[发明专利]道路集料表观特性测试方法

说明书

技术领域

属于道路工程领域，具体涉及一种道路集料表观特性的检测方法。

背景技术

在道路工程领域，集料的表观特性，包括形状指数、纹理指数以及棱角性指数等对于集料与沥青的粘附性能、沥青混合料的耐久性以及力学性能等方面有较大影响，因此，准确的测试集料表观特性能够优化集料的加工工艺与控制指标。

现阶段我国规范对于集料主要规定了他的物理力学性能指标，对于表观特性指标并未作明确规定，且缺乏合理有效的测试集料表观特性指标的方法，因此，现阶段需要一种快速、全面、精准的集料表观特性测试方法，以控制集料的生产加工品质，全面提升沥青混合料的路用性能。

发明内容

本发明目的在于提供了一种集料表观特性测试方法，可以有效克服传统间接法无法表征单颗集料特征、直接法工作量大、耗时长等不足，快速、全面、精确测试集料表观特性。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

道路集料表观特性检测方法，包括以下步骤：

1)将待测集料清洗干净，烘干后置于密封的干燥箱中冷却；

2)通过集料图像测试系统(AIMS)对集料在高倍率照相机下成像；

3)集料表观特性的计算：

计算球度指数SP表征集料的三维形状：

其中：d_s、d_M、d_L分别为集料最短方向的尺寸，中间方向的尺寸以及最长方向的尺寸；

计算集料棱角性指数GA表征集料大小以及轮廓变化特征：

其中：n为集料轮廓线上采集的点数；i为集料轮廓线上采集的第i个点；θ为点的倾斜角；

采集单颗集料的图像，将图像分解，分别在横向、纵向、竖向三个图像中计算既定分解度下三个方向的小波系数；计算集料的纹理指数TX表征集料表面纹理：

其中：D为既定解度下的图像分解方程，N是单个图像中小波系数的总数，j是小波系数指数，j是小波系数指数，(x,y)为小波系数在变换域的坐标。

按上述方案，所述倾斜角θ按以下方法得来：

利用Soble算子对图形的水平方向的梯度向量G_x以及竖直方向的梯度向量G_y进行测试，通过这两个参数对待测点处的倾斜角进行计算，计算公式如下：

利用上述道路集料表观特性检测方法的集料制备方法，还包括以下步骤：

通过上述道路集料表观特性检测方法，结合应用性能表征，确定集料最佳球度指数SP、棱角性指数GA、纹理指数TX；制备得到具有最佳表观特性的集料。

本发明相对于现有技术有益效果如下：

所提出的新方法测试集料表观特性均由仪器得到，有效避免了间接测试法和直接测试法由于测试人员主观因素而产生的误差，同时也节约了测试人员的时间，极大的提高了测试效率；

所提出的新方法基于集料图像成像系统(AIMS)，通过对集料颗粒的二维和三维的形状特征、表面的纹理等特征进行详细的、全面的描述，通过采集集料表观的各项数据，定量的描述了集料的各项表观特性，有效的弥补了传统测试法测试方法单一、测试结果不够全面、测试过程耗时长等缺陷，可直接、快速、全面的测试单颗集料的表观特性。

采用集料图像成像系统对集料的表观特性进行测量，从测试方法的合理性、测试结果的准确性、测试速度上较现有方法具有显著提高。

具体实施方式

以下实施例进一步阐述本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

对集料进行不同次数洛杉矶磨耗：

不同的集料由于岩性、所含成分以及破碎程度不同，所表现出来的表观特性也是不一样的。为了尽可能的控制变量，采用同一采石场生产的同种集料进行试验，通过对集料分别进行500次、1000次的洛杉矶磨耗试验来改变其表观特性。为了避免在磨耗过程中再次发生破碎，在磨耗过程中不放置钢球，仅仅通过集料与集料之间的打磨来实现改变集料表观特性的目的。

由于在磨耗过程中，由于集料与集料、集料与洛杉矶磨耗仪之间的碰撞与摩擦，会有部分集料被磨成石屑。因此，应该对磨耗后的集料再次进行筛分，确保磨耗前与磨耗后的集料样本级配大致相同。并将集料清洗干净，烘干后放入密闭的干燥箱中冷却至室温。

采用集料图像成像系统测量集料的各项参数并计算各项指标：