一种批量测试粗集料扁平率的方法
【专利说明】一种批量测试粗集料扁平率的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明是涉及一种粗集料扁平程度的批量测试方法。
【背景技术】
[0003]近年来，研究人员意识到沥青混合料的细观结构对其宏观力学性质有较大影响。学者开始研究沥青混合料内部结构与外部宏观力学特性的关系，从新的角度探索宏观现象的微观机理，其中粗集料的形状特征是影响混合料宏观性能的一个重要方面。有明显的破碎面和棱角、各方向尺寸较均匀的粗集料在碾压后能相互嵌挤形成稳定的结构。如果粗集料较为扁平或细长，在路面施工碾压时容易断裂从而对路面级配和抗剪强度有较大影响。
[0004]粗集料有针、片状的轮廓形状，我国规范中对粗集料的针片状颗粒含量有规定，目前针片状含量的检测方法有两种，分别为规准仪法和游标卡尺法。根据《公路工程集料试验规程》中T 0311-2005可知，试验中首先应该对粗集料进行筛分，然后对不同粒径的集料分别进行针状与片状颗粒的鉴定；根据《公路工程集料试验规程》中T 0312-2005可知，试验需要对大部分颗粒测量最大长度与最小宽度。上述两种方法主要缺点是试验较为繁琐、试验效率较低，同时试验精度也往往取决于试验操作员的经验，主观性很强，系统误差较大。
[0005]国外对粗集料轮廓形状的研究相对深入，目前在获取集料三维形状数据上有Masad发明的A頂S系统、Maerz发明的Wipshape、伊利诺伊大学的UIAIA系统和Kim发明的LASS系统能够完成。这些三维形态特征测量系统在测量时虽然准确但效率十分低下，不符合实际工程的需要。
[0006]鉴于粗集料形状特征研究的重要意义及现有方法的局限性，本发明专利提出了一种准确测量粗集料扁平率方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种基于数字图像处理技术的批量、准确测量粗集料扁平率的试验方法。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现:
为对粗集料的扁平程度进行量化分析，引入“等效椭圆”的概念，该椭圆与颗粒有着相同的面积、相同的一阶面积矩和二阶惯性矩，针对每一个二维形状中的等效椭圆，其长轴和短轴之比可以用来评价该平面上的扁平程度。
[0009]—种测量粗集料扁平程度的方法，包括以下步骤:
步骤一、选取多颗粗集料，清洗掉表面的脏污并烘干；
步骤二、在水平台上铺设一张纸，纸上均匀铺一层白色橡皮泥；步骤三、将经过步骤一处理后的多颗粗集料均匀排放于橡皮泥上，保证粗集料以任意角度均能够站立在橡皮泥上； 步骤四、使用数码相机于水平台上正上方拍摄集料照片；
步骤五、将拍摄的照片输入计算机软件Image-Pro plus6.0中，计算每颗粗集料的长短轴之比；
步骤六、翻转每颗集料，每次翻转的角度都不同，重复十次步骤四和五；
步骤七、根据步骤六，选择每个粗集料的最大长短轴比作为该颗粒的的扁平率，得出所有粗集料的扁平率，然后计算出不同区间扁平程度的颗粒占总颗粒的比例。
[0010]所述步骤四中，若照片中粗集料出现阴影则需要调整拍摄地光源，重新拍照直至没有阴影；若照片四周较中心灰暗时，使用Photoshop中的“镜头校正”滤镜消除照片边缘的暗淡。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、使用计算机进行测量计算，避免了人工使用游标卡尺测量中可能出现的测量误差和主观因素。
[0012]2、能一次性批量处理众多集料，效率高。
[0013]3、操作方便，设备简单。
[0014]4、除了测量颗粒的扁平率，还可以测量某集料中不同扁平程度颗粒的含量。
【附图说明】
[0015]图1是集料颗粒等效椭圆的示意图。
[0016]图2是集料立于橡皮泥的例图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
实施例一:
如图1、2所示，一种测量粗集料扁平程度的方法，包括以下步骤:
步骤一、选取多颗粗集料3，清洗掉表面的脏污并烘干；
步骤二、在水平台上铺设一张纸1，纸I上均匀铺一层白色橡皮泥2 ;
步骤三、将经过步骤一处理后的多颗粗集料3均匀排放于橡皮泥2上，保证粗集料3以任意角度均能够站立在橡皮泥2上；
步骤四、使用数码相机于水平台上正上方拍摄集料3照片；
步骤五、将拍摄的照片输入计算机软件Image-Pro plus6.0中，计算每颗粗集料3的长短轴之比；
步骤六、翻转每颗集料3，每次翻转的角度都不同，重复十次步骤四和五；
步骤七、根据步骤六，选择每个粗集料3的最大长短轴比作为该颗粒的的扁平率，得出所有粗集料的扁平率，然后计算出不同区间扁平程度的颗粒占总颗粒的比例。
[0018]所述步骤四中，若照片中粗集料出现阴影则需要调整拍摄地光源，重新拍照直至没有阴影；若照片四周较中心灰暗时，使用Photoshop中的“镜头校正”滤镜消除照片边缘的暗淡。
[0019]实施例二:
本实施例选用粗集料30颗，测量每颗集料的扁平率并统计针片状颗粒的含量。
[0020]将30颗粗集料排成5行6列，整齐排放于橡皮泥上，集料之间间隔0.5cm-lcm，集料不能越过橡皮泥的边缘。其他测量过程中具体集料数量取决于橡皮泥的面积与集料的大小。
[0021]将拍摄的所有照片输入软件Image-Pro plus6.0并使用其中的Count/Size功能计算长短轴之比。
[0022]此例中30个颗粒的最大扁平率为2.669，最小的扁平率为1.103，其中扁平率超过2的颗粒有11个，根据规范可知以上30枚集料都不属于针片状颗粒。
[0023]本实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
[0024]本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种测量粗集料扁平程度的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、选取多颗粗集料，清洗掉表面的脏污并烘干； 步骤二、在水平台上铺设一张纸，纸上均匀铺一层白色橡皮泥；步骤三、将经过步骤一处理后的多颗粗集料均匀排放于橡皮泥上，保证粗集料以任意角度均能够站立在橡皮泥上; 步骤四、使用数码相机于水平台上正上方拍摄集料照片； 步骤五、将拍摄的照片输入计算机软件Image-Pro plus6.0中，计算每颗粗集料的长短轴之比； 步骤六、翻转每颗集料，每次翻转的角度都不同，重复十次步骤四和五； 步骤七、根据步骤六，选择每个粗集料的最大长短轴比作为该颗粒的的扁平率，得出所有粗集料的扁平率，然后计算出不同区间扁平程度的颗粒占总颗粒的比例。2.根据权利要求1所述的测量粗集料扁平程度的方法，其特征在于，所述步骤四中，若照片中粗集料出现阴影则需要调整拍摄地光源，重新拍照直至没有阴影；若照片四周较中心灰暗时，使用Photoshop中的“镜头校正”滤镜消除照片边缘的暗淡。
【专利摘要】本发明公开了一种测量粗集料扁平程度的方法，测量时需要平整的纸张、白色的橡皮泥和立于橡皮泥上的集料，通过相机拍摄获得一批集料颗粒在若干方向的图像，并采用图像处理技术获得每次所拍图像中各个集料颗粒当量椭圆的长轴和短轴，通过长轴与短轴的比值反映集料颗粒的形状，以这些图像中集料颗粒长短轴比值的最大值作为该集料颗粒的扁平率。通过此方法操作简单，效率高，还可以获得各个集料颗粒的扁平率和批量集料在不同扁平程度内的含量。
【IPC分类】G01N15/00
【公开号】CN105136622
【申请号】CN201510518262
【发明人】刘鉴, 杨蒙, 汪井秋, 杨飙, 安乐
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月21日