一种吸油材料在沥青路面上的吸油效果评价方法与流程

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种吸油材料在沥青路面上的吸油效果评价方法。
背景技术：
目前，采用实验室内的沥青混合料表面吸油实验，通过检测吸油材料自身质量的变化，可以直接地反映吸油材料的吸油能力，但无法确定路面的吸油效果。在已有的研究成果中，沥青路面的漏油通常采用细砂来吸收并进行清扫处理，其吸油效果只能凭靠人的视觉效果。目前，缺少一种定量化的评价方法来客观地评价路面吸油的效果。本发明致力于克服现有技术的瓶颈，利用沥青路面被涂油和吸油后反光度的变化，采集相应状态下的图像，利用matlab编程技术对图像进行数值化处理，提取图像特征值，得到二值化图像，根据二值变化水平，求出吸油效果。最后，根据吸油效果找出木质纤维材料最佳的吸油时间和最佳的木质纤维材料与汽油量比值。技术实现要素：一种吸油材料在沥青路面上的吸油效果评价方法，所述的木质纤维吸油材料评价步骤如下：(1)采集包括原样、洒满汽油、涂覆吸油材料和吸油后状态下的试件表面图像；(2)通过matlab对图像进行数值化处理，提取图像特征值，得到二值化图像；(3)根据步骤(2)中的二值化图像，根据matlab程序分别得到原样、洒满汽油、涂覆吸油材料和吸油后状态下的黑度值，白度值的二值变化水平，通过式(2)求出吸油效果；式中：s为吸油效果，％；r1为原样白度值；r2为洒满汽油时白度值；r3为吸油后白度值；(4)根据吸油效果分析出吸油材料的吸油时间，吸油材料与汽油量比值，即可完成吸油材料在沥青路面上的吸油效果评价。所述的原样为沥青路面盐材料经拌好混合料后，制备沥青混合料标准马歇尔标准试件数个，室温下养护脱模后的原样。制备沥青混合料sma-13标准马歇尔试件(φ101.6×63.5mm)10个，室温下养护24h后脱模，准备98#汽油1l。所述的涂覆木质纤维吸油材料的量为，经换算出sma-13标准马歇尔试件相应的木质纤维材料初始需求质量，在基础的木质纤维吸油材料涂覆量上进行变化，变化的范围为基础的木质纤维吸油材料涂覆量的60％-140％。所述的吸油后状态下为吸油5-25min后的状态下。试验马歇尔试件表面铺满汽油的实际质量。以初始的吸油材料使用量和满铺试件的汽油量模拟现场的漏油情况，设置的吸油时间变量为5min，10min，15min，20min，25min，根据数值分析结果，找出最佳的吸油时间。根据吸油材料吸油能力确定初始的吸油材料使用量，其吸油能力采用式(1)进行计算。式中：b为吸油材料吸油能力；m0为吸油材料吸油前自身质量，g；m1为吸油材料充分吸油后质量，g。本发明的所述的吸油材料包括木质纤维，eco吸油材料，(所述的eco吸油材料英文全称ecologyfriendlyoilabsorbingmaterial，是一种由农业废弃物水稻杆、玉米杆等富含纤维素的材料经粉碎后提取的，具有较好的吸油能力，本身对环境无污染，可以降解。该材料购自oileraser)附图说明图1为标准马歇尔试件图。图2为不同吸油时间后的试件图。图3为不同木质纤维材料使用量试件图。图4为沥青混合料表面吸油效果图像采集过程图，(a)原试件(b)涂满汽油试件(c)撒上木质纤维材料试件(d)吸油后试件。图5沥青混合料表面吸油效果图像处理过程：(a)原试件(b)涂满汽油试件(c)撒上木质纤维材料试件(d)吸油后试件。图6木质纤维用量一定时吸油时间变化下的吸油效果变化趋势。图7吸油时间一定时木质纤维用量变化下的吸油效果变化趋势。具体实施方式(1)制备试件本发明以常见的sma-13沥青路面为例，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(jtge20-2011)》上的要求拌好混合料，并打成标准马歇尔试件(φ101.6*63.5mm)，室温下养护24h后脱模。实验室制备两组试件，每组5个，原样试件如图1所示。(2)测试木质纤维吸油材料本身的吸油能力和标准马歇尔试件涂满汽油所需质量木质纤维吸油材料本身的吸油能力采取浸泡的方式，等材料充分吸油后，称取该材料吸油前后的质量，通过式(1)计算其吸油能力。经过试验，该材料的吸油能力为4.26，即，每千克木质纤维材料的最多可以吸收4.26千克汽油。此外，通过模拟沥青路面现场漏油试验，得出sma-13标准马歇尔(0.0081m2)洒满汽油所需质量大约为8g。(3)确定木质纤维材料的初始用量和实验方案根据木质纤维吸油材料本身的吸油能力和标准马歇尔试件涂满汽油所需质量，换算出sma-13标准马歇尔试件相应的木质纤维材料初始需求质量为1.85g。此外，还需要找到该材料最佳的吸油时间和木质纤维材料与汽油量比值。因此，实验设计方案包括两个部分：a.以初始的木质纤维材料使用量和满铺试件的汽油量模拟现场的漏油情况，设置的吸油时间变量为5min，10min，15min，20min，25min，根据数值分析结果，找出最佳的吸油时间；b.同样以初始的木质纤维材料使用量和满铺试件的汽油量为基础，木质纤维材料使用量分别减少20％，40％，增加20％，40％，根据数值分析结果，找出最佳的木质纤维材料使用量。(4)进行吸油实验并采集原样、洒满汽油、涂覆木质纤维材料和吸油后的图像第一组试件在相同质量的油量下，一定质量的木质纤维，确定其最佳的吸油时间。其中，第一组试验所用的木质纤维质量为初始需求质量1.85g，设置的吸油时间变量为5min，10min，15min，20min，25min。不同吸油时间后的试件如图3所示。第二次测试中，第二组试件相同的油量和最佳的吸收时间下，确定其最佳的木质纤维用量。以1.85g木质纤维材料为初始用量，向后分别减少20％和40％，向前增加20％和40％。不同木质纤维材料使用量试件如4所示。分别对原样、洒满汽油、涂覆木质纤维材料和吸油后的图像进行采集，为图像的数值分析做准备，采集过程如图5所示。(5)图像处理对不同状态下采集的图像进行数值分析，提取特征值，得到相应的二值化数值图像，如图6所示。(6)计算吸油效果按照式(2)计算吸油效果，分别是木质纤维材料使用量一定，吸油效果随吸油时间的变化，以及吸油时间一定，吸油效果随木质纤维材料使用量的变化，计算结果分别如表1和表2所示。表1木质纤维材料用量为定值时吸油时间变化下的二值及吸油效果表2吸油时间为定值时木质纤维用量变化下的二值及吸油效果编号原始涂油涂料洗涮吸油效果(％)e-10.00760.06550.01990.022365.95e-20.01380.0230.10670.006870.43e-30.02210.0250.06960.002490.40e-40.01240.05890.11390.00493.21e-50.01260.13190.07540.007294.54编号e-1至e-5分别表示不同的木质纤维材料使用量，以e-3的使用量为基础，e-3的木质纤维材料使用量为1.85g，在e-3的基础上木质纤维吸油材料涂覆量上进行变化，变化的范围为基础的木质纤维吸油材料涂覆量的60％-140％。e-1、e-2、e-4、e-5的木质纤维材料使用量分别1.11g、1.48g、2.22g、2.59g。表格中原始，涂油、涂料和洗刷分别代表试件(1)由图7可得，木质纤维用量为1.85g/0.081cm2，吸油时间达到15min以后，其吸油效果变化趋势基本不变。因此，相同质量的汽油量下，一定质量的木质纤维材料，确定其最佳的吸收时间为15min。(2)实验室中，涂覆标准马歇尔试件的面积(0.0081m2)的汽油量大约为8g。由图7可得，吸油15min，当木质纤维的施用量在1.48-1.85g时明显阶跃，超过1.85g以后，吸油效果增加的趋势逐渐平缓。因此，最佳的木质纤维用量为1.85g，即每平方米大约需要228g木质纤维吸油材料，木质纤维材料与汽油量的比值为1:4.32。采用本发明的上述技术方案也可应用于本申请所述的eco吸油材料的评价。当前第1页12