[发明专利]精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法

说明书

本发明涉及一种通过三维扫描重建技术获得骨料的三维实体模型进而精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法，本发明首先扫描并重建包覆沥青前、包覆沥青水煮后的骨料高精度三维实体模型以及水煮后残留在骨料表面的沥青高精度三维实体模型；之后计算三个实体模型的表面积；最后用得到的三个面积计算得到精确的骨料表面沥青包覆面积和包覆率，本发明的特点在于：1)可获得骨料表面沥青包覆面积的精确值；2)可得到骨料表面沥青包覆率的精确结果，为确定沥青与骨料的黏附性等级提供精确依据；3)适用于各类不规则形状骨料，本发明在沥青混凝土工程中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及沥青混凝土技术领域，具体为一种通过三维扫描重建技术精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法。

背景技术

沥青混凝土被大量应用于公路工程和水利工程中。沥青与骨料的黏附性是影响工程使用寿命的重要因素。从20世纪30年代以来，科研工作者提出了许多评定沥青与骨料黏附性的试验方法，最常用的是水煮法，即骨料表面包覆沥青后在微沸的水中浸煮3分钟时间，取出骨料，通过肉眼观察估计骨料表面的沥青包覆率(即骨料表面被沥青包覆的表面积与骨料被包覆前的初始表面积的比值)，进而确定沥青与骨料的黏附性等级。但由于骨料形状不规则，肉眼估计方法受观察者的经验影响非常大，估得的骨料表面沥青包覆率误差很大，影响沥青与骨料黏附性等级的评定；同时肉眼也无法确定骨料表面的沥青包覆面积。

基于此，本发明提供了精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：精确确定骨料表面沥青包覆面积和包覆率的方法，包括以下具体步骤：

S1：利用三维扫描重建技术和三维实体布尔运算，获得骨料在包覆沥青前、包覆沥青水煮后的高精度三维实体模型，以及水煮后骨料表面残留沥青的高精度三维实体模型；

S2：利用数字图像处理技术获得包覆沥青前的骨料初始表面积S₀、包覆沥青水煮后的骨料和残留沥青的总表面积S₁以及水煮后骨料表面残留沥青外表面积S₂；

S3：基于S₀、S₁和S₂，计算得到骨料表面沥青包覆面积S和包覆率R。

优选的，获取所述骨料三维实体模型的三维扫描重建技术包括以下两步：对骨料进行扫描，获得完整的骨料表面三维点云数据；对三维点云数据进行三角网格化重构骨料的表面信息，得到由三角形面片围成的高精度骨料三维实体模型。

优选的，所述三维实体模型的各表面积是通过计算实体模型表面所包含的三角形面片的总面积得到的精确值。

优选的，所述骨料表面沥青包覆面积S即骨料被沥青包覆的表面积，是通过计算包覆沥青前的骨料初始表面积S₀和水煮后未被沥青覆盖的表面积的差值得到的精确值，所述水煮后未被沥青覆盖的表面积是通过计算包覆沥青水煮后的骨料和残留沥青的总表面积S₁与水煮后骨料表面残留沥青外表面积S₂的差值得到的精确值。

优选的，所述包覆率R是通过计算骨料表面沥青包覆面积S和包覆沥青前的骨料初始表面积S₀的比值得到的精确值。

优选的，所述三维扫描重建技术所用光源为白光、蓝光、红光、紫光、激光、结构光、调变光中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、可以精确得到骨料表面沥青包覆面积。本发明所用的三维扫描技术的扫描识别精度为0.05mm，可得到骨料表面沥青包覆面积的精确值；