1 研究背景

2 级配对沥青混合料性能影响

3 基于图像的沥青混合料级配实时检测

4 预期成果 

1. 研究背景 

•沥青路面施工质量是影响其使用性能最为主要的因素之一。

•将施工质量由事后控制转变为过程中控制。

•将施工质量由人为管理控制转变为信息化自动控制沥青网sinoasphalt.com。

2.级配对沥青混合料性能影响

•影响施工的质量因素，可归结为材料和工艺。

•材料：相对于材料自身的技术性能，级配和油石比变异强烈。

•工艺：碾压遍数、碾压温度。

针对常用的改性AC‐13沥青混合料，以高温性能为例，分析拌和站级配、油石比和成型温度的影响情况：

正交试验结果与极差分析：

方差分析数据表：

方差分析结果：

只有级配粗细显著影响高温性能。

综上，对于给定的因素水平：

（1）级配粗细（ 显著影响）＞油石比＞成型温度；

（2）施工过程中，相对于油石比和压实温度，应重点监控级配变异性。

3. 基于图像的沥青混合料级配实时检测

3.1 已有检测方法 

《公路沥青路面施工技术规范》规定的级配检测方法，无法及时预估每盘沥青混合料的级配。

冷料仓石料输送：不会引起较大的粉尘，而且经过人工光源的补充，可以消除自然光的不均性。

本研究欲采用数字图像处理技术计算冷料的级配，进而预估沥青混合料的级配。

3.2实时检测

∧监控示意图

（1）选取曝光时间和帧速符合要求的摄像机。

（2）结合摄像机焦距和颗粒下落距离，调整摄像机的拍摄位置；在集料颗粒下落装置处，安装LED灯，减少自然光不均匀给拍摄带来的影响。 

（3）利用MATLAB将彩色图像转变为二值图像

（4）固定摄像机的位置和焦距，利用集料颗粒开始下落处的装置的实际测量距离对二值图像进行距离标定，即确定二值图像长度（像素数）与实际长度的换算关系。

（5）利用MATLAB编制代码获得连通区域最小外接矩形的短轴长度。据此，利用最小外接矩形的宽度对各连通区域进行虚拟筛分。

虚拟筛分举例：

（6）利用MATLAB的regionprps函数确定等效椭圆的长轴和短轴，从而计算石料颗粒的极半径。更进一步地计算集料颗粒的体积。 

（7）由给定的石料毛体积密度，根据上述步骤确定的颗粒体积，就可以确定单张图片集料颗粒的通过率。

计算示例：

由数理统计知识可知，当图片数量达到一定程度时（例如百张级别），该档集料的虚拟通过率将达到稳定。例如，9.5‐13.2档集料的虚拟筛分结果稳定后与手工筛分的对比。

（8）重复上述步骤确定其他档集料的虚拟筛分级配。采用上述方法处理2.36‐4.75mm，4.75‐19.5mm档集料后，便可以计算矿料的合成级配。

3.3 现场检测

以溧阳某 一级公路改扩建工程（SUP25）为依托， 验证基于数字图像处理的冷料级配监控的可行性和准确性。目前正处于数据处理和对比阶段。

4. 预期成果 

（1）基于数字图像处理技术，建立冷料实时监测体系。

（2）防止溢料与冷料监控协作。

（3）施工现场混合料级配控制。