再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Analysis method of aggregate contact type of recycled aggregate asphalt mixture

【技术实现步骤摘要】
再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法
本专利技术属于道路建筑材料
，特别是一种再生骨料沥青混合料骨料接触类型分析方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。实现本专利技术目的的技术方案为：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，本专利技术具有以下有益效果：第一，本专利技术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，本专利技术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为本专利技术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。其中，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，本专利技术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，其中，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专利技术的实施过程：在本专利技术中，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n(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；/n(20)切割断面图像采集：采集所述切割断面图像；/n(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。/n

【技术特征摘要】
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。


2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，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。


3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，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。


4.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。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇长江，王芸芸，胡皓天，张维嘉，王睿奇，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32