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集料形状快速检测技术及形状对混合料性能影响研究
| 论文题名： | 集料形状快速检测技术及形状对混合料性能影响研究 |
| 关键词： | 道路建筑材料;沥青混合料;集料形状;快速检测;路用性能 |
| 摘要： | 目前针对粗集料形状质量的控制仍采用手工测量来评估单颗集料形状，准确度受人为主观因素影响较大。同时高效、精准的数字图像处理技术在国内外逐渐应用至道路工程领域并取得一定成果。为实现拌合站传送带上堆叠粗集料的快速检测，本文基于数字图像处理技术对粗集料形状轮廓进行分析，量化了粗集料的形状质量并提出评价标准，进而对集料形状与沥青混合料性能之间的关系展开了试验研究。 本文以拌合站传送带上堆叠粗集料为对象，研究堆集料数字图像的采集方法及处理技术，利用MATLAB软件编写了集料轮廓识别处理程序，包含集料图像预处理、分割表层粗集料、形态学处理、基于扩展极大值变换的分水岭分割以及最小凸壳算法等，实现了对表层堆叠集料轮廓的识别与参数提取。 根据堆叠集料数字图像轮廓识别结果，本文提出了集料整体形状质量的评价标准。首先依据针片状粗集料的定义，提出了将形状因子作为单颗集料形状的评价指标，并且依据形状因子的识别结果将粗集料形状划分为方形、扁长形以及针片状三个等级；进而提出了以粗集料形状因子与理想状态下形状因子的标准差σk作为衡量整体集料形状质量的指标。 通过对不同形状质量的粗集料进行变击实次数击实试验、马歇尔稳定度试验、冻融循环试验、车辙试验、小梁弯曲试验以及四点弯曲试验，研究集料形状对沥青混合料压实特性、抗水损害能力、高温稳定性、低温抗裂性以及耐疲劳性能的影响。试验结果表明随着集料σk增加，压实度、水稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性均呈现下降的趋势，并且随着σk继续增加下降速度加快。随着集料σk增加，高温稳定性呈现先上升后降低的趋势，随着σk继续增加，高温稳定性下降速度加快。集料形状质量变差对低温抗裂性能的影响程度最高，形状质量为良级时已不满足规范要求最低值，而对高温稳定性的影响程度最低，集料形状质量为差级时依然大于规范要求最低值。 为实现拌合站传送带上堆叠集料的实时快速检测，本文采用LabVIEW与MATLAB联合编程的方法，利用LabVIEW中的MATLAB接口直接调用已有程序，建立了堆叠集料的快速检测及评价系统，并具有良好的可靠性。 |
| 作者： | 彭禹铭 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 梁乃兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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