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基于图像处理的沥青混合料配合比验证研究 （长沙理工大学 交通运输工学院 湖南长沙 410076） 摘要：利用数字图像处理技术开发的“智能筛分系统”对生产过程，提出图像获取系统方案，获图像并采用中值滤波、及数字形态学方法进行、，根据计算为提供依据。 关键词：沥青混合料；数字图像处理；智能筛分系统；配合比 0、引言 如今迅速发展和日臻完善的数字图像处理技术已经成为各领域有力的技术工具。以其速度快，精度高，功能丰富的特点而备受青睐，已在很多科学领域得到了广泛应用，极大地促进了相关学科的发展。在道路工程领域沥青混合料配合比验证，沥青混合料试件经压实成型后，通常用目测的方法经验地判断其级配和颗粒排布的大概情况。如果要准确的量化测得集料的级配，通常要用抽提筛分试验，不仅耗时、耗力、耗资，而且抽提的化学试液与燃烧的烟尘对环境产生较大的污染，对实验人员的健康也造成一定的损害，而对颗粒的排布情况目前则是很难做到量化分析，不能够及时的对路面状况作出评价，指导生产。为此，本项目将根据沥青混合料配合比设计试验，利用图像处理技术，以MATLAB(Matrix Laboratory)为研究开发平台利用图像处理技术，通过对数字图像的分析处理，通过开发沥青混合料配合比智能识别软件，实现沥青混合料配合比的快速智能验证，从而解决现有试验方法存在的缺点。本项目的研究对沥青路面施工质量控制，具有重要的理论和实际意义及工程应用价值。 1、试验 1.1 原材料与试件制作 1.1.1选择材料： 集料粗、细集料均采用广东珠海洪达石场生产的花岗岩（2.36～4.75mm档为肉红色花岗岩），集料性质均符合《公路工程集料试验规程》（JTJ058－2000）的要求。 填料采用广东省海丰县石灰厂的消石灰和龙门县恒锋石灰粉厂的矿粉。填料性质均符合《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)的要求。 沥青采用埃索A级70号沥青，各项指标均符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－2000）的要求。 1.1.2制作马歇尔试件： 参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中表面层AC-13C配合比的级配和油石比范围及关键影响因素，确保沥青混合料的级配为统一的标准级配，便于进行试验结果的对比和验证，确定了沥青混合料统一采用的级配是AC-13C级配，见表2.4。将各档料用各个筛依次进行筛分，然后合成，并加入1%的矿粉和2%的消石灰，其合成级配见表1可以看出，合成级配都较为接近级配中值，在级配范围内。 油石比为4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%分别做六组试件，其中三组用来检测常规指标一保证该配合比下沥青混合料各项指标符合规范要求（如表2所示），另外三组分别对每个试件取两个不同的断面用来获取数字图像。 表1 沥青混合料AC-13C 筛孔(mm) 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 集料(97%) 100 97.4 74.3 50 33.0 22 17.5 11.3 5.7 3.3 矿粉(1%) 100 100 100 100 100 100 100 100 99.8 93.6 消石灰(2%) 100 100 100 100 100 100 100 99.9 99.5 95.3 合成级配 100 97.5 75.1 51.5 35.0 24.3 20.0 14.0 8.5 6 级配上限 100 100 76 54 40 32 25 19 12 8 级配中值 100 97.5 71 46 35 27 20 14 8.5 6 级配下限 100 95 66 38 30 22 15 9 5 4 表2 AC-13C普通沥青混合料马歇尔试验结果 油石比（%） 技术性质 沥青用量(%) 沥青混合料最大理论密度 沥青混合料毛体积密度 空隙率VV(%) 矿料间隙率VMA(%) 沥青饱和度VFA(%) 稳定度(kN) 流值(mm) 4 3.8 2.531 2.366 6.5 14.8 56.0 8.32 2.48 4.5 4.3 2.516 2.385 5.2 14.6 64.3 8.54 2.64 5.0 4.8 2.499 2.406 3.7 14.2 73.8 9.24 2.87 5.5 5.2 2.482 2.438 1.8 13.8 87.2 9.73 2.75 6.0 3.8 2.445 2.430 0.6 14.3 95.7 9.28 3.12 1.2马歇尔试件切片、图像提取及处理 试件切片（如图1所示）也是一个重要的过程，由于试件的尺寸较小，沥青胶浆的粘附性能有限很容易出现