[发明专利]一种沥青混合料集料分布状态评价方法

摘要

本发明公开了一种沥青混合料集料分布状态评价方法，该方法首先利用工业CT机或数码相机获取现场芯样或室内成型圆柱形试件的截面图像，并将图像转化为BMP格式的黑白图像；由该黑白图像得到沥青混合料截面图像中每个集料颗粒的信息；分别就混合料中各档集料的位置分布、数量分布、长轴方位角分布三个方面定量评价混合料集料分布状态；以一组平行截面上混合料集料分布状态表征这一方向上混合料集料分布状态，最终，沥青混合料集料分布状态通过集料水平方向和竖直方向的分布状态进行整体定量评价。集料分布状态总体评价指标越小，对应的沥青混合料集料分布状态就越好；反之，则沥青混合料集料分布状态就越差。

主权项

1.一种沥青混合料集料分布状态或均匀性的定量评价方法具体为：室内成型或现场取样提供分析所需的沥青混合料圆柱形试件；通过工业CT机或数码相机采集沥青混合料试件的截面图像，运用后者时，沥青混合料试件需先经锯齿切割机切割；将截面图像转化为BMP格式的黑白图像。对该BMP格式的黑白图像进行图像分析，得到沥青混合料截面图像中每个集料颗粒的信息，所述集料颗粒的信息包括颗粒粒径、周长、面积、等效直径、长轴短轴坐标、质心位置坐标等。获取上述混合料截面上的集料颗粒信息以后，就混合料中各档集料的位置分布、数量分布、长轴方位角分布三个方面定量评价混合料截面上的集料分布状态。 截面上各档集料的位置分布状态通过该档集料的重心与该截面几何中心的距离偏差率来衡量；所述计算公式如下： 集料重心与几何中心的距离偏差：把距离偏差S转换成量纲为一的r：r_i=S_i/R 式中：分别为第i档集料的重心坐标；i为集料的筛孔尺寸（方孔筛）；x_in，y_in分别为第i档集料中第n个颗粒的质心坐标位置； N_i为第i档集料中颗粒的总数； S_i为截面上第i档集料的重心与几何中心的距离偏差； x_PC，y_PC为截面的几何中心的横坐标和纵坐标； r_i为截面上第i档集料的重心与几何中心的距离偏差率； R为几何中心到截面边缘的距离。 将截面对称划分为四等分区域，分别统计各区域该档集料数目，利用下式分别计算各档集料颗粒在各区域里的数目分布情况： （1）若N_1i=N_3i，N_2i=N_4i，则 N_1i≠0，N_2i≠0N_1i=0或N_2i=0（2）若N_1i≠N_3i，N_2i≠N_4i，则 当N_1i=N_3i=0或N_2i=N_4i=0时，其他情况下，c=1。 式中：N_1i，N_2i，N_3i，N_4i分别为第i档集料在四块区域里的分布数量； t_i为第i档集料在四块区域里的数量分布状况参数； λ为待定系数，一般取0.1； N_i为第i档集料中颗粒的总数。 分别计算截面上四个区域里各挡集料长轴方位角的均值，以此代表该区域该档集料方位角的主方向，计算相邻及相对区域主方向的位置关系作为评价集料长轴方位角分布状态。集料方位角分布状态好，则截面上相邻区域内集料主方向垂直和相对区域内集料主方向对称。分为两种情况，所述计算公式如下： （3）若N_i>0，则 对于一、三区域： 1）若2）若3）若4）若对于二、四区域： 1）若2）若3）若4）若对于一、二区域： 1）若2）若3）若4）若S_i=S_13i+S_24i+S_12i（4）若N_i=0，S_i=0； 式中：分别为第i档集料在四块区域里的方位角的平均数，即方位角的主方向，S_1i，S_2i，S_3i，S_4i分别为第i档集料在四块区域里的方位角总和； N_1i，N_2i，N_3i，N_4i分别为第i档集料在四块区域里的分布数量； S_13i，S_24i，S_12i分别为第i档集料在一、三区域，二、四区域和一、二区域方位角分布的评价指数； S_i为第i档集料方位角分布的评价指标； 截面上集料的分布状态指标为： d=η×∑k_i×(r_i+t_i+s_i) 式中：d为沥青混合料中集料的分布状态指标； η为与级配相关的一待定系数； k_i为截面上第i档集料的面积比，k_i=a_i/a； a_i为截面上的第i档集料的总面积，； a为截面上各档集料的总面积； r_i为截面上第i档集料的重心与几何中心的距离偏差率； t_i为第i档集料在四块区域里的数量分布状况参数； s_i为第i档集料方位角分布的评价指数； 以一组平行截面上混合料集料分布状态表征这一方向上混合料集料分布状态。沥青混合料集料分布状态通过集料水平方向和竖直方向分布状态进行综合定量评价。计算公式如下： D=αd_h+βd_v式中：D为沥青混合料中集料整体分布状况评价指标； α，β分别为水平方向和竖直方向上的集料分布对沥青混合料中集料整体分布的权重； d_h，d_v分别为沥青混合料中集料在水平方向上和垂直方向上的分布状态指标。 d_h=∑γ_h(i-i)×d_h(i-i) d_v=∑γ_v(i-i)×d_v(i-i) 式中，γ_h(i-i)，γ_v(i-i)分别为水平和垂直方向第i个截面上集料分布对混合料中集料整体分布状态的影响系数； d_h(i-i)，d_v(i-i)分别为水平和垂直方向第i个截面上沥青混合料中集料分布状态指数。集料整体分布状态指标D越小，对应的沥青混合料集料分布状态就越好；反之，则沥青混合料集料分布状态就越差。