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沥青混合料粗集料尺寸数字化控制检测技术研究
| 论文题名： | 沥青混合料粗集料尺寸数字化控制检测技术研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;粗集料尺寸;数字化检测;图像处理;路用性能 |
| 摘要： | 粗集料颗粒尺寸是构成沥青混合料骨架结构的关键因素，将影响沥青和集料颗粒之间的作用效果，从而直接影响到沥青混合料的和易性、抗剪强度、抗拉强度、抗疲劳强度、刚度等，并对沥青混合料的路用性能产生重大影响。测量粗集料颗粒的尺寸一般用来判断该集料是否为针片状的集料颗粒。由于针片状集料颗粒非常容易被压碎，会降低混合料的各种特性。现阶段测量方法为游标卡尺法，均为人工测量，受人为主观因素影响较大，易造成误差。缺乏更加快速便捷且可追溯集料尺寸数据的检测手段。 本文基于数字图像处理技术实现对传送带上堆叠粗集料颗粒的面层轮廓提取；并通过验证粗集料尺寸对各类沥青混合料的性能影响程度，应用拟合椭圆及形状因子判断颗粒尺寸及针片状含量；分析图像采集中的关键影响因素，结合设计开发粗集料尺寸控制检测系统；并设定了基于该系统的采样标准；最终实现粗集料尺寸的快速检测。本文的主要研究内容与结论如下： （1）基于数字图像处理技术，通过粗集料图像预处理优化粗集料轮廓信息。应用阈值分割与形态学相结合实现粗集料图像面层颗粒初步分离。采用分水岭算法分割粘连颗粒后进行二次面积过滤实现对下层颗粒及阴影部分的完整分割。最终，通过凸壳理论对粗集料颗粒进行轮廓重建，提取粗集料图像面层颗粒轮廓。 （2）试验验证粗集料尺寸对各类沥青混合料的水稳定性、高温稳定性等性能影响程度。运用最小二乘法对粗集料颗粒轮廓进行椭圆拟合，结合人工测量对比分析尺寸误差，验证数字图像处理技术提取粗集料颗粒尺寸完整性。采用形状因子作为颗粒形状判断依据，结合现有检测方法试验对比分析，验证形状因子对各颗粒形状检测准确性。 （3）通过不同速度的传送带模拟及面层颗粒识别数量统计，设定传送带速度上限和面层颗粒识别率功能，减少传送带运动对图像采集的影响；对不同时段光照强度下识别颗粒尺寸对比分析，验证图像采集中的抗光照干扰能力。 （4）基于MATLAB软件GUI用户界面平台，将面层颗粒轮廓提取算法及颗粒尺寸判断依据转化为程序语言，结合图像采集影响因素，设计开发粗集料尺寸数字化控制检测系统；结合现有规范验证了该系统的准确性，并对实际工程采集图像样本量与人工采样检测结果对比分析，设定图像采样标准。 |
| 作者： | 简懿 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李志勇 |
| 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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