文档介绍：长安大学
硕士学位论文
基于数字图像处理技术的沥青混合料组成特性研究
姓名:姚秋玲
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:孙朝云
20040101
摘要本文以沥青混合料组成特性的检测为研究课题。首先对问题提出的背景和国内外研究现状进行了简单介绍,在分析了数字图像处理基础理论与相关技术基础上,对数字图像处理技术在沥青混合料组成结构上构应用进行了系统的研究,分析比较了所用方法的特点及需要解决的问题,建立低车娜砑峁购椭饕4流程细框图,并对各模块进行了编程调试与实现,对处理结果进行比较分析,从中选择了最适合本课题研究的处理方法,建立了一套可行的获取沥青混合料组成特性的方法,并用编程语言进行了应用系统的开发与实现。沥青混合料的数字图像处理主要研究工作是分离空隙、沥青和集料,获得这些材料成分在总体积中所占的比例,计算不同粒径的集料颗粒在沥青混合料中的体积百分比,并对采用该方法所得到的计算结果进行了误差分析,提出并建立了沥青混合料特征识别系统,该系统的建立为沥青混舍料的质量评估提供了科学依关键词:数字图像处理沥青混合料图像增强图像分割数学形态学据。
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第一章绪沦研究背景——掺有ァチで喑煞值氖已移讨访妫琲褪橇で嗷旌狭系某巍V螅沥青混合料是一种复杂的多种成分的材料,由沥青、粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成,它的使用由来已久。年,巴黎首次使用岩沥青混合料岩沥青大量地使用于纽约、伦敦等地。随着沥青在道路建设中实验和探索的成功,又出现了海沥青混合料和石油沥青混合料等。如今,沥青混合料在道路材料中使用量仍是三大的。随着交通运输业的迅速发展,,开发新型沥青路面结构材料。尽管自世纪年代以来,国内外许多学者在沥青混合料方面做了大量的研究,但是由于沥青是一种成分比较复杂的无定型高分子化合物的混合物,同时沥青路面又是工作在复杂多变的气候:蚤件与交通荷载的情况下,如何将各种情况下沥青路面的使用品质同沥青及沥青棍合料的性能指标联系起来,尚需进行大量的工作。研究表明沥青混合料中的集料碎石、沥青砂胶与空隙的体积组成百分率具有决定作用⋯。合理的体积组成不仅可以显著提高沥青混合料的力学性能,同时可以平衡对于沥青混合料多元技术要求的复杂矛盾,如何直接测定沥青混合料中的体积组成特性,已成为当前沥青路面技术领域中最重要的一个研究方向。目前,沥青混合料检测技术的研究已经引起广泛重视。而且,随着科技的飞速发展,新兴科学不断涌现,新技术、新理论和新方法层出穷,所以人们考虑吸取一些新的研究技术用于沥青混合料的测量上,这其中就罄ㄊ滞枷翊砑际酢数字图像处理技术起源于世纪年代,其后取得了很大的进展,其应用范围越来越广泛,在多个领域都取得了巨大的成功和显著的经济效益“D壳耙成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域各学科之间学习和研究的对象。例如通过分析资源卫星得到的照片可以获得地下矿藏资源的分布及埋藏量:利红外线、微波遥感技术可侦察
国内外研究现状对沥青混合料实验研究方面,年出现了沥青混合料的最初试验方法一一狥方法,后来由于沥青路面结构层使用了颗粒较粗的碎石,于是到隐蔽的军事设备;湎逤压惴河τ糜诹俅舱锒希捎谒傻玫饺颂迥诓器官的断层图像,因此,可准确地断定病灶位置,为诊断和治疗疾病带来了极大的方便。数字图像处理技术的特点和优势有:枷裥畔⑹羰泳跣畔ⅲ侨嗣腔袢⌒息的重要手段,它的信息量大,传播速度快,作用距离远,对人类来说非常重要。硭俣瓤欤ǘ雀撸砟谌莘岣唬淼耐枷裰柿坎换嵬嘶梢越行复杂的运算,如非线性处理等。谷嗣悄芄淮右酝丛臃彼龅拇矸治龉作中解脱出来,把工作交给计算机去完成。这不仅能使人们把时间花在更有用的工作上,而且用计算机来分析和处理图像可以得到更准确,更完善的效果。提出了修正的狥方法。在第二次世界大战期间提出的马歇尔试验方法如今已经成为各国的沥青混合料设计的主要方法。后来又出现了维姆法、单轴压缩试验法、三轴压缩试验法、椒ǖ取近十多年来,由于对按体积设计沥青混合料理论广泛而深入的研究,沥青混合料体积组成特性受到了重视并竞相开展了相关的研究Ⅲ。国内已形成了一些初步的研究成果,如鞴橇咸畛法。国外,以美国技术成果为代表的全新沥青混合料理论体系尤其强调了沥青混合料组成成分的体积指标,并将其集料空隙⒘で嗵畛渎及空隙率等体积指标作为设计沥青混合料的主要控制参数。近年来,这一理论得到了不断深入研究和越来越』。泛地推广,然而,技术评价和检测手法的不完善制约了该技术的发展,如在设计初期提出的、等体积指标值,设计过程中不得不通过重量比例关系间接得到,而由于密度的测量方法众多,且误差较难控制,常常致使设计结果偏差较大,这就是所谓的按