【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路养护，特别是涉及一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法、系统、存储介质和存储设备。
技术介绍
1、透水沥青路面由于空隙率较大，容易受到水分和氧气等外部因素的影响，从而发生早起剥落病害。为缓解这一耐久性不足的问题，研究者提出喷洒预防性养护剂来修复在役排水沥青路面的微损伤并补充沥青膜厚度，达到恢复其抗剥落性能，提升耐久性的目的。预防性养护剂是包括乳化沥青基，再生剂等成分的乳液，其作用机理是通过排水沥青混合料内部孔道渗透到混合料内部，因此如何定量其渗透深度是充分认识该类型材料作用效果的基础，目前存在排水沥青路面表面处理剂渗透深度量化难的问题。
2、利用数字图像处理技术来研究道路工程材料的传质问题是近年来的研究热点。随着各种高精度光源成像方法的发展和普及，获取实时原位的材料内部结构图像方法已然成熟，然而如何从图像中提取有效信息并且和宏观的物理行为进行联系，依旧是研究的难点。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种依据图像空隙率变化来反演渗透深度的计算方法、系统、存储介质和存储设备，为排水沥青路面的这种新型预防性养护工艺施工质量控制和材料优化提供技术支撑。
2、技术方案：本专利技术的一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，包括以下步骤：
3、(1)图像获取及空隙识别
4、扫描获取表面处理剂处置前后排水混合料样本的连续断层灰度图像；图像分割前，应用图像增强和中值滤波算法消除图像亮度不均匀和图像噪声；应
5、(2)空隙率计算
6、依据图像信息，根据公式1和公式2分别计算每张图片的深度位置和空隙率，并根据公式3计算合成空隙率：
7、hi＝p×i (1)
8、
9、
10、式中：
11、hi：第i张图片的深度位置，mm；
12、p：ct扫描的竖向分辨率，mm/图层；
13、vi：第i张图片的空隙率，％；
14、ai：第i张图片的白色区域面积，mm2；
15、asum：样本横截面的面积，mm2；
16、n：断层灰度图像数量；
17、vave：样本合成空隙率，％；
18、(3)渗透深度计算
19、采用公式4进行样本表面处理前后的图像空隙率差值比例k值计算，获取空隙率差值与图像深度位置的关系曲线，提取k值下降到1％时所对应的深度位置，定义该深度位置为渗透深度；
20、
21、式中：
22、ki：深度为hi位置处的图像空隙率差值比例，％；
23、深度为hi位置处表面处理前样本图片的空隙率，％；
24、深度为hi位置处表面处理后样本图片的空隙率，％。
25、进一步的，所述步骤(1)中利用工业级x-ray ct扫描技术获取表面处理剂处置前后排水混合料样本的连续断层灰度图像。
26、进一步的，x-ray ct扫描获取的平面及竖向图像精度均小于0.1mm/pixel。
27、进一步的，样本尺寸直径为100±1mm，高度为40mm到60mm。
28、进一步的，表面处理剂喷洒前，样本合成空隙率vave与体积法测试的样本空隙率的相对误差不大于10％，如果相对误差超过10％，则重新选取阈值进行步骤(1)中的图像分割和空隙识别工作。
29、本专利技术的一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算系统，包括：
30、图像处理单元：用于扫描获取表面处理剂处置前后排水混合料样本的连续断层灰度图像；图像分割前，应用图像增强和中值滤波算法消除图像亮度不均匀和图像噪声；应用阈值法从排水沥青混合料的沥青胶浆和粗集料中区分出空隙；采用图像二值化算法将每张灰度图中的空隙区域定义为白色，其余定义为黑色；
31、空隙率计算单元：用于计算每张图片的深度位置和空隙率并合成空隙率；
32、渗透深度计算单元：用于进行样本表面处理前后的图像空隙率差值比例k值计算，获取空隙率差值与图像深度位置的关系曲线，提取k值下降到1％时所对应的深度位置，定义该深度位置为渗透深度。
33、进一步的，所述空隙率计算单元依据图像信息，根据公式1和公式2分别计算每张图片的深度位置和空隙率，并根据公式3计算合成空隙率：
34、hi＝p×i (1)
35、
36、
37、式中：
38、hi：第i张图片的深度位置，mm；
39、p：ct扫描的竖向分辨率，mm/图层；
40、vi：第i张图片的空隙率，％；
41、ai：第i张图片的白色区域面积，mm2；
42、asum：样本横截面的面积，mm2；
43、n：断层灰度图像数量；
44、vave：样本合成空隙率，％。
45、进一步的，所述渗透深度计算单元采用公式4进行样本表面处理前后的图像空隙率差值比例k值计算，获取空隙率差值与图像深度位置的关系曲线，提取k值下降到1％时所对应的深度位置，定义该深度位置为渗透深度；
46、
47、式中：
48、ki：深度为hi位置处的图像空隙率差值比例，％；
49、深度为hi位置处表面处理前样本图片的空隙率，％；
50、深度为hi位置处表面处理后样本图片的空隙率，％。
51、本专利技术的一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法的步骤。
52、本专利技术的一种存储设备，包括控制器、存储器、存储在所述存储器上并可被所述控制器执行的计算机程序以及用于实现所述控制器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，其中所述计算机程序被所述控制器执行时，实现如上所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法的步骤。
53、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术通过扫描获取排水沥青混合料预防性养护前后的断层扫描图像，利用数字图像处理方法获取喷洒前后排水沥青混合料内部图像空隙率，最后通过比较表面处理前后样本内部图像空隙率的差异来量化表面处理剂的渗透深度。本专利技术计算原理清晰，计算过程简单易行，计算精度高，能够为该类预防性表面养护剂的材料优化及施工质量控制提供准确的、直观的数字化依据。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中利用工业级X-rayCT扫描技术获取表面处理剂处置前后排水混合料样本的连续断层灰度图像。
3.根据权利要求2所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，X-rayCT扫描获取的平面及竖向图像精度均小于0.1mm/pixel。
4.根据权利要求1-3任一项所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，所述样本尺寸直径为100±1mm，高度为40mm到60mm。
5.根据权利要求1所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，表面处理剂喷洒前，样本合成空隙率Vave与体积法测试的样本空隙率的相对误差不大于10％，如果相对误差超过10％，则重新选取阈值进行步骤(1)中的图像分割和空隙识别工作。
6.一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深
8.根据权利要求6所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算系统，其特征在于，所述渗透深度计算单元采用公式4进行样本表面处理前后的图像空隙率差值比例K值计算，获取空隙率差值与图像深度位置的关系曲线，提取K值下降到1％时所对应的深度位置，定义该深度位置为渗透深度；
9.一种存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至5中任一项所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法的步骤。
10.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括控制器、存储器、存储在所述存储器上并可被所述控制器执行的计算机程序以及用于实现所述控制器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，其中所述计算机程序被所述控制器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中利用工业级x-rayct扫描技术获取表面处理剂处置前后排水混合料样本的连续断层灰度图像。
3.根据权利要求2所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，x-rayct扫描获取的平面及竖向图像精度均小于0.1mm/pixel。
4.根据权利要求1-3任一项所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，所述样本尺寸直径为100±1mm，高度为40mm到60mm。
5.根据权利要求1所述的排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算方法，其特征在于，表面处理剂喷洒前，样本合成空隙率vave与体积法测试的样本空隙率的相对误差不大于10％，如果相对误差超过10％，则重新选取阈值进行步骤(1)中的图像分割和空隙识别工作。
6.一种排水沥青路面表面处理剂渗透深度计算系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的排水...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛彤，王浩，朱金才，李亮亮，张璐，狄洋，雍洪宝，何梓健，蒋继望，
申请(专利权)人：淮安市建筑工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。