基于数字图像处理技术的沥青混合料特性分析

应用二维数字图像处理技术,对采用Marshall击实、振动压实、旋转压实和轮碾压实等不同压实方法沥青混合料内部结构特性进行了分析和评价,并与真实路面结构内部特性进行对比.发现不同成型方法得到的沥青混合料试件内部体积特性差异较大.结果表明数字图像处理技术可以很好地评价沥青混合料的内部结构特性.提出了数字图像处理技术对于促进沥青混合料设计与生产技术进步的可行性与重要性,并对这一技术的发展做了预测.     

沥青混合料的体积组成及其数字图像处理技术

针对目前沥青混合料设计与生产领域的技术现状，在分析Superpave沥青混合料体积设计特点及存在问题的基础上，提出采用数字图像处理技术研究沥青混合料的体积组成特性，文中重点介绍了采用CCD技术获取沥青混合料体积组成二维图像并进行数字图像处理的研究结果与应用实例，指出了数字图像处理技术对于促进沥青混合料设计与生产技术进步的可行性与重要性，并对这一技术的发展做了预测。     

成型方法和集料类型对混合料均匀性指标影响

基于数字图像处理技术，对沥青混合料均匀性指标的部分影响因素——成型方法与集料类型，展开定量研究．研究结果表明：不同的成型方法，对沥青混合料均匀性指标的影响会有所不同，室内研究中，成型方法对沥青混合料均匀性指标的影响大小依次为：轮碾成型，马歇尔击实，旋转压实；不同类型的集料，对沥青混合料均匀性指标有着不同程度的影响，相同的集料类型，不同的集料产地，在其他条件都基本相同的情况下，其对应的沥青混合料均匀性指标基本相同．     

室内成型的沥青混合料粗集料排布的研究

为了定量地评价粗集料排布在室内沥青混合料成型过程中的变化规律,利用数字图像处理技术,提出一种评价沥青混合料粗集料排布的合成质心矩方法.选取常用AC20,SMA20型沥青混合料,以控制两种混合料旋转压实次数为条件制成成型试件,横向切割获取截面采集图像进行参数提取.分别计算二维累计筛余粗集料和二维分计筛余粗集料的合成质心矩.结果表明两种不同类型的沥青混合料粗集料合成质心矩随压实次数增加发生不同的变化,SMA20压实60次排布性已达到较好水平.     

不同设计方法下沥青混合料疲劳性能研究

根据厚沥青面层的自身受力特点,采用应力控制模式对旋转压实剪切实验机(GTM)旋转压实与马歇尔击实两种设计方法下的不同混合料的疲劳性能进行了对比评价.研究表明在材料试验设备MTS810上采用应力控制模式比较与评价不同设计方法下混合料的疲劳性能是可行的,在应力控制模式下旋转压实设计出的混合料疲劳性能优于马歇尔击实设计出的沥青混合料疲劳性能,并研究了公称最大粒径对混合料疲劳性能的影响.     

基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

设计沥青混合料多依据沥青混合料的宏观品质,而沥青混合料的细观结构对宏观性能有着重要影响,基于图像技术的细观研究可深入地解释沥青混合料的路用表现。介绍了数字图像处理技术的定义及利用X-ray CT无损技术获取沥青混合料内部结构的方法,并综述了利用数字图像技术分析沥青混合料内部结构特性,包括集料形状、分布、接触性能及空隙等方面的研究,表明了图像技术研究沥青混合料的可行性。同时,还简要介绍了基于图像处理的沥青混合料细观结构的数值模拟方法,主要讨论了离散元方法和有限元方法的特点。最后提出了目前研究中的几点不足,并展望了沥青混合料细观结构未来的研究方向,为今后沥青混合料的研究提供参考。     

基于计算机层析识别的沥青混合料有限元模型

应用数字图像处理技术，结合有限元建模方法，建立了包舍集料、空隙和胶浆在内的沥青混合料有限元模型，并模拟研究了沥青混合料劈裂试验过程中，由于空隙分布、加载方向以及集料与胶浆模量比等指标的变化对沥青混合料内部微观力学特性的影响，发现沥青混合料中空隙与集料颗料的分布对最大拉应力分布有很大影响，集料与胶浆模量比的变化则只影响最大拉应力值的大小而不影响其出现的位置。结果表明，该方法可进一步推广应用于不同条件下沥青混合料微观力学响应仿真。     

基于CT扫描技术的不同压实度下沥青混合料细观空隙特性研究

【目的】深入了解压实不足对沥青混合料内部空隙细观结构的影响。【方法】以SMA-13试件为对象,通过调整压实次数制备不同压实度的试件。采用计算机断层扫描和图像识别技术精确识别空隙,探究不同压实度下的沥青混合料空隙细观结构特性,包括空隙数量、体积、主轴方向角和配位数。【结果】在沥青混合料成型过程中,受到外部击实功的影响,内部空隙的主轴方向逐渐趋向于稳定状态。此外,随着压实次数的增加,沥青混合料内的大部分空隙逐渐减小,但也存在一些相邻的开口空隙在逐渐结合后形成更大的开口空隙。最终,随着压实程度的提高,空隙的平均配位数减小,导致空隙连通性下降,整体空隙网络的复杂度逐渐减小。【结论】本研究旨在更好地理解不同压实度下沥青混合料空隙结构的细观差异,为沥青混合料的设计、评价和维护提供更为科学的依据。     

沥青混合料细观结构指标的研究

采用数字图像处理方法,对沥青混合料取芯试件图像进行处理和分析,建立一套分析沥青混合料细观组成结构的指标,包括孔洞分布参数,集料与胶浆分布参数,以及主轴角度分布参数。选取4种沥青混合料级配进行研究,结果表明各细观结构指标能够定量评价不同级配和压实方法的沥青混合料之间的结构差异。     

大粒径碎石沥青混合料振动压实方法

为了研究大粒径碎石沥青混合料的振动成型方法,采用自行研制的振动成型压实机,对大粒径碎石沥青混合料进行了不同配置条件下的振动压实试验;分析了各配置条件下大粒径碎石沥青混合料的密度、强度与各振动参数的关系,得出了最佳振动压实的参数组合,并在该配置条件下,进行了振动压实与马歇尔击实压实的对比试验.结果表明,振动压实法更为合理,既不易击碎石料,又能获得与马歇尔击实法相近的抗压强度和劈裂强度.     

沥青混合料内部结构和组成对疲劳性能的影响研究

 采用一个沥青混合料小梁试件大样本,在相同条件下进行了应变控制疲劳试验,利用IMAQ数字图像处理软件对疲劳试验后的小梁试件中部纯弯段的内部结构和组成进行了处理和分析,定义了沥青混合料内部结构和组成的指标,进一步利用SPSS软件分析建立了疲劳试验结果参数与内部结构和组成指标的关系模型。分析表明,沥青混合料的疲劳寿命与沥青混合料内部结构和组成指标密切相关,沥青混合料疲劳寿命内部结构和组成的差异直接造成了相同条件下沥青混合料疲劳寿命的巨大差异,揭示了沥青混合料内部结构和组成对沥青混合料疲劳性能的影响规律。     

干湿循环作用下沥青混合料损伤开裂机制分析

为研究干湿循环作用对沥青混合料抗裂性能的影响，利用数字图像处理技术建立沥青混合料细观数值模型，并测试得到不同温度下石料和沥青胶砂的水扩散系数。基于菲克定律分析温度和干湿循环耦合作用下沥青混凝土内部干湿状态。运用USDFLD场变量更新方法实现干湿状态与力学参数耦合，对干湿循环作用后沥青混合料弯曲破坏性能和裂纹发展情况进行模拟分析。结果表明：胶砂黏聚损伤对沥青混合料抗弯承载能力的影响最显著。在干湿循环过程中，混合料内部水分单调增加。干燥阶段，水亦会继续向内部扩散，从而引起混合料内部水损伤。干湿循环作用次数增多，混合料内部微裂纹萌生时刻提前，主裂缝扩展速率加快。     

沥青混合料材料结构数字图像技术的基本方法

利用数字图像技术获取沥青混合料内部结构组成,分析体积参数,进而完成沥青混合料的计算机辅助设计的研究已成为沥青路面技术领域的热点.文中重点介绍了笔者及所在团队基于二维数字图像技术的沥青混合料体积组成的统计学研究、沥青混合料数字图像技术中差异性物质的辨识方法、基于数字图像处理技术的粗集料形态特征的提取和沥青混合料内部结构组成的三维图像重构及虚拟力学试验等方面的研究进展.同时介绍了这些研究成果在工业中应用的实例.     

基于数字图像处理技术的沥青混合料级配检测方法

沥青混合料中级配对路用性能有着很大的影响,应用数字图像处理技术,对沥青混合料级配检测方法进行了改进研究。运用CT扫描技术扫描沥青混合料马歇尔试件的内部结构,获取数字图像,对获取的图像进行去噪、增强和分割等处理,在此基础上对图像进行伪三维级配识别。识别结果表明,对于直径大于2.36 mm以上的集料,通过误差修正可以使检测出的级配曲线和设计级配曲线更加接近,有效提高其识别精度。应用CT技术获取沥青混合料图像的方法,可以对其内部细观结构进行观测,并且避免了对试件造成破坏,从而可以对其宏观性能进行研究。     

沥青路面新材料压实控制指标研究

为探索合理的路面新材料压实方法,通过分析沥青结合料的粘温曲线,提出了基质沥青及改性沥青混合料的合理碾压温度;借助马歇尔击实试验,分析了了沥青路面新材料的压实特性,研究了沥青混合料密实度随击实次数的变化规律,得出了沥青路面新材料达规定密实度所需的压实功,并以此提出了沥青路面新材料的压实控制指标。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料级配检测方法研究

沥青混合料中级配对其路用性能有着很大的影响,本文基于数字图像处理技术,对沥青混合料级配检测方法进行了改进研究。运用CT扫描技术扫描沥青混合料马歇尔试件的内部结构,获取数字图像,对获取的图像进行去噪、增强和分割等处理,在此基础上对图像进行伪三维级配识别。识别结果表明,对于直径大于2.36mm以上的集料,通过进行误差修正可以使检测出的级配曲线和设计级配曲线更加接近,有效提高其识别精度。应用CT技术获取沥青混合料图像的方法,可以对其内部细观结构进行观测,并且避免了对试件造成破坏,从而可以对其宏观性能进行研究。     

沥青混合料破损动态识别研究进展

论述了利用可进行CT扫描的三轴仪进行沥青混合料破损过程动态识别的研究进展,探讨了利用CT技术进行沥青混合料内部结构定量分析的方法,提出了基于CT图像评价混合料内部破损状态的参数和算法。结果表明,沥青混合料的性能既受沥青、集料和孔隙的体积含量影响,也受这些因素的空间分布影响。     

重载交通沥青混合料的压实特性探讨

用GTM设计方法设计的沥青混合料和粗密级配沥青混合料与一般沥青混合料相比,其压实要求高,压实难度大。从适合的压实限制、压实空间、压实温度和压实作用等几个方面探讨了重载交通沥青混合料的压实特性。     

集料磨耗特性及其对混合料抗滑性能影响研究

为了研究新旧粗集料颗粒的磨耗特性及其对沥青混合料抗滑性能的影响,本研究使用数字图像处理技术对不同磨耗程度的新旧粗集料的棱角性进行了测量,采用摆式磨擦系数测定仪和数字图像处理技术方法对含有不同磨耗程度颗粒和不同替换颗粒粒径的沥青混合料抗滑性能进行了研究.结果表明:新旧粗集料颗粒在相同磨耗程度下的棱角性变化规律相同,但回收...     

基于CT技术的沥青混合料动态压实均匀性评价

沥青混合料的不均匀性主要表现在沥青混合料中孔隙和集料分布的不均匀性,孔隙分布是否均匀直接关系到沥青路面的力学性能和使用寿命。为了评价沥青混合料动态压实过程中的压实均匀性,引入X-ray计算机断层扫描技术,对各种旋转压实次数下的试件进行扫描,再将试件图片按不同半径虚拟截成不同尺寸的试件,分别计算和比较它们的纵向孔隙结构分布。研究结果表明:对于沥青混合料试件的纵向孔隙率分布,试件两端的孔隙率明显要高,而试件中间部位的孔隙率相对较低;随着旋转压实次数的增加,沥青混合料的压实均匀性越来越好,当旋转压实次数增大到55次时,虚拟截成的不同半径的试件内部孔隙分布高度重合,表明试件的压实均匀性非常好。