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原文传递一种再生沥青混合料均匀性评价方法

专利名称：	一种再生沥青混合料均匀性评价方法
摘要：	本发明公开了一种再生沥青混合料均匀性评价的方法，所述方法采用三个均匀性评价指标，分别为：基于等面积环扇划分的集料分布均匀性评价；基于颗粒位置与面积的新集料分布均匀性评价；基于截面空隙率的孔隙分布均匀性评价。与常用的沥青混凝土均匀性评价指标相比，本发明的再生沥青混合料均匀性评价方法从新旧集料、新集料和孔隙三个角度评价了其均匀性，准确性高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	长沙理工大学
发明人：	李雪连;陈宇亮;吕新潮;叶峻宏;崔之靖;郭甲林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910535016.5
公开号：	CN110208266A
代理机构：	长沙市融智专利事务所(普通合伙)
代理人：	谢浪
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号
主权项：	1.一种再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：再生沥青混合料试件的制备； S2：采用横截面分层剖切取样； S3：采集步骤S2切取的试样横截面图像； S4：对步骤S3中试样横截面图像进行处理，分别获得新旧集料、新集料以及孔隙在其横截面上的分布二值图； S5：将分布二值图沿圆周方向分割为一系列依次连接且面积相等的扇形区域，将各扇形区域沿径向分割为一系列依次连接且面积相等的子区域，并计算每个子区域中新旧集料、新集料以及孔隙的面积； S6：基于均匀性评价指标分析新旧集料、新集料以及孔隙在试件中的分布均匀性。 2.根据权利要求1所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于，基于颗粒位置与面积的新集料分布均匀性评价过程如下：以集料颗粒质心位置作为研究对象，根据颗粒数量，计算在理想均匀分布时，各个颗粒在径向和环向上的距离以及它们的位置；根据实际颗粒位置与理想颗粒位置差值作为颗粒偏离度Δ；式中：ΔTe、ΔRe—各集料位置与理想分布位置偏离度； Te、Re—各集料位置的极坐标； Te0、Re0—是各集料理想位置的极坐标； N—集料个数。考虑到大粒径颗粒对均匀性影响比小粒径颗粒更大，引入权重系数，把各颗粒面积占总颗粒面积比作为权重，以偏离度Δ的加权平均值作为横截面新集料各方向的不均匀度；分别计算环向不均匀度HTk、径向不均匀度HRk，以平均值作为截面的均匀性指标Hk；计算见下式： HTk＝∑ΔTe×Pe HRk＝∑ΔRe×Pe 式中：Ae—各集料颗粒的面积； A—截面总面积； Pe—权重系数，即各集料集料面积占截面总面积的比例； HTk、HRk—环向、径向不均匀度； Hk—横截面的均匀性指标；用各截面均匀性指标的均值来反映试件的均匀性；试件的新集料分布不均匀系数H，计算见下式：式中：Hk—横截面k的新集料均匀性指标； H—试件的新集料不均匀系数； m—试件的横截面数量。 3.根据权利要求2所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：新旧集料分布均匀性采用如下模型进行评价：其中：式中：D—试件的集料不均匀系数； m—试件的横截面数量； Aij—扇形区域j对应的子区域i中新旧集料面积； A—横截面面积； n—横截面上子区域的数量； Fij—扇形区域j对应的子区域i上新旧集料面积比(％)； —各个子区域新旧集料面积比平均值； S—截面新旧集料面积比标准差(％)； Dk—截面集料不均匀指标。 4.根据权利要求3所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于，基于截面空隙率的孔隙分布均匀性评价过程如下：试件各截面空隙率的标准差反映试件截面空隙率的离散程度，即不均匀程度，也一定程度代表了试件空隙分布的不均匀程度，同时，为了让不同试件孔隙分布均匀性也能互相比较，使用离散系数＝标准差/均值，来评价沥青混凝土中孔隙分布的均匀程度，把该离散系数叫做孔隙分布不均匀系数K，K越小，试件孔隙分布越均匀。计算过程见下式：截面空隙率Vk的计算，见下式：式中：Ak—截面空隙所占的总面积； A—截面总面积； Vk—截面空隙率。式中：Vk—试件各横截面的空隙率； m—试件总的横截面数量； —试件各横截面空隙率的平均值； Sv—试件各横截面空隙率的标准差； K—试件孔隙分布不均匀系数。 5.根据权利要求1所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：试件按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)制作；试件切割时，切割时速度应该尽量慢，并注意保证切面水平，横截面数量尽量多原则。 6.根据权利要求1所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：通过图像修剪、图像灰度化、图像增强、图像分割和图像后处理，获得新旧集料、新集料以及孔隙在其横截面上的分布二值图。 7.根据权利要求6所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：对再生沥青混凝土试件截面的灰度图像进行简单阈值分割获得孔隙信息，并通过MATLAB中的bwareaopen函数去噪。 8.根据权利要求6所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：采用OTSU法提取再生沥青混合料的集料信息，并应用孔洞填充和形态学处理两个方法对提取的集料数字图像进行后处理。 9.根据权利要求6所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：采用双峰阈值的方法提取再生沥青混合料的新集料信息，并采用MATLAB中的孔洞填充和形态学工具，对图像进行后处理。 10.根据权利要求1所述的再生沥青混合料均匀性评价方法，其特征在于：试样横截面图像采用数码相机采集。
所属类别：	发明专利