[发明专利]一种冷再生沥青混合料的空隙演化行为表征方法

说明书

本发明公开了一种冷再生沥青混合料的空隙演化行为表征方法，属于公路沥青混合料试验技术领域。所述表征方法是利用工业CT扫描设备获取冷再生沥青混合料试件的CT扫描图像；通过数字图像处理技术对CT扫描图像进行处理，获取试件内空隙的直径、体积及表面积信息；利用Kaplan‑Meier估计模型对试件内空隙的直径、体积及表面积进行存活分析，获得试件内空隙尺度存活的生存估计表、生存函数图等演化信息，从而描述冷再生沥青混合料的空隙尺度随时间的演化行为。本发明可以有效地预测冷再生沥青混合料内部空隙尺度随时间的演化情况，并能够准确地判断不同时间段内混合料强度增长的快慢，对冷再生沥青混合料的强度形成机理具有较好的参考价值，同时便于后续的计算机仿真建模及分析。

技术领域

本发明属于公路沥青混合料试验技术领域，涉及一种冷再生沥青混合料的空隙演化行为表征方法。

背景技术

可持续发展是今后公路建设和养护发展的一个重要方向。近年来，冷再生技术又引起了广泛注意并得到新的应用。由于冷再生沥青混合料是在常温下拌合并需要加水，压实度不高，而且空隙里的残余水分会在试件压实成型及养生中不断地散失，造成混合料内空隙率过大，以至于在工程应用中往往会出现强度过低或水损害严重等问题。因此，在冷再生沥青混合料的强度形成过程中，空隙的演化行为对冷再生沥青混合料的强度形成及水稳定性有着十分重要的影响。

目前大多数研究仅考虑了空隙率对于冷再生沥青混合料性能的影响，侧重于对混合料内部空隙的均匀性以及分布特征研究。由于空隙的分布特征十分复杂，具有相似空隙分布特征的冷再生沥青混合料其力学和路用性能仍存在明显的差异，究其原因是缺乏对冷再生沥青混合料内部空隙尺度的演化研究。因此，准确地表征冷再生沥青混合料内部的空隙尺度演化行为，对于研究其宏观强度等性能十分必要。

CT扫描技术可以区分沥青混合料试件中不同空间位置处的密度来实现对空隙、沥青胶浆和集料这三种物质成分的识别，并且能够从三个方向对试件进行无损伤连续断层扫描，在提供丰富数据信息的同时，便于后续的计算机仿真建模及分析。数字图像处理技术包括图像获取、图像处理和图像分析，具有方便经济、可利用信息量大和形象化存储等优点。Kaplan-Meier估计模型是已审查的个案出现时估计时间事件模型的一种方法，它依据估计事件发生的每个时间点的条件概率，并取这些概率的乘积限估计每个时间点的生存率，它可以同时比较两组数据的整体生存率，用图来表示生存或风险函数并对其进行直观比较，以获得更详细的生存信息。Kaplan-Meier估计模型目前主要应用于药物化学领域的研究，本发明首次跨学科将其应用于公路沥青混合料试验技术领域。

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，提供一种冷再生沥青混合料的空隙演化行为表征方法，该方法利用工业CT扫描设备获取冷再生沥青混合料试件的CT扫描图像；通过数字图像处理技术对CT扫描图像进行处理，获取试件内空隙的直径、体积及表面积信息；利用Kaplan-Meier估计模型对试件内空隙的直径、体积及表面积进行存活分析，获得试件内空隙尺度存活的生存估计表、生存函数图等演化信息，从而描述冷再生沥青混合料内部空隙尺度随时间的演化行为。该方法可以有效地预测冷再生沥青混合料内部空隙尺度随时间的演化情况，并能够准确地判断不同时间段内混合料强度增长的快慢，对冷再生沥青混合料的强度形成机理具有较好的参考价值，同时便于后续的计算机仿真建模及分析。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：

步骤1、制备冷再生沥青混合料的标准马歇尔试件，利用工业CT扫描设备获取该标准试件的CT扫描图像；

步骤2、利用数字图像处理技术对CT扫描图像进行处理，获取标准试件内空隙的直径、体积、表面积信息；

步骤3、建立Origin工作表，将所获取的空隙直径、体积及表面积信息分类依次导入工作表中；

步骤4、在Origin统计选项中打开Kaplan-Meier估计模型，在其输入、存活率表、生存函数图、相等检验以及输出复选框中分别设置存活分析参数；