基于圖像處理的瀝青混合料油石比識別方法研究.pdf

1、瀝青混合料油石比的檢測是瀝青路面施工質量控制和性能評價的重要檢測手段，為此，針對常用的油石比檢測方法存在費時費力、精度較低、污染環(huán)境和危害人體健康等問題，本文基于圖像處理技術，對瀝青混合料油石比和空隙率的圖像識別方法進行研究。
　　(1)選取集料、結合料和級配不同的5種瀝青混合料:上面層1＃SBS改性AC-13C、中面層2＃SBS改性和3＃普通AC-20C、下面層4＃和5＃普通AC-25C，采用馬歇爾試驗法分別進行了各瀝青混合料的

2、配合比設計，確定了相應的最佳油石比，分別為5.1％、4.4％、4.3％、3.6％和3.6％。通過車轍、凍融劈裂、浸水馬歇爾、低溫彎曲和構造深度等性能試驗，驗證了各瀝青混合料配合比設計結果的合理性。
　　(2)對各瀝青混合料按不同油石比擊實成型標準馬歇爾試件，對試件進行水平切割，獲取多個切面，并采用數(shù)碼相機拍攝了瀝青混合料各切面的多張數(shù)字照片;據(jù)此采用閾值分割法進行了圖像分割，并經(jīng)圖像去噪、裁剪等處理，提取出以試件中心為中心的900

3、×900像素的矩形瀝青混合料切面圖像。
　　(3)對提取的圖像進行灰度化處理，分析獲得了切面圖像灰度頻率分布曲線。結果表明，灰度頻率分布曲線具有典型的雙峰性質，且這種“雙峰一谷”的性質與混合料的種類無關;左峰半枝曲線隨著瀝青混合料油石比的增大，逐漸從尖削變成飽滿，所跨的灰度值范圍逐漸變大，而最左側的低矮臺階隨著油石比的增大逐漸消失。因此，左峰半枝曲線可以反映油石比的大小，而低矮臺階與空隙率大小有關。
　　(4)通過擬合左半枝

4、灰度頻率曲線，確定了合理的瀝青和空隙的灰度范圍，分別計算5種瀝青混合料不同油石比下多張圖像的識別值。結果表明，灰度頻率分布曲線的左峰半枝曲線可以視為加權的雙正態(tài)分布概率密度函數(shù)曲線的疊加，兩者間的復相關系數(shù)達到0.99;相應得到的識別瀝青面積比及空隙面積比分別與實際油石比及實際空隙率之間均存在著顯著的線性相關性，相關系數(shù)均超過0.9，但不同瀝青混合料的線性關系不同;據(jù)此通過相關關系驗證了圖像識別結果，其與實際數(shù)據(jù)之間的絕對誤差一般在±0