粗集料形状特征的数字图像分析

论文摘要

国内的高速公路绝大部分采用沥青混凝土路面。沥青混合料是由多种材料组成的多相复合材料,其中占混合料质量90%以上的集料是沥青混合料的工程特性的重要影响因素,尤其是集料的形态特征。传统的集料形状测试方法繁琐,耗时多,工作量大,受测试者主观影响较大,不易得到客观及时的结果。近年来,随着计算机图像处理技术越来越多地应用到工程材料领域,采用图像处理技术采集并分析集料的形态特征的研究越来越受到重视。本文在归纳总结国内外研究的基础上主要利用数字图像技术来分析粗集料的二维形状特征。试验方案是通过将集料均匀平铺,在自然光下采集集料图像。使用matlab处理分割图像。根据研究集料本身的特性,分割方式不采用常用的灰度阀值分割,而是直接对真彩图分三个通道分别分割处理,成功得到各个颗粒的轮廓投影图。计算提取轮廓的相应指标,具体指标有长轴、短轴、长轴/短轴、矩形度、形状指数和棱角性。根据样本的概率分布特征进行统计分析,最终计算得集料各指标的形状特征值统计值。进行单档集料捣实密度试验,发现同一个料场的各档集料的VCADRC随着粒径的增大而减小;另外,针对本文研究的集料,对岩性不同的粗集料,辉绿岩的VCADRC普遍要高于玄武岩的。研究集料形状特征指标同VCADRC相关性,VCADRC对同一粒径集料的大小指标并不是很敏感,比较敏感的形状特征指标是棱角性。利用二维指标推导一个“伪”三维指标高度;VCADRC对高度和针片状含量指标都比较敏感。同时高度h正好为针片状的相反指标,即h值越大对应集料的针片状含量应该越小,这与VCADRC随h的增大而减小、随针片状含量增大而增大的趋势是吻合的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 总体技术路线图
• 1.4 小结
• 第二章 数字图像处理技术
• 2.1 图像处理概述
• 2.2 数字图像处理技术的内容与特点
• 2.3 相关学科和领域
• 2.4 小结
• 第三章 粗集料图像采集及处理
• 3.1 图像采集
• 3.2 图像处理
• 3.2.1 图像模式
• 3.2.2 图像增强
• 3.3 图像分割与边缘检测
• 3.3.1 阀值法
• 3.3.2 边缘检测
• 3.4 小结
• 第四章 颗粒图像二维形状分析
• 4.1 粗集料二维形状指标
• 4.2 集料采集与分析方法
• 4.3 指标统计分析
• 4.3.1 料场1 数据分析
• 4.3.2 其他料场数据分析
• 4.4 各指标统计分布
• 4.5 小结
• 第五章 粗集料形状特征与 VCADRC相关性研究
• 5.1 集料捣实密度试验（VCADRC）
• 5.2 集料指标同VCADRC 相关性研究
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著