[发明专利]改性沥青中SBS改性剂溶胀直径均值的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程用SBS改性沥青的微观结构量化分析领域，具体涉及一种改性沥青中SBS改性剂溶胀直径均值的测试方法。

背景技术

SBS是苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物，它独特的结构可改善沥青的韧性和软化点。国内外对于SBS改性沥青的改性机理、技术性能、生产工艺等已开展广泛深入的研究，并取得了丰硕成果和相对成熟技术。目前，SBS改性沥青在我国公路路面建设中已得到广泛应用。SBS改性剂经过胶体磨剪切之后成为微米级小颗粒，在高熔融状态下吸收基质沥青中轻质组分溶胀，溶胀后的颗粒在界面作用力下交联在一起形成分散大颗粒、线性、三维网络结构、单相连续结构等。经过大量的理论及实践研究发现，SBS改性剂溶胀之后在当形成三维网络结构时使得SBS改性沥青混合料路面表现出较好的路用性能，并在现阶段的高等级公路中得到大量的应用。SBS改性剂对基质沥青改性作用主要与为基质沥青与SBS改性剂的配伍性、SBS改性剂掺量及加工质量、改性沥青制备工艺有关，其中SBS改性剂的加工及溶胀后的形态与SBS改性沥青生产质量具有很强的相关性。在SBS改性沥青中，SBS改性剂在基质沥青中溶胀良好则普遍具有较好的改性性能。而发育良好的SBS改性剂不仅能大幅提高改性沥青的技术性能，还能在一定程度上减少SBS改性剂掺量并降低工程造价。

目前，现行针对SBS改性沥青质量控制与评价依据《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40‐2004，其中对SBS改性剂经剪切加工之后在沥青中溶胀发育的程度并没有要求，国内也没有相应的快速、准确的检测方法。在当下SBS改性沥青生产种类繁多、生产质量参差不齐的情况下，对SBS改性沥青生产质量进行全面与有效的监控是有必要的，因此，开发出一种快速、准确的SBS溶胀直径均值的检测方法具有重要的现实意义。

基于荧光显微图像的沥青微观结构分析是研究改性沥青改性机理与宏观性能的有效手段。荧光显微镜利用SBS与沥青在荧光光源照射下发射光的波长范围不同的原理，在人眼观测下SBS呈现出黄色，沥青呈现黑色。利用这一原理，可在不破坏SBS改性沥青形态的条件下，真实地观测SBS的微观分布结构。荧光显微分析手段是研究聚合物改性沥青形态最有价值的方法。近年来，也有一些学者致力于利用一些基础软件来量化分析SBS改性沥青微观结构，如杨群等发表的《基于微观结构量化的SBS改性沥青分析》中提到利用AutoCAD软件分析荧光图像的面积比及改性剂分布均匀性来评价改性效果，但是该方法的抽样过程以及图像分析方法的经验性大，算法重复性差。刘雄等发表的《SBS改性沥青微观图像的采集及处理》利用灰度转换将图像的灰度模式转化为二值模式，康爱红等对SBS在改性沥青中的长短轴之比、平均面积进行了定性的描述。

除此之外，SBS充分溶胀是获得良好改性性能的前提，SBS颗粒的细度直接影响着改性效果。但是在SBS改性沥青生产过程中，缺乏有效的监控手段来观测SBS溶胀量以及SBS细度的均匀性。在SBS荧光显微图像中，SBS聚合物在沥青体系中显示黄色荧光，在整个沥青体系中分布极不规则，这就给SBS溶胀直径均值的测量计算带来很大难度。国内有学者通过图像分割，随机抽样，放大计数的方式统计SBS改性沥青分布情况，显然这种方法非常的繁杂且不具备准确性。目前为止，并没有针对SBS溶胀直径均值进行专门检测的方法，这是SBS改性沥青质量监控的一个盲点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提出一种改性沥青SBS改性剂溶胀直径均值的测试方法，该方法能快速、准确地测定SBS的溶胀直径均值，给SBS改性沥青的生产质量的评价提供量化依据，提高改性沥青生产质量的监控水平，具有良好的实用价值和推广价值。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

本发明的改性沥青SBS改性剂溶胀直径均值的测试方法，具体步骤如下：

一种改性沥青SBS改性剂溶胀直径均值的测试方法，具体步骤如下：

步骤1：读取SBS改性沥青的荧光显微图真彩图像；将荧光显微图真彩图像转换为灰度图像；

步骤2：调用d=im2bw(b,graythresh(b))函数对灰度图像进行二值处理得到二值图像，二值图像中黑色部分代表沥青，白色部分代表SBS改性剂；再调用X=bwarea(d)函数读取二值图像中白色部分像素点的个数，记为X(pix)，X(pix)即为SBS改性剂在二值图像中的面积；