沥青混合料集料骨架成像装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106501179A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201610969713.8(22)申请日2016.11.04(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人罗蓉吕慧杰刘涵奇冯光乐(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人刘洋(51)Int.Cl.G01N21/01(2006.01)G01N21/85(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称沥青混合料集料骨架成像装置和方法(57)摘要本发明公开了一种沥青混合料集料骨架成像装置和方法。包括旋转支架和扫描头；在箱体内设置两根旋转支架，用以支撑圆柱形沥青混合料试件，并通过旋转支架的旋转控制试件的旋转；箱体内的旋转支架上方设置扫描头，采集圆柱形沥青混合料试件的图像。扫描头采集的图像通过图像处理软件得到试件侧面的完整平面图。本发明通过简单的机械传动装置，利用曲面平面化的数学投影原理，将扫描头固定在距离试件一定高度的位置进行图像的获取，整个过程的原理等同于为了获取一个圆柱体的表面图像，将圆柱体的表面展开成为一个长方形，化曲面为平面，所得的图像保留了圆柱体试件表面真实、完整的信息。CN106501179ACN106501179A权利要求书1/1页1.沥青混合料集料骨架成像装置，其特征在于包括旋转支架和扫描头；在箱体内设置两根旋转支架，用以支撑圆柱形沥青混合料试件，并通过旋转支架的旋转控制试件的旋转；箱体内的旋转支架上方设置扫描头，采集圆柱形沥青混合料试件的图像。2.如权利要求1所述的沥青混合料集料骨架成像装置，其特征在于扫描头通过竖向驱动装置固定，控制扫描头沿圆柱形沥青混合料试件竖向的运动；所述竖向驱动装置与隔板连接，所述隔板沿圆柱形沥青混合料试件的竖向固定设置在箱体内上部。3.如权利要求2所述的沥青混合料集料骨架成像装置，其特征在于所述竖向驱动装置包括驱动链杆和驱动马达；驱动链杆下端固定扫描头、上端设有偏心齿轮与驱动马达的齿轮相连接，实现扫描头沿圆柱形沥青混合料试件竖向位置的调节。4.如权利要求1所述的沥青混合料集料骨架成像装置，其特征在于所述旋转支架通过与设置在下方的旋转马达齿轮连接控制旋转，所述旋转马达通过设置在箱体外部的调速按钮控制旋转速度。5.利用权利要求1所述沥青混合料集料骨架成像装置的成像方法，其特征在于包括以下步骤：在箱体内设置两根旋转支架，用以支撑圆柱形沥青混合料试件，并通过旋转支架的旋转控制试件的旋转；箱体内的旋转支架上方设置扫描头，采集圆柱形沥青混合料试件旋转时的图像；扫描头采集的图像通过图像处理软件得到圆柱形沥青混合料试件侧面的完整平面图。2CN106501179A说明书1/3页沥青混合料集料骨架成像装置和方法技术领域[0001]属于道路工程领域，具体涉及一种沥青混合料集料骨架成像装置和方法。背景技术[0002]目前在沥青混合料设计和性能检验的过程中，包括传统的马歇尔法以及Superpave设计法中，用于进行试验检测的试件一般为圆柱体试件，这是由于使用圆柱体试件有以下几方面优势：1)独特的力学特性，由于圆柱体试件是轴对称的，其四周不存在或者可以避免出现应力集中现象，如果是方形试件，在力学试验的过程中由于其侧面不连续，边界会受影响；2)方便取样，在沥青混合料路面的后期检验当中，需要对路面进行钻芯取样，通常钻取圆柱形的试样较为方便，而且容易取得满足试验要求的试样。[0003]由于沥青混合料是一种由粗集料、细集料、矿粉与沥青，以及外加剂所组成的一种复合型材料。粗集料分布在沥青与细集料所形成的沥青砂中，细集料又分布在沥青与矿粉构成的沥青胶浆中，形成具有一定内摩阻力的多级网格结构。且不同的沥青混合料内部矿料颗粒分布状态、剩余空隙率会使得沥青混合料的结构特征不同，其表现出的性能也不同。[0004]在国内外，基于数值图像处理方法，从细观结构的角度对沥青混合料的各种性能的研究逐渐流行起来，并且是一种能够从其结构本身来解释其具体性能的有效途径。当前获取沥青混料试件图像的主要途径包括以下两种：1)利用数码相机拍照；2)利用X-rayCT扫描。当使用数码相机获取圆柱体试件表面的图像时，如果直接拍照，得到的是一个曲面投影在平面的图像，而不能够充分表达出试件表面的真实图像信息，因为照相机更适合获得平面的图像。对此，有学者提出将圆柱体试件从中间切成两个半圆柱体，利用照相机获取切平面的图像，这样的获取的图像能够真实反应试件的表面情况，但是切割的过程中破坏了试件的完整性，无法进行后续的试验，重新制作试件会造成试件间的差异。利用工业CT可以获取准确清晰的图像，但是工业CT设备价格昂贵，且用于获取试件图像需花费大量的