沥青路面离析的数字图像评价方法.doc

《沥青路面离析的数字图像评价方法.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、·沥青路面离析的数字图像评价方法作者：争奇徐耀辉胡红松石伟苛来源：《大学学报·自然科学版》2016年第09期        摘要：为快速有效评价沥青路面的离析程度，文章采用数字图像技术研究沥青路面的非均匀性.文中分析了常用的沥青路面离析的图像处理评价方法的不足，提出了基于分析路面纹理中下凹区域的宏观构造宽度评价沥青路面离析的新方法.此法通过对宏观构造中的下凹区域照相并获得二值图像，并将二值图像中对应的下凹区域的平均宽度定义为路表宏观构造宽度K，以构造宽度K和构造深度TD建立模型，来评价沥青混合料

2、的集料离析程度.研究结果表明：构造宽度K值与传统的手工铺砂法测出的构造深度TD具有良好的相关性，能较好地表征沥青路面的集料离析程度.        关键词：数字图像；沥青路面；宏观构造宽度K值；构造深度；离析；道路工程        中图分类号：U416文献标识码：A        沥青路面集料离析[1-4]是影响路面施工质量的重要因素，常用构造深度值TD来评价沥青路面的集料离析程度.目前测量路面构造深度TD的方法有铺砂法和激光法[5-7].传统的铺砂法测量路面构造深度效率低、操作繁琐且主观随意性较大；

3、激光法虽然测量构造深度快速、准确，但其所测构造深度值为路面一定长度围的平均值，虽能评价路面的横向离析，但无法评价路面的纵向和局部离析，且设备价格昂贵，不利于推广应用.        随着二维数字图像技术[8-9]的日趋成熟，这一技术也被引用到沥青路面质量控制[10]中.许多专家学者也对其进行了研究[11-15]，王端宜教授采用普通数码相机记录道路表面构造特征，由图像的像素值分析得出路表面构造深度.肖宁教授运用数字图像处理技术对沥青混合料部结构组成的三维图像重构及虚拟力学试验等方面进行了研究.勇等运用基于

4、数字图像处理技术，直接对混合料中集料的分布状态，即沥青混合料均匀性进行了研究.以上研究采用图像处理技术研究了沥青路面表面及部的材料分布情况，为图像技术在沥青路面质量控制研究中起到了促进作用.但鉴于离析问题的复杂性，如何快速、客观、有效地判断沥青路面的离析程度还是一个研究热点.        因此，本文尝试以路面纹理中下凹区域的宏观构造宽度作为研究对象，并在图像处理技术基础上，探讨宏观构造宽度与竖向深度之间的相关性，最终通过易于得到的构造宽度K来评价沥青混合料的离析情况，以达到高效的目的.        

5、1常用的沥青路面离析的数字图像评价方        法分析Word文档·        数字图像处理技术是指通过数码相机或扫描仪将一幅连续的图像离散化为计算机可以处理的信息，并对此信息进行各种处理，以达到某一效果的方法.其过程主要包括图像采集、图像处理及图像分析等.由于数字图像处理技术具有使用方便、经济性好、可利用信息量大和形象化储存等优点，其在道路领域的工程应用已成为国际上的研究热点.数字图像处理由两部分组成：物理图像转化为对应的数字图像和通过各种运算法则[16]从数字图像中提取有用信息.      

6、  自数字图像技术引用到对路面离析进行评价之后，有许多专家学者对其如何较准确地评价路面离析提出了不同的方法并对其进行了研究.比较常见的方法主要有灰度矩阵拟合构造曲面法、灰度均值法以及分形维数法.        在实验过程中为了减少或避免图像采集时原始图像的信息误差，需要规沥青路面数字图像采集的操作过程.本文采用一种自制的图像采集设备来获取稳定性、效果均较好的原始图像.此设备如图1所示.它包括一个遮光暗箱，3个LED灯，一个点光控制器和一个相机.LED灯布设在暗箱里面，通过暗箱外的点光控制器可以调节LED

7、灯的功率，从而达到调节箱光线强度的作用.采集图像时将试样放于遮光暗箱，调节点光控制器使暗箱达到理想的光线强度，然后将照相机置于遮光暗箱上的开口处，调节相机焦距来采集图像.        1.1灰度矩阵拟合构造曲面法        有不少研究利用MATLAB数学软件将沥青路面RGB数字图像转化为灰度图像，并得到图像对应的二维灰度矩阵，然后用灰度矩阵信息拟合构造曲面，最后应用曲面积分等公式计算得到表征路面构造深度的HP.        在操作过程中发现，这种图像处理模型在实际应用中存在一定的局限性，原因是路

8、面的构造纹理极不规则且复杂，当相机像素越高时，由灰度图像得到的灰度矩阵数据量越大，且分布离散.很多情况下，由这些三维数据点拟合的空间曲面方程的相关系数偏低，难以保证精度要求，且在下一步的积分求体积中，偏差进一步扩大；同时由灰度矩阵拟合曲面方程涉及到一个庞大的数据量处理过程，要通过反复的调节拟合方式和拟合参数才能获得相关性较好的曲面方程，这对计算机运行功能要求较高.因此，本文认为基于灰度矩阵拟合构造曲面模型在用于沥青混合料离析评价的应用前还需