[发明专利]一种沥青混合料二维内部结构检测系统及检测方法

说明书

一种沥青混合料二维内部结构检测系统及检测方法，包括文件管理模块、图像预处理模块、集料分计筛余识别模块和内部结构特征指标计算模块；文件管理模块、图像预处理模块、集料分计筛余识别模块和内部结构特征指标计算模块依次连接；本发明具有测试精度高、操作简单、费用低等优点，可以弥补传统混合料内部结构测试方法使用单一评价指标描述内部结构整体特征存在的不足。本发明可从细观方面反映沥青混合料内部各组成部分的分布情况，能够准确、客观地评价沥青混合料内部结构的整体特性和分布特性，是一种价格低廉、易于推广的新型测试和评价系统及方法。

技术领域

本发明涉及沥青混合料内部结构检测领域，特别涉及一种沥青混合料二维内部结构检测系统及检测方法。

背景技术

沥青混合料是一种典型的多相混合物，混合料内部粗集料、沥青砂浆和空隙的分布直接影响路面性能，如何准确评价沥青混合料内部结构是研究沥青路面性能的关键。

体视学是一门介于形态学与数学之间的新学科，它的核心思想是依据严格的数学方法，通过从比实际组织维数小的截面(投影图)中获取的信息，定量地表征和描述实际组织。任何一个三维物体均可视为由无限多个平行切片构成，虽然无法依靠某个单一截面来判断有效的三维物体信息，但是这些无限多切片所包含的二维物体信息组成一个分布，根据这些分布可推算出三维物体信息。因此，可以利用混合料二维断面图像中获取的内部结构特征参数反映混合料真实的三维内部结构特征。

近年来随着计算机处理能力的发展，采用数字图像处理技术对沥青混合料进行研究已成为发展趋势。目前对沥青混合料的图像分析主要围绕在沥青混合料内部各组分特征及分布取向。为了定量分析沥青混合料的内部结构信息，首先必须获取混合料断面图像，然后利用数字图像技术对混合料的内部结构进行分析。目前主要有两种方法可获取断面图像：CCD数码相机和X-ray CT扫描技术，前者需要对沥青混合料试件进行切割，从而获取断面图像，属于破坏性方法；后者则利用X射线的透射密度，获取沥青混合料内部结构的图像，属于非破坏性方法。

基于CCD相机或扫描仪的二维数字图像处理技术和基于X-ray CT的二维或三维数字图像处理技术在沥青混合料细观结构分析方面均取得许多成果。由于原理不同，两种采集图像的方法各有优缺点。基于CCD相机或扫描仪的二维数字图像处理技术是一种破坏性的试验手段，需要大量的沥青混合料试件断面，试件工作量大，但采集的断面图像精度高。X-ray CT技术属于一种无损试验手段，利用不同密度的材料对X射线的吸收能力不同，获取大量并连续的二维断层图像，处理迅速，但由于集料颗粒密度不均匀且集料颗粒被胶浆裹覆等原因导致采集的图像辨识度不高。

与X-ray CT扫描技术相比，基于CCD相机或扫描仪的二维数字图像处理技术具有价格低廉、对设备要求较低等优点，因此近年来越来越多的学者利用该方法分析沥青混合料内部细观构造。然而，各国学者利用二维数字图像处理技术对沥青混合料内部结构进行研究的流程和方法并不统一，图像处理过程中受到人为主观因素的影响较大。因此，寻求客观、有效的沥青混合料内部结构评价方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混合料二维内部结构检测系统及检测方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种沥青混合料二维内部结构检测系统，包括文件管理模块、图像预处理模块、集料分计筛余识别模块和内部结构特征指标计算模块；文件管理模块、图像预处理模块、集料分计筛余识别模块和内部结构特征指标计算模块依次连接；文件管理模块，用于对沥青混合料试验试件的断面扫描图像进行导入和裁剪；图像预处理模块，用于预处理所述断面扫描图像，对其进行灰度化处理、滤波处理、增强处理、分割处理以及集料粘连与孔洞填充处理；集料分计筛余识别模块，用于对图像预处理结果进行可行性验证，包括图像分辨率输入、IAP输入及试验室集料分计筛余输入；内部结构特征指标计算模块，用于计算内部结构特征指标，包括集料倾角、空隙率、砂浆比、砂浆膜厚及均匀度内部结构特征指标。