[发明专利]一种泡沫沥青冷再生混合料内水分分布的测试方法

说明书

本发明公开了一种泡沫沥青冷再生混合料内水分分布的测试方法，属于公路沥青混合料试验技术领域。所述测试方法是利用高光谱图像采集系统获取泡沫沥青冷再生混合料试件的高光谱图像；通过对高光谱图像数据进行处理，获取试件内各像素点的水分含量；利用正态分布模型对试件内水分分布状况进行拟合，通过位置参数和形状参数组成的二维特征向量来描述试件内水分分布特征。本发明可以实现对泡沫沥青冷再生混合料内水分分布的精确和高效测试，可以更加全面直观地描述泡沫沥青冷再生混合料内水分的分布特征及其变化规律，为后续的配合比优化设计及计算机仿真分析提供了坚实的基础。

技术领域

本发明属于公路沥青混合料试验技术领域，涉及一种泡沫沥青冷再生混合料内水分分布的测试方法。

背景技术

泡沫沥青冷再生混合料在沥青发泡和再生混合料拌合及成型过程中必须加入一定量的水，这是泡沫沥青冷再生混合料与普通沥青混合料最显著的区别之一，沥青发泡用水量和混合料拌和用水量也是泡沫沥青冷再生混合料的关键设计指标。水是泡沫沥青在混合料中均匀分散的载体，然而并不是水分含量越多，泡沫沥青的分散效果就越好，混合料性能也越好。过多的水分会过于湿润混合料表面，造成混合料嵌挤力降低，在压实成型过程中自由水分会被挤出，造成压实度降低。同时，混合料中多余的水分会在试件压实成型及养生中不断散失，造成混合料空隙率过大，抗压强度降低。而且，泡沫沥青冷再生混合料中的残余水分在行车荷载作用下会进入路面空隙中，不断产生动水压力，形成真空负压抽吸的反复循环作用。水分逐渐渗入沥青与集料的界面，使沥青黏附性降低，导致沥青膜从集料表面脱落，从而形成沥青路面的坑槽、拥包、车辙等病害现象。相对普通沥青混合料，泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性较差。因此，很有必要对泡沫沥青冷再生混合料中的水分分布情况进行研究，以便系统了解水分在泡沫沥青冷再生混合料中的分布和变化规律。

目前在进行泡沫沥青冷再生混合料内水分分布测试时多采用重量法、中子小角度衍射法、CT扫描成像方法等，但是每个方法都有其自身缺陷。重量法虽然操作简单，但误差太大；开展中子小角度衍射试验需要的中子源一般为中子反应堆或蜕变中子源，需要核燃料，这就造成测试困难，试验风险巨大；CT扫描成像方法在信号转化的过程中微小信号在数模/模数转换过程中易丢失，而且其成像精度有限制，对于小于10微米的微水滴无法反映。因此，目前亟需一种全新的、更加精确的研究手段来弥补现有技术手段的不足。

高光谱成像是一个新兴的、非破坏性的、先进的光学技术，融合了传统的成像和光谱技术的优点。这种双重功能使得高光谱成像能够同时提供试验对象的化学和物理特征，可以同时获取被检测物体的空间信息和光谱信息，并具有良好的空间分辨率。高光谱样本图像中每个像素点的光谱信息都对应着不同的理化指标，光谱信息对样本的理化指标具有敏感性，高光谱成像技术用于水分分布测试时，高光谱图像中每个像素点都可以反映出水分含量信息，进而为定量描述水分含量在样本中分布的均匀性提供了可能。因此，高光谱成像技术可以为研究泡沫沥青冷再生混合料水分分布情况提供一种可靠的技术手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种泡沫沥青冷再生混合料内水分分布的测试方法，该方法利用高光谱图像处理技术，凭借图像中每个像素点的光谱信息来反映出水分在泡沫沥青冷再生混合料内分布状况；利用正态分布模型位置参数和形状参数组成的二维特征向量来全面简单地表征泡沫沥青冷再生混合料内的水分分布特征。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：

步骤1、制备泡沫沥青冷再生混合料的标准马歇尔试件，然后将马歇尔试件切割成若干边长为1.5cm的立方体试件；

步骤2、通过调试确定高光谱图像采集系统的最佳成像参数，获取不同波段下泡沫沥青冷再生混合料立方体试件的高光谱图像；

步骤3、对所述高光谱图像进行校正处理，将校正后的高光谱图像转换为反射率图像；

步骤4、提取反射率图像中的光谱数据，确定整个图像样本中的感兴趣区域；