[发明专利]一种沥青混合料空隙率预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青混合料空隙率预测方法，具体的说是涉及一种基于X-ray CT技术的沥青混合料空隙率预测方法。

背景技术

目前，获取沥青混合料二维图像的方法有很多，较为常用的是采用基于X-ray CT技术获取沥青混合料二维图像，并据此分析为沥青混合料空隙率做了较多工作。但是，一方面因二维CT扫描图像无法还原空隙在沥青混合料内部结构中的真实形态，因此空隙率预测的精度成为困扰研究人员的主要问题；另一方面，采用沿着沥青混合料试件高度方向进行分层CT扫描的方法，若要提高CT扫描的精度，即需要CT分层处理的精度(分层的层数增加)提高，以便获取更为真实的沥青混合料空隙率，如已有的研究采用沿着高度方向每1mm为1个扫描层面，若改成0.1mm为1个扫描层面，则提高了10倍，而这样的后续图像处理分析效率成为了问题。因此在提高CT扫描精度的基础上，如何提高分析计算效率，进而实现沥青混合料空隙率预测更成为了难题。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种基于X-ray CT技术的沥青混合料空隙率预测方法，该预测方法具有计算精度高且参数计算简便、计算效率高等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种沥青混合料空隙率预测方法，其特征在于：

包括如下步骤

①、采用X-ray CT扫描仪沿待测沥青混合料试件的高度方向进行扫描，并将获得扫描信息进行分层处理，以获得待测沥青混合料试件各单层对应的截面图层扫描信息；

②、基于所述沥青混合料试件内部各组分的分布状态，根据上述待测沥青混合料试件各单层对应的截面图层扫描信息，计算待测沥青混合料试件每一单层对应的沥青混合料试件单层计算空隙率以及整体计算空隙率；

③、将经分层处理获得的待测沥青混合料试件沿试件的高度方向依次分为若干段，计算每一段对应的段空隙率，所述段空隙率通过计算每一段内各个单层对应的沥青混合料试件单层计算空隙率的平均值获得；

④、分别计算各段的段空隙率相对于待测沥青混合料试件整体计算空隙率的段贡献值；并将各所述段贡献值与待测沥青混合料试件整体计算空隙率的比值作为评价各段的段空隙率与待测沥青混合料试件整体计算空隙率关系的评价指标，其中各所述段贡献值是指各段对应的段空隙率与各段包含的单层截面图层对应的层数所占试件总层数百分比的乘积，即段空隙率×段内层数所占总层数百分比＝段贡献值；

⑤、根据各所述段贡献值与待测沥青混合料试件整体计算空隙率的关系，建立待测沥青混合料试件整体计算空隙率的预测模型，实现对待测沥青混合料试件整体计算空隙率的预测。

进一步的，所述步骤①中所述分层处理是指基于数字图像处理方法将待测沥青混合料试件对应的扫描信息均匀划分为若干层单层；且在分层后将所述待测沥青混合料试件对应的扫描信息自顶端第一层单层自上至下以及自底端第一层单层自下至上分别剔除一定数量的单层；具体单层的剔除数量由测试者结合分层数量进行自由选择，以不影响计算结果为准。

进一步的，所述步骤②包括如下过程：

基于所述沥青混合料试件内部各组分的分布状态，根据上述待测沥青混合料试件各单层对应的截面图层扫描信息，进行如下计算，

(k＝1,2,3,......,K；l＝1,2,3,......,L；m＝1,2,3,......,M) (1)

式(1)中，K为单层截面图层内空隙数量的总和，L为单层截面图层内粗集料数量的总和，M为单层截面图层内砂浆数量的总和，A_ep为单层截面图层内的有效面积，A_ki为第i层截面图层的空隙面积，A_ji为第i层截面图层内粗集料的面积，A_si为第i层截面图层内砂浆的面积，A_jli为第i层截面图层内第l个粗集料的面积，A_smi为第i层截面图层内第m个砂浆的面积，A_kki为第i层截面图层内第k个空隙的面积值；

同时基于上述待测沥青混合料试件各单层对应的截面图层扫描信息，利用数字图像处理方法计算待测沥青混合料试件各单层对应的空隙面积即A_ki，并利用下述公式(2)计算待测沥青混合料试件的空隙率VV，即

(i＝1,2,3,......,n；k＝1,2,3,......,K)