基于图像处理的路面材料设计与施工质量检测技术研究.pdf

西部交通建设科技项目 基于图像处理的路面材料设计与施工 质量检测技术研究 报告简本 长安大学 2011 年9 月 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 基于图像处理的路面材料设计与施工检测技术研究 研究报告简本 一、项目研究背景及意义 沥青路面的路用性能受诸多因素的影响。矿质集料颗粒的形状、棱角性以及纹理等 形态特征影响沥青路面的耐久性、工作性、抗剪、疲劳等性能，集料颗粒形态特征的检 测是保障沥青路面性能的基础。当前使用的试验检测颗粒形态特征的方法多为依靠人工 的间接检测方法，缺乏对集料颗粒形态特征直接客观的评 ，并且试验检测过程耗时较 长，具有明显的滞后性，不能很好地提供技术指导。在沥青混合料生产过程中，矿质混 合料级配的检测与控制对所生产的沥青混合料质量具有重要的影响，当前使用的筛分试 验检测级配的过程耗时较长，不能够快速及时的反馈到沥青混合料生产过程，这有可能 使得某一时间内矿质混合料的级配偏离设计级配，导致生产的沥青混合料性能下降，拌 合过程中矿质混合料级配在线检测是保障沥青混合料性能的重要措施。在沥青路面施工 过程中，沥青混合料矿料级配组成检测是施工质量过程控制的重要内容，现有的试验检 测方法耗时、费力，所得的检测数据与操作人员的水平有关，检测结果的滞后会对摊铺 的沥青路面性能产生影响。此外，上述试验检测过程所用的检测设备大多体积庞大， 格昂贵，有些试验检测过程中使用的有机溶剂对环境和人体有 ，有些检测方法，如沥 青含量测定的燃烧法，不可避免地会产生有害气体污染环境。 二、项目主要研究内容 本课题基于数字图像处理技术，对集料颗粒形态特征以及混合料级配组成的自动分 析技术进行详细的研究。内容主要涉及集料、矿粉和沥青三要素，原材料质量检测、沥 青混合料生产过程以及沥青路面成型过程三个环节，沥青混合料组成检测主要针对矿料 级配、矿粉含量、沥青含量三个参数 （或参数分布）进行检测分析与评 。研究内容主 要包括以下几个方面： 1）颗粒图像分析关键技术 数字图像处理技术是实现沥青路面材料检测的基础，研究中主要针对颗粒图像处理 与分析中的图像增强、分割、特征提取与模式识别等技术进行研究以找到适合于集料颗 粒图像、矿质混合料图像、沥青混合料图像处理与分析的算法。 为了突出图像中的矿质集料颗粒，降低图像中存在的噪声，可以采用对比度约束的 直方图增强处理 （图1），其在图像对比度的约束下进行图像增强，能够较好的抑制图像 亮度不均，具有较好的增强效果。沥青路面取芯的过程会引起的沥青混合料断面图像中 各集料颗粒中存在噪声，采用3 ×3 邻域窗口的中值滤波（图2 ）处理能够较好去除噪声。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 基于图像处理的路面材料设计与施工检测技术研究 研究报告简本 a ）原图像及其直方图 b ）对比度约束均衡化图像及其直方图 图1 各种直方图增强图像及其直方图 图2 中值滤波效果对比图（左图窗