在性能方面存在很大差异，所以在分析接触类型时必须分开讨论。
实现本发明目的的技术方案为：
一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，包括如下步骤：
(10)试件切割：对再生骨料沥青混合料车辙试件进行切割，得到垂直于碾压方向的切割断面；
(20)切割断面图像采集：采集所述切割断面图像；
(30)骨料接触类型统计：根据天然骨料与再生骨料的区分原则，以及骨料接触类型，统计切割断面图像中各种骨料接触类型的数量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，本发明提供的再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，通过平面切割车辙板试件即可获取再生骨料沥青混合料的细观断面图像，通过图像增强处理、区分定义、识别统计即可获得再生骨料沥青混合料骨料接触类型及其比例。充分考虑了再生骨料沥青混合料中骨料的多样性，操作过程简单方便，避免了大量的试验、材料和能源消耗。
第二，本发明引入了图像分析方法，可以从细观层面直观、定量分析再生骨料沥青混合料中骨料接触类型，为再生骨料沥青混合料的性能评估提供支撑。
附图说明
图1为本发明再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法的主流程图。
图2为图像采集系统结构示意图。
图3-图7为增强处理对图像的变化示例图。
图3为原图。
图4为亮度调整图。
图5为对比度调整图。
图6为γ值调整图。
图7为增强处理后的图像。
图8为骨料类型的区分示意图。
图9为骨料接触类型比例的统计过程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，包括如下步骤：
(10)试件切割：对再生骨料沥青混合料车辙试件进行切割，得到垂直于碾压方向的切割断面；
优选地，所述(10)试件切割步骤包括：
(11)采用再生骨料取代率为30％的沥青混合料，按照最佳油石比4.8％配置再生骨料沥青混合料，制备尺寸为300mm×300mm×50mm、轮碾仪压实成型的车辙板试件；
(12)使用平面切割法切割车辙板试件，得到垂直于碾压方向的切割断面。
(20)切割断面图像采集：采集所述切割断面图像；
作为改进，在所述(30)骨料接触类型统计步骤之前，还包括：
(25)图像优化：调节切割断面图像的亮度、对比度和γ值，强化切割断面图像中骨料颗粒的视觉效果。
优选地，所述(25)图像优化步骤包括：
(251)在获取的断面图中，选出聚焦清晰、亮度均匀的图片；
(252)按照固定的尺寸对选出的图片进行裁剪；
(253)使用图像处理软件调节图片的亮度、对比度和γ值，强化切割断面图像中骨料颗粒的视觉效果。
(30)骨料接触类型统计：根据天然骨料与再生骨料的区分原则，以及骨料接触类型，统计切割断面图像中各种骨料接触类型的数量。
所述骨料接触类型包括：
天然骨料与天然骨料的接触、天然骨料与再生骨料的接触、天然骨料与残余砂浆的接触、再生骨料与再生骨料的接触、再生骨料与残余砂浆的接触和残余砂浆与残余砂浆的接触。
所述天然骨料与再生骨料的区分原则包括：
(a)表面附着残余砂浆的视为再生骨料；
(b)颜色存在明显区别的视为再生骨料；
(c)存在微小裂缝的视为再生骨料；
(d)存在一处边界不清晰的视为再生骨料；
(e)同一颗粒断面上存在两处及以上不一样的颜色则视为再生骨料；
(f)颗粒断面上含有明显孔隙的视为再生骨料。
作为改进，在所述(30)骨料接触类型统计步骤之后，还包括：
(40)骨料接触类型占比计算：根据各种骨料接触类型的数量，计算各种骨料接触类型所占的比例。
优选地，所述(40)骨料接触类型占比计算步骤包括：
(41)从裁剪后的切割断面图像中随机选出六张图片；
(42)仅针对粒径为2.36mm以上的粗骨料，采用六种不同的颜色标记骨料接触类型；
(43)统计每张图片中六种骨料接触类型的数量mij；
(44)按下式计算六张图片中每种骨料接触类型所占比例的平均值nj，
Figure BDA0002297997790000041
其中，
Figure BDA0002297997790000042
式中，mij为第i张图片中第j种骨料接触类型的数量，骨料接触类型所占比例nj是通过第i张图片中的第j种骨料接触类型所占比例xij求得的。
下面以具体实施例进一步说明本发明的实施过程：
在本发明中，细观观测样本按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中高温车辙试件制备；待试样冷却至室温，采用平面切割工艺切割试件；将切割后试件的垂直于碾压方向的断面朝上放置，在平台两侧LED灯照明下，手持单反相机获取其细观断面图像；采用图像处理软件处理断面图像，调节亮度、对比度和γ值强化图片的视觉效果；观察粒径为2.36mm以上的粗骨料，设置合理的原则区别再生骨料与天然骨料；根据骨料类型将接触类型分为六种；采用六种区别明显的颜色分别代表六种骨料接触类型，在随机选出六张图片中标记出，分别统计每张断面图像中六种骨料接触类型的数量和比例，再计算六张断面图像中每种骨料接触类型所占比例的平均值，近似得到再生骨料沥青混合料中骨料接触类型所占比例。
再生骨料沥青混合料中骨料接触类型及其比例的图像分析方法，首先按照规范要求制备再生骨料取代率为30％的再生骨料沥青混合料车辙板试件，采用平面切割工艺进行切割，通过自制的图像采集系统获取其垂直于碾压方向的切割断面图像，如图2所示，用图像处理软件处理切割断面图像，先以固定的图片大小截取断面图，保证所截区域亮度均匀、聚焦清晰，分别调节图片的亮度、对比度和γ值并观察调节效果，选取合适的亮度、对比度和γ值进行强化，如图3-7所示，观察强化前后的断面图像，设置区别再生骨料与天然骨料的合理原则。
当调节亮度按钮时发现黑色的直线一直与红色对角线保持平行移动，从下往上，由暗到明；随着对比度的提高，调节曲线绕着红色对角线的中点，自水平逆时针旋转至垂直状态；γ值的变换是调节灰度的高低，按照变换公式运算，以1为中值，随着γ值的减小增强扩展低灰度区域，随着γ值的增大加强扩展高灰度区域。γ值的增大或者减小会使得黑线像红线的两侧弯曲。
图片增强处理的目的是为加强骨料的视觉效果，与原图对比分析时更容易看出再生骨料与天然骨料的差异。这些差异的存在便于后续量化骨料接触类型，如图8所示。按照具体的区分原则，将六种骨料接触类型从图中标记出，如图9所示。
骨料接触类型所占比例nj是通过第i张图片中的第j种骨料接触类型所占比例xij求得的。计算公式如下：
Figure BDA0002297997790000051
Figure BDA0002297997790000052
式中，mij为第i张图片中第j种骨料接触类型的数量。
本发明提供的再生骨料沥青混合料骨料接触类型及其比例的图像分析方法，通过平面切割车辙板试件即可获取再生骨料沥青混合料的细观断面图像，通过图像增强处理、区分定义、识别统计即可获得再生骨料沥青混合料骨料接触类型及其比例。操作过程简单方便，避免了大量的试验、材料和能源消耗。
本发明引入了图像分析方法，可以从细观层面直观、定量分析再生骨料沥青混合料中骨料接触类型，为再生骨料沥青混合料的性能评估提供支撑。

Claims (6)

1.一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
(10)试件切割：对再生骨料沥青混合料车辙试件进行切割，得到垂直于碾压方向的切割断面；
(20)切割断面图像采集：采集所述切割断面图像；
(30)骨料接触类型统计：根据天然骨料与再生骨料的区分原则，以及骨料接触类型，统计切割断面图像中各种骨料接触类型的数量；
所述骨料接触类型包括：
天然骨料与天然骨料的接触、天然骨料与再生骨料的接触、天然骨料与残余砂浆的接触、再生骨料与再生骨料的接触、再生骨料与残余砂浆的接触和残余砂浆与残余砂浆的接触；
所述天然骨料与再生骨料的区分原则包括：
(a)表面附着残余砂浆的视为再生骨料；
(b)颜色存在明显区别的视为再生骨料；
(c)存在微小裂缝的视为再生骨料；
(d)存在一处边界不清晰的视为再生骨料；
(e)同一颗粒断面上存在两处及以上不一样的颜色则视为再生骨料；
(f)颗粒断面上含有明显孔隙的视为再生骨料。
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述(10)试件切割步骤包括：
(11)采用再生骨料取代率为30％的沥青混合料，按照最佳油石比4.8％配置再生骨料沥青混合料，制备尺寸为300mm×300mm×50mm、轮碾仪压实成型的车辙板试件；
(12)使用平面切割法切割车辙板试件，得到垂直于碾压方向的切割断面。
3.根据权利要求1或2之一所述的分析方法，其特征在于，在所述(30)骨料接触类型统计步骤之后，还包括：
(40)骨料接触类型占比计算：根据各种骨料接触类型的数量，计算各种骨料接触类型所占的比例。
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述(40)骨料接触类型占比计算步骤包括：
(41)从裁剪后的切割断面图像中随机选出六张图片；
(42)仅针对粒径为2.36mm以上的粗骨料，采用六种不同的颜色标记骨料接触类型；
(43)统计每张图片中六种骨料接触类型的数量mij；
(44)按下式计算六张图片中每种骨料接触类型所占比例的平均值nj，
Figure FDA0003465458670000021
其中，
Figure FDA0003465458670000022
式中，mij为第i张图片中第j种骨料接触类型的数量，骨料接触类型所占比例nj是通过第i张图片中的第j种骨料接触类型所占比例xij求得的。
5.根据权利要求1或2之一所述的分析方法，其特征在于，在所述(30)骨料接触类型统计步骤之前，还包括：
(25)图像优化：调节切割断面图像的亮度、对比度和γ值，强化切割断面图像中骨料颗粒的视觉效果。
6.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于，所述(25)图像优化步骤包括：
(251)在获取的断面图中，选出聚焦清晰、亮度均匀的图片；
(252)按照固定的尺寸对选出的图片进行裁剪；
(253)使用图像处理软件调节图片的亮度、对比度和γ值，强化切割断面图像中骨料颗粒的视觉效果。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111351691B (zh) * 2020-04-23 2022-06-07 佛山科学技术学院 一种沥青混合料抗车辙性能评价方法
CN116503845B (zh) * 2023-06-25 2023-09-12 四川省交通勘察设计研究院有限公司 一种再生沥青混合料中的假骨料含量检测方法、系统及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0298899A2 (en) * 1987-07-10 1989-01-11 United Technologies Corporation Transient holographic indication analysis
CN105512436A (zh) * 2016-01-15 2016-04-20 东南大学 一种基于离散元的沥青混合料压实模拟方法
CN106442949A (zh) * 2016-09-06 2017-02-22 东南大学 基于接触特征的评价及预测沥青混合料车辙性能的方法
CN106447690A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 南京航空航天大学 乳化沥青冷再生混合料的粗集料特征分析方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05230858A (ja) * 1992-02-20 1993-09-07 Takuma Co Ltd 無排水式水洗トイレ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0298899A2 (en) * 1987-07-10 1989-01-11 United Technologies Corporation Transient holographic indication analysis
CN105512436A (zh) * 2016-01-15 2016-04-20 东南大学 一种基于离散元的沥青混合料压实模拟方法
CN106442949A (zh) * 2016-09-06 2017-02-22 东南大学 基于接触特征的评价及预测沥青混合料车辙性能的方法
CN106447690A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 南京航空航天大学 乳化沥青冷再生混合料的粗集料特征分析方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于数字图像处理的沥青混合料骨架研究;石立万;《建筑材料学报》;20160831 *
基于数字图像处理的粗集料二维形态特征参数分析;叶奋;《上海公路》;20171231 *
基于数字图像处理的粗集料接触分布特性;石立万;《中国公路学报》;20140831 *
基于数字图像处理的粗集料棱角性量化研究;李嘉;《公路交通科技》;20080731 *

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