一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法技术

本发明专利技术公开了一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，包括以下步骤：S1，制备乳化沥青冷再生混合料样本并进行单通道蒸发养生；S2，利用工业级X

【技术实现步骤摘要】
一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，更具体涉及一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法。

技术介绍

[0002]乳化沥青冷再生技术可100％回收旧沥青路面材料，是一种沥青路面绿色大中修技术。不同于传统的热拌沥青路面，冷再生路面由于添加了乳化沥青和水分，其强度形成需要较长的养生时间。养生过程中，材料内部的水分会不断迁移蒸发，导致其内部空隙结构持续发育。大量试验和工程实践表明，乳化沥青冷再生混合料的强度特征与路用性能和其内部空隙结构的发育情况息息相关。因此，有必要对乳化沥青冷再生混合料养生期内空隙结构的发展过程进行量化表征。现阶段，传统表征方法主要是通过宏观空隙率的测试来量化材料内部空隙结构的整体变化，但是考虑到材料内部的不均匀特性，单个空隙率数值并不能很好地代表空隙结构的变化趋势，有必要从微细观的角度深入挖掘空隙结构特征的发育情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于公开一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，结合两次X
‑
ray CT扫描技术，捕捉乳化沥青冷再生混合料养生前后的连续断层图像，通过图像运算识别养生期内空隙结构的分布变化，量化表征空隙结构的发育特征，为乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育的微细观表征提供技术支撑。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，包括以下步骤：
[0005]S1，制备乳化沥青冷再生混合料样本并进行单通道蒸发养生；
[0006]S2，利用工业级X
‑
ray CT扫描技术采集养生初期和养生末期乳化沥青冷再生混合料样本的连续断层灰度图像；
[0007]S3，利用数字图像处理技术对养生初期和养生末期的样本深度方向的空隙区域进行识别，并进行三维模型计算，获得养生初期和末期乳化沥青冷再生混合料样本整体空隙率、空隙数量以及每个空隙的体积；
[0008]S4，通过比较养生初期和末期的空隙参数变化，量化乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育状况。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述S4步骤中，将所有空隙按照体积大小进行分区间统计汇总，统计养生初期和养生末期的样本空隙在不同体积大小区间内数量所占的百分比以及相应区间空隙体积和所占百分比；
[0010]通过比较不同体积大小区间百分比的变化值表征养生期空隙结构发育情况。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述S3步骤中的三维模型计算包括以下步骤：
[0012]区间统计方法需先确定计算所得的空隙体积最大值为V
max
；从小到大定义三个空
隙大小区间分别是微区间V1：0
‑
1mm3，中空隙区间V2：1
‑
200mm3，大空隙区间V3：200
‑
V
max
mm3；
[0013]计算样本养生初期和养生末期的空隙率变化值A
e
，空隙数量变化值N
e
和平均空隙体积变化值V
e
，计算方法如公式1至3所示；
[0014]A
e
＝A
t
‑
A
o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0015]N
e
＝N
t
‑
N
o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0016][0017]式中：A
e
——空隙率变化值；
[0018]N
e
——空隙数量变化值；
[0019]V
e
——平均空隙体积变化值；
[0020]A
t
、N
t
——养生末期的空隙率、空隙数量；
[0021]A
o
、A
o
——养生初期的空隙率、空隙数量；
[0022]V
tk
——养生末期每个空隙的体积；
[0023]V
ok
——养生初期每个空隙的体积；
[0024]养生期空隙结构发育情况采用空隙数量变化百分比P
iN
和空隙体积变化百分比P
iV
来表征，计算方法如公式4至5所示；
[0025][0026][0027]式中：——空隙数量变化百分比；
[0028]——空隙体积变化百分比；
[0029]N
ti
——养生末期Vi体积区间内的空隙数量；
[0030]N
oi
——养生初期Vi体积区间内的空隙数量；
[0031]V
ti
——养生末期Vi体积区间内的单个空隙体积；
[0032]V
oi
——养生初期Vi体积区间内的单个空隙体积；
[0033]i——取值为1、2、3，分别指代不同的空隙区间V1、V2、V3。
[0034]作为本专利技术的进一步改进，所述S1步骤中，采用防水布对乳化沥青冷再生样本进行裹覆处理，保留试件上表面与空气接触。
[0035]作为本专利技术的进一步改进，所述S3步骤中的数字图像处理技术包括图像增强、滤波和分割算法消除图像噪声，识别图像中的空隙区域。
[0036]作为本专利技术的进一步改进，所述防水布为铁氟龙材质。
[0037]作为本专利技术的进一步改进，所述S2步骤中的X
‑
ray CT扫描测试获取的平面及竖向图像精度均宜小于0.1mm/pixel，养生初期时长需小于1h，养生末期时长需大于14天。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，和传统乳化沥青冷再生样本室内养生方法相比，本专利技术采用的单通道蒸发养生方法可较好地模拟现场养生过程，为获取符合现场环境条件下乳化沥青冷再生混合料空隙结构发育过程提供技术支撑；
[0039]和传统X
‑
ray CT扫描获取单个时间点材料内部空隙结构相比，本专利技术通过两次X
‑
ray CT扫描获取乳化沥青冷再生混合料养生前后的连续断层图像，通过数字图像处理和形态学运算方法识别养生期前后空隙结构分布、量化空隙微细观形态，对比养生前后空隙结构指标，数字化表征养生期空隙结构发育特征，实现空隙结构发育过程微细观尺度精细化表征的目标；
[0040]和传统计算材料内部空隙率指标相比，本专利技术通过分析养生前后乳化沥青冷再生混合料内部空隙结构的微细观参数，提出一套能够量化表征空隙结构形态变化的数字化表征指标体系，实现乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育过程的精细化评价。
附图说明
[0041]图1为本专利技术一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法中图像分析和空隙识别流程；
[0042]图2为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，制备乳化沥青冷再生混合料样本并进行单通道蒸发养生；S2，利用工业级X
‑
ray CT扫描技术采集养生初期和养生末期乳化沥青冷再生混合料样本的连续断层灰度图像；S3，利用数字图像处理技术对养生初期和养生末期的样本深度方向的空隙区域进行识别，并进行三维模型计算，获得养生初期和末期乳化沥青冷再生混合料样本整体空隙率、空隙数量以及每个空隙的体积；S4，通过比较养生初期和末期的空隙参数变化，量化乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育状况。2.根据权利要求1所述的一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，其特征在于，所述S4步骤中，将所有空隙按照体积大小进行分区间统计汇总，统计养生初期和养生末期的样本空隙在不同体积大小区间内数量所占的百分比以及相应区间空隙体积和所占百分比；通过比较不同体积大小区间百分比的变化值表征养生期空隙结构发育情况。3.根据权利要求2所述的一种乳化沥青冷再生混合料养生期空隙结构发育表征方法，其特征在于，所述S3步骤中的三维模型计算包括以下步骤：区间统计方法需先确定计算所得的空隙体积最大值为V
max
；从小到大定义三个空隙大小区间分别是微区间V1：0
‑
1mm3，中空隙区间V2：1
‑
200mm3，大空隙区间V3：200
‑
V
max
mm3；计算样本养生初期和养生末期的空隙率变化值A
e
，空隙数量变化值N
e
和平均空隙体积变化值V
e
，计算方法如公式1至3所示；A
e
＝A
t
‑
A
o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)N
e
＝N
t
‑
N
o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋继望，赵子力，倪富健，王敬凌，郑俊秋，陈胜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：