基于数字图像处理技术的沥青混合料摊铺均匀性实时监测评价方法

为了实时、快速、定量跟踪和评价沥青混合料摊铺过程中的均匀性,提出了基于数字图像处理技术的检测评价方法和程序设计自动化运算。以安徽泗许、济祁高速公路中面层AC-20沥青混合料施工摊铺为样本数据值,规范了沥青混合料原始图像的采集,特别是采集高度、发光源亮度及照射角度等。通过图像滤波、直方图均衡化、形态学图像等处理技术,达到降噪、增强图像整体对比度和梯度特征的目的。以9.5~26.5 mm粒径为研究对象,以各档集料对X轴、Y轴的静距差、区域相对于原始中心的静距差和自身静距差作为判断沥青混合料的离析指标。采用MATLAB系统软件编程,完成了计算流程、相关参数设定及程序界面开发,实现了离析判别快速、连续、自动化检测与控制。研究表明:借助静矩差实现了定量评价沥青混合料的离析程度,计算结果与一般经验相符;运用数字图像处理技术分析沥青混合料摊铺离析状况,可避免人为主观性因素,能够方便快捷地检测沥青混合料均匀分布水平;系统软件运算准确、数据可靠。     

基于光电成像的矿质混合料级配在线检测技术

为了给路面施工现场中矿质混合料级配提供参考,针对矿质混合料生产过程的特点,设计了一种基于光电成像的矿质混合料级配在线检测系统,该系统可全天候对生产现场的矿质混合料进行级配检测,为生产过程提供实时数据参考.在冷料仓下方的一、二级传送带之间架设光电成像装置,通过红外线激光器和高速线扫描CCD相机全天候获得稳定的矿料数字图像,利用光纤模块使图像数据远程传输至控制室端服务器,采用最小边界计算和尺寸特征计算的方法计算出当前时刻的矿质混合料级配,最后给出了不同环境下的实际级配数据与该系统检测出的级配数据,并进行了误差分析.结果表明:采用此种检测技术可以实现任意时刻的矿质混合料级配在线检测.     

基于扩展极大值变换沥青混合料数字图像预处理方法研究

为了研究适用于沥青混合料颗粒均匀度检测的数字图像处理技术的预处理方法,该文将数字图像技术与公路工程相结合,通过Matlab软件对统一方法采集到的沥青混合料数字图像进行预处理。采用基于扩展极大值变换的分水岭算法对二值化处理后的沥青混合料数字图像中黏连颗粒进行分割。研究表明:与传统分水岭算法相比较,扩展极大值变换算-法不易出现图像黏连颗粒的过度分割,更好地还原了沥青混合料图像的颗粒真实分布,为后续的图像分析奠定基础。     

多源视觉集料动态图像控制系统设计与实现

采用多源视觉技术,从沥青混合料原材料选取级配设计要求进行集料动态图像采集研究,解决了当前沥青混合料生产中集料级配检测过程滞后、工序复杂、不能实时的监控问题。针对生产现场多料仓集料图像并行实时检测要求,设计了大功率LED光源结合以太网面阵相机多源视觉动态图像采集控制系统。设计了电动分料抽样采集装置、基于PLC的多轴无线运动控制系统、自适应千兆以太网交换机配合光纤收发器的动态图像数据传输系统,解决了多通道数据采集和实时快捷数据存储的可靠性问题,实现了集料动态图像的多相机实时并行采集与处理。试验证明本系统能满足集料级配实时检测精度、可靠性和控制要求。     

沥青黏附性试验的图像分析方法初探

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)进行3种沥青和3种石质集料的黏附性等级检测,利用图像分析软件进行剥落面积定量化研究,认为该法能够更好地定量化评价沥青的黏附性,较传统目测方法更具科学性,减少人为误差.     

沥青混合料CT图像边缘检测算子模板的优选

在沥青混合料微观材料和结构研究中,如何对沥青胶浆和集料进行有效的边缘检测是进行图像分割和二值化的前提,论文分析了沥青混合料试件CT图像边缘检测算子模板选择的原则,可作为进一步沥青混合料微观结构研究的基础。对常用的图像边缘检测算子模板及其特点分别进行了分析,并采用Sobel算子、Prewitt算子、LOG算子和Canny算子对沥青混合料马歇尔试件初始CT扫描图像和经受冻融劈裂后的同一扫描截面CT扫描图像实现边缘检测以进行算子模板的比选。多个不同算子模板的图像边缘检测结果表明,Canny算子运用高斯函数的一阶微分计算梯度,其算法不易受噪声干扰,能检测出真正的弱边缘,因此具有较好的边缘检测性能。Canny算子依据其“非极大值抑制”和形态学连接操作的特征,使提取的边缘十分完整而优于其它算子。     

基于灰度变换的沥青混合料图像增强及分割实现

数字图像技术是提取和描述沥青混合料细观结构的有效途径,可以通过图像增强、图像分割实现集料和其他组分的分离。通过灰度变换方法调整图像的动态灰度范围,便于进行后续的图像分割处理。结合Matlab软件实现图像的灰度变换增强,同时采用代数运算、除噪滤波进行处理,实现了混合料图像的分割处理及边界识别。     

基于机器视觉的隧道衬砌表观病害检测技术研究进展

针对隧道衬砌表观裂缝病害的智能化检测算法问题,梳理了自动检测算法的处理流程,介绍了3种裂缝自动检测的方法:图像处理、传统机器学习、深度学习算法,并分析了3种方法的适用范围及优缺点,重点讨论了深度学习算法,它从根本上改变了裂纹检测的方式,大幅提高了检测性能。对基于分类、目标检测和分割的深度学习神经网络在裂纹检测中的应用进行了综述和比较,展望了该算法在裂缝自动检测的应用前景。     

基于工业CT乳化沥青冷再生混合料细微观结构性能研究

以国内现行的马歇尔击实、静压、振动、轮碾、旋转压实五种成型方式为载体,基于工业CT的无损检测技术和VG软件的三维重构功能对不同成型方式冷再生混合料内部的空级配、空隙等效直径、最可几孔径、空隙形状特征、粗颗粒的颗粒取向以及集料的破损状况等开展了系统研究,并分析给出最可几孔径、集料颗粒取向的数学模型表征以及建立了不同成型方式再生混合料细微观分布特征与力学性能之间的回归关系。研究结果表明:不同成型方式冷再生混合料空级配、最可几孔径之间的差异较为明显,乳化沥青冷再生混合料空隙体积与表面积符合lg V=K*lg S+B双对数线性拟合,将乳化沥青冷再生混合料细微观空隙结构等效为球体只是一种理想状态;不同成型方式乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,成型方式对再生混合料颗粒取向有显著影响,旋转压实、振动两种成型方式与路面芯样粗集料颗粒取向角最接近,而轮碾成型与实际路面碾压条件相差最大。     

一种新型沥青混合料添加剂路用性能研究

本文分析了一种新型改性剂对沥青及沥青混合料的改性机理,通过马歇尔稳定度及流值、车辙动稳定度、残留稳定度比及冻融劈裂后残留强度比等指标,对掺加这种改性剂的沥青混合料路用性能进行了试验研究,并与常规AC-16型沥青混合料进行对比研究,分析了这种改性剂对沥青混合料的改性效果,为改善沥青混合料的路用性能提供一种新的方式。     

基于计算机扫描技术的沥青混合料集料质量均匀性评价

运用 CT（Computer Technology）获得沥青混合料的内部微观结构已成为现阶段研究热点之一,但是现阶段结合沥青混合料的 CT扫描断面图具有的特点进行数字图像系统处理的研究相对较少,而且将其用于区分内部材质的技术目前比较粗糙,无法有效将数字图像处理和混合料无损检测技术结合起来。基于混合高斯模型（GMM）E M算法的基础上,对沥青混合料的集料特性进行分割,进而对细观结构的质量均匀性分析进行判断,最后通过试验深层次探索内部体积组成结构情况。研究结果表明本文采用的混合高斯模型能较好的对 CT扫描断层图片进行处理,通过扇形扫描方法可对沥青混合料集料的分布情况进行判断,进而通过对集料颗粒的面积比进行统计分析,进而评价沥青混合料的集料分布均匀性,本文研究结果可为沥青混合料微观领域研究提供借鉴和参考意义。     

沥青混合料动态模量数值预测方法

为了更好地预测沥青混合料的动态模量,利用工业CT采集数字图像,并与数值模拟技术相结合,从三维细观尺度研究了混合料结构对其性能的影响。首先采用工业CT扫描沥青混合料试件,获取其内部的真实三维细观结构,再开发程序建立沥青混合料的三维数值试样。将沥青混合料中的集料设为弹性体,将沥青砂胶设为粘弹性体,并采用修正的广义Maxwell模型表征,拟合出Prony级数的剪切松弛模量参数,作为有限元的输入参数。最后进行不同温度和频率下的沥青混合料间接拉伸动态模量数值模拟。结果表明:预测值和实测值吻合良好,基于三维细观尺度预测沥青混合料动态模量切实可行;该方法克服了传统沥青混合料数值模拟方法的局限性。     

基于精细化DEM建模的冷再生混合料断裂性能分析

冷再生沥青混合料包含水泥、乳化沥青、旧料等成分，具有材料组成复杂、界面结构多变的特点，其对冷再生混合料的抗裂性能具有显着影响。以冷再生沥青混合料的断裂性能为研究对象，提出一种精细化的数值建模方法，该方法包括细观结构特征精细重构和力学参数精确获取。采用彩色乳化沥青区分材料内部真实组成结构，并经过图像处理和MATLAB程序处理导入离散元（DEM）数值仿真软件中，进行冷再生混合料结构精细化重构；结合SEM原位力学测试方法获取考虑试件尺寸和加载速率影响的沥青砂浆精确力学参数，建立精细化的离散元数值仿真模型；基于精细化建模开展冷再生沥青混合料断裂性能和关键失效机理分析，并通过室内试验进行验证。数值仿真和室内试验结果表明：基于细观结构精细化重构和材料参数精确获取的离散元建模方法可以有效模拟分析冷再生沥青混合料的断裂性能；冷再生混合料的整体断裂特性属于脆性断裂，抗拉强度低的冷再生沥青砂浆是混合料内部的薄弱区域，混合料内部主要断裂界面为冷再生沥青砂浆-骨料界面。提高沥青砂浆黏聚强度和材料内部界面强度可以显著改善冷再生沥青混合料的抗裂性能。     

试用流体力学分析沥青混合料的粒料运动

从粒料运动角度出发,提出用流体力学的研究方法来探讨沥青混合料及其运动,寻求改善沥青混合料离析、提高沥青路面施工效果的方法。突破了从宏观上研究沥青混合料的传统方法,提出以流体力学研究混合料的粒料运动的全新研究方法。     

浅谈Superpave沥青混合料配合比设计的应用

Superpave是美国公路战略研究项目开发的一套全新沥青混合料设计方法。在国内不断得到推广,该设计方法采用了旋转压实成型试件,较好地模拟了路面施工现场沥青混合料的受力情况,体现了现行交通荷载的特点。提出了一套全新的评价沥青胶结料技术性能的方法、标准和混合料体积设计法。在提高路面抗车辙性能方面有显著的效果。本文依据Superpave沥青混合料设计实例对其进行初浅探讨,以期对于沥青路面配合比设计起到积极的借鉴作用。     

基于热物理特性的沥青混合料的研究

为了减少高温车辙病害的产生,提出采用"主动"降低沥青路面温度的方式以降低车辙病害产生的方式。研究分析了沥青混合料及其骨料的热物参数与沥青路面温度的关系。采用Williamson公式和热学导热系数推算公式计算分析骨料热物参数对沥青混合料热物参数的影响,在室内试验中用常功率平面热源法进行验证;应用传热学中一维导热方程和巴勃模型,研究了路面结构热力学材料参数对于沥青路面结构温度的影响。结果表明,在正常的高温条件下,导热系数较小的材料其路面结构内部的温度相对较低。在室外试验中,普通沥青混合料与采用导热系数较小的材料制备的沥青混合料的底层温度相差可达6℃。     

基于MTS压缩试验的热态沥青混合料黏弹塑性模型

利用MTS810材料试验系统,对松散热态SBS改性沥青混合料进行压缩试验,结合现场路面压路机的作用时间,建立了一种热态沥青混合料黏弹塑性本构模型;根据MTS压缩试验的循环试验结果,确定了不同荷载循环过程下沥青混合料的黏弹塑性参数,分析了热态沥青混合料的变形特性。结果表明:MTS压缩试验正确地反映了热态沥青混合料的应力响应特征,为深入研究沥青混合料的热流变性能提供了新的途径。     

维他干法橡胶沥青混合料性能研究

通过对橡胶沥青混合料的介绍，引入维他干法橡胶沥青混合料的概念，并针对维他干法和湿法橡胶沥青混合料分别进行配合比设计及理论分析，同时对橡胶沥青混合料路用性能进行试验研究，结果表明：维他干法橡胶沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等方面均有不同程度的提高。     

生产工艺参数对胶粉改性沥青混合料强度影响的试验研究

选择胶粉改性沥青生产中涉及的搅拌方式、搅拌温度、搅拌时间以及胶粉掺量4个参数,控制3个参数不变,改变另一个参数,采用间接拉伸（IDT）试验研究生产工艺参数对胶粉改性沥青混合料强度的影响,并通过灰色关联方法分析各参数对混合料强度的影响程度。结果表明：高速搅拌方式生产的胶粉改性沥青混合料强度最大,简单搅拌最差;180～200℃生产温度能得到强度较好的混合料;搅拌时间并非越长越好,而是有一个合理的范围,建议选择l～1．5h;从沥青的改性程度和施工和易性考虑,建议胶粉掺量为17．6％～22％;4个工艺参数中,胶粉掺量和搅拌时间是最关键的影响因素,搅拌温度次之,搅拌方式影响不大。     

论沥青路面不均匀性研究

根据沥青路面早期破坏呈现局部破坏的特点，提出解决路面早期破坏问题的研究方法应当针对这种破坏形式的主要原因——沥青混合料的不均匀性进行研究，解决混合料的不均匀问题才是解决水损害和其他早期破坏的关键。并在此基础上分析了沥青路面不均匀现象的形成过程和国外有关的研究情况，提出沥青混合料不均匀研究的问题和方法。