[发明专利]一种基于红外图像的沥青路面摊铺均匀性评价方法

说明书

本发明公开了一种基于红外图像的沥青路面摊铺均匀性评价方法，用于评价新建沥青路面以及就地热再生沥青路面的混合料摊铺均匀性，包括如下步骤：（1）选取目标区域，使用高精度红外热像仪拍摄，获取红外图像；（2）使用MATLAB软件对红外图像进行处理；（3）以处理后的红外图像为基础，计算目标区域内沥青混合料负纹理面积占比以及分布情况，对目标路段摊铺均匀性进行评价。相比传统数码图像评价技术，本发明能有效避免不均匀光照干扰，可对不同类型的路面离析进行评价，操作简单、结果直观、评价准确。

技术领域

本发明属于沥青路面建设及养护技术领域，具体涉及一种基于红外图像的沥青路面摊铺均匀性评价方法。

背景技术

沥青混合料由沥青和不同级配的矿料组成的混合物，由于施工、级配不合理等引起的混合料不均匀现象，称为离析。离析对于路面使用性能影响大，混合料内部出现离析车辙发展速度较快，混合料表层离析容易出现水损型病害。

目前，沥青路面混合料摊铺均匀性的检测方法很多，主要有视觉识别、铺砂试验、无核密度仪、数字图像识别等方法。视觉观测法往往凭经验判定，不同观测者的判断标准不统一，误差较大，且在实际应用中，往往以车道宽度范围作为观察尺度进行判断，局部小面积离析难以观察；铺砂试验法原理简单，通过检测构造深度判别离析，试验操作简单、结果准确，但是工作量巨大，且试验后大量砂残留影响沥青路面美观；无核密度仪是一种无损检测技术，通过检测混合料密度判别离析，尤其可以判别深度方向的离析，对沥青路面表面离析判别不准，且试验结果变异性较大。

数字图像评价沥青路面摊铺均匀性属于近来兴起的检测技术，1995年，ZhongQ.YBekking等运用图像处理技术对混合料粗集料细观结构进行测量，开创了数字图像技术在道路材料领域使用的先河。彭勇等人利用图像处理技术，首次分析了沥青混合料中集料的分布状态，提出从沥青混合料中集料的分布位置和分布数量两方面综合考虑，该方法可以定量评价沥青混合料的均匀性。梁乃兴等人以数字图像中9.5mm粒径以上集料的沥青混合料为基础，采用对图像四边求静矩然后求变异系数的方式建立沥青摊铺均匀性的评价标准。数字图像评价沥青路面摊铺均匀性时存在一些问题，首先数字图像的处理结果受阳光影响巨大，极易因不均匀光照引起结果的误差，其次数字图像经处理后仅考虑9.5mm粒径以上集料的分布状态，使用存在一定的局限性。

红外热像仪采用红外阵列探测器上光敏元件，将测量目标区域物体发出的不可见红外能量转变为可见红外图像，红外图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度，红外图像受阳光影响较小，避免数字图像因光照导致的结果偏差。

正纹理指沥青路面平整表面，负纹理指沥青路面凹陷部位，摊铺后的压实过程，由于压路机与沥青路面正纹理直接接触传热，且路表纹理中有水分残留，因此沥青路表正纹理和负纹理存在温度差，采用高精度红外热像仪所成红外图像可清晰分辨正负纹理。

负纹理面积占比与构造深度有强相关性，对于同一种沥青混合料类型，构造深度越大，负纹理面积占比越大，当负纹理面积占比过大时可能出现粗集料离析，负纹理面积占比过小时可能出现细集料离析，均表现为摊铺均匀性差。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于红外图像的沥青路面摊铺均匀性评价方法，可以准确、全面、定量、快捷地对沥青路面摊铺均匀性进行检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于红外图像的沥青路面摊铺均匀性评价方法，包括如下步骤：

(1)选取目标区域，使用高精度红外热像仪拍摄，获取红外图像。

(2)使用MATLAB软件对红外图像进行处理。

(3)以处理后的红外图像为基础，计算目标区域内沥青混合料负纹理面积占比以及分布情况，对目标路段摊铺均匀性进行评价。

所述的步骤(1)中，获取红外图像包括以下步骤：