基于CT数字图像处理技术的沥青混合料冻融循环作用下的细观损伤研究
发布时间：2021-12-17 20:13
随着我国公路网日益完善,高速公路在我国道路建设中起着越来越重要的作用,高速公路通常铺设在野外,受自然因素影响较大。我国北方大面积为季冻区,高速公路的路用性能在行车荷载和冻融循环共同作用下快速下降,提高道路抗冻性和耐久性刻不容缓。随着对道路材料研究的不断深入,对沥青混合料的研究逐渐由宏观层次向细观层次转移。传统研究方法无法反映混合料真实内部结构的变化,为分析冻融循环下的混合料细观损伤机理及内部结构变化,需借助CT扫描等无损检测手段进行研究。本文结合吉林省交通科技项目“水-温耦合作用下玄武岩纤维沥青混凝土损伤特性及机理研究”,对玄武岩纤维SMA-13混合料和木质素纤维SMA-13混合料的抗冻融能力进行研究。首先从宏观层次入手,研究两种沥青混合料的空隙率和力学指标随冻融循环的变化规律;然后借助CT机获取两种沥青混合料在不同冻融损伤周期的扫描图像,使用数字图像处理技术对扫描图像进行处理,分析试件的内部结构随冻融循环的变化规律。本文所做的研究工作如下:1.在SMA-13中添加玄武岩纤维和木质素纤维,测试原材料性能,对两种沥青混合料进行配合比设计;2.对冻融循环损伤实验条件进行拟定,主要分析并确定...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
马歇尔稳定度测定仪
渐与合并的空隙形成动态平衡，沥青混维比掺加木质素纤维的沥青混合料稳乱无序分布在混合料中，使混合料结而降低混合料的损伤。路面承受在夏季高温、雨水，冬季冰用下导致路面结构松散，产生开裂等以反映沥青混合料的水稳定性。2011 中沥青混合料的冻融劈裂试验方期进行测试，每组平行试验的试件为 ，试验仪器如图 3.6。
如成像信号、噪声、设备及其运行环境、成像参数选择、操作人员技术能力等，其中任何方面出现问题都将对最后获取的图像产生影响，使图像处理难度增加。在对人进行 CT 扫描时要考虑辐射量的大小，本试验为对沥青混合料进行扫描，不需考虑辐射对人的危害，只需考虑成像质量和机器性能限制。本小节对扫描参数进行选定，通过对不同参数下的 CT 成像效果进行对比，最终选取合适的扫描参数，以此来提高图像质量。1.扫描层厚度CT 扫描图像是将扫描物体的三维空间信息转换为二维平面信息，是一定厚度内的体层的图像。以 CT 值反映扫描物质的密度，物质的 CT 值越高相当于密度越高，理论上高密度信息将掩盖低密度信息。例如小于层厚的空隙，其图像信息将会被沥青胶浆或集料信息所掩盖，从而使扫描结果与真实结构有一定差异，随着扫描层厚度变薄，图像内细节信息增多，扫描结果逐渐趋于材料内部的真实结构，但是由于细节增多，在对图像进行处理时难度也会增大，故在扫描层厚度的选择上应根据需要确定，不能一味追求减小扫描层厚度，不同扫描层厚度对比如图 4.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维与木质素纤维复合SMA路用性能试验研究[J]. 许庆祥,刘朝晖,柳力,张允宝. 公路与汽运. 2017(02)
[2]冻融循环作用对乳化沥青冷再生混合料抗剪性能的影响[J]. 李志刚,郝培文,徐金枝. 材料导报. 2016(10)
[3]CT测试沥青混合料成型方式对空隙率影响研究[J]. 杨三强,刘娜,朱厚江,纪伦. 交通科学与工程. 2016(01)
[4]聚酯纤维对硬质沥青混合料增柔增韧性及改性机理试验研究[J]. 王宏. 公路. 2016(03)
[5]基于MATLAB沥青混合料碎石级配的检测方法[J]. 李强,邵成,刘雄. 交通科学与工程. 2015(02)
[6]数字图像处理技术在沥青混凝土级配中的应用[J]. 黄晓晨. 山西建筑. 2015(18)
[7]基于Otsu算法的图像阀值自动选取算法研究与应用[J]. 任晓娜. 电子设计工程. 2015(11)
[8]基于统计损伤理论的沥青混合料的蠕变模型[J]. 刘俊卿,李倩,李红孝. 公路交通科技. 2014(08)
[9]改进的分水岭图像分割算法[J]. 孙惠杰,邓廷权,李艳超. 哈尔滨工程大学学报. 2014(07)
[10]冻融循环对沥青混合料力学性能的影响[J]. 李兆生,谭忆秋,吴思刚,杨福祺. 哈尔滨工程大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]矿料性质及其对沥青混合料高低温粘弹性能的影响研究[D]. 陶敬林.吉林大学 2017
[2]沥青混合料水—温—光损伤特性及检测方法研究[D]. 张鹏.吉林大学 2015
[3]聚丙烯腈纤维在沥青混合料路面中的应用研究[D]. 姚立阳.兰州理工大学 2012
[4]基于界面行为的多孔沥青混合料冻融损伤特性研究[D]. 易军艳.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]水—温耦合作用下玄武岩纤维沥青混合料损伤特性研究[D]. 王树荣.吉林大学 2017
[2]玄武岩纤维SMA-13混合料设计及路用性能试验研究[D]. 倪萍.吉林大学 2017
[3]玻璃纤维对温拌沥青混合料路用性能的影响研究[D]. 黄剑飞.重庆交通大学 2016
本文编号：3540856
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
马歇尔稳定度测定仪
渐与合并的空隙形成动态平衡，沥青混维比掺加木质素纤维的沥青混合料稳乱无序分布在混合料中，使混合料结而降低混合料的损伤。路面承受在夏季高温、雨水，冬季冰用下导致路面结构松散，产生开裂等以反映沥青混合料的水稳定性。2011 中沥青混合料的冻融劈裂试验方期进行测试，每组平行试验的试件为 ，试验仪器如图 3.6。
如成像信号、噪声、设备及其运行环境、成像参数选择、操作人员技术能力等，其中任何方面出现问题都将对最后获取的图像产生影响，使图像处理难度增加。在对人进行 CT 扫描时要考虑辐射量的大小，本试验为对沥青混合料进行扫描，不需考虑辐射对人的危害，只需考虑成像质量和机器性能限制。本小节对扫描参数进行选定，通过对不同参数下的 CT 成像效果进行对比，最终选取合适的扫描参数，以此来提高图像质量。1.扫描层厚度CT 扫描图像是将扫描物体的三维空间信息转换为二维平面信息，是一定厚度内的体层的图像。以 CT 值反映扫描物质的密度，物质的 CT 值越高相当于密度越高，理论上高密度信息将掩盖低密度信息。例如小于层厚的空隙，其图像信息将会被沥青胶浆或集料信息所掩盖，从而使扫描结果与真实结构有一定差异，随着扫描层厚度变薄，图像内细节信息增多，扫描结果逐渐趋于材料内部的真实结构，但是由于细节增多，在对图像进行处理时难度也会增大，故在扫描层厚度的选择上应根据需要确定，不能一味追求减小扫描层厚度，不同扫描层厚度对比如图 4.2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玄武岩纤维与木质素纤维复合SMA路用性能试验研究[J]. 许庆祥,刘朝晖,柳力,张允宝. 公路与汽运. 2017(02)
[2]冻融循环作用对乳化沥青冷再生混合料抗剪性能的影响[J]. 李志刚,郝培文,徐金枝. 材料导报. 2016(10)
[3]CT测试沥青混合料成型方式对空隙率影响研究[J]. 杨三强,刘娜,朱厚江,纪伦. 交通科学与工程. 2016(01)
[4]聚酯纤维对硬质沥青混合料增柔增韧性及改性机理试验研究[J]. 王宏. 公路. 2016(03)
[5]基于MATLAB沥青混合料碎石级配的检测方法[J]. 李强,邵成,刘雄. 交通科学与工程. 2015(02)
[6]数字图像处理技术在沥青混凝土级配中的应用[J]. 黄晓晨. 山西建筑. 2015(18)
[7]基于Otsu算法的图像阀值自动选取算法研究与应用[J]. 任晓娜. 电子设计工程. 2015(11)
[8]基于统计损伤理论的沥青混合料的蠕变模型[J]. 刘俊卿,李倩,李红孝. 公路交通科技. 2014(08)
[9]改进的分水岭图像分割算法[J]. 孙惠杰,邓廷权,李艳超. 哈尔滨工程大学学报. 2014(07)
[10]冻融循环对沥青混合料力学性能的影响[J]. 李兆生,谭忆秋,吴思刚,杨福祺. 哈尔滨工程大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]矿料性质及其对沥青混合料高低温粘弹性能的影响研究[D]. 陶敬林.吉林大学 2017
[2]沥青混合料水—温—光损伤特性及检测方法研究[D]. 张鹏.吉林大学 2015
[3]聚丙烯腈纤维在沥青混合料路面中的应用研究[D]. 姚立阳.兰州理工大学 2012
[4]基于界面行为的多孔沥青混合料冻融损伤特性研究[D]. 易军艳.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]水—温耦合作用下玄武岩纤维沥青混合料损伤特性研究[D]. 王树荣.吉林大学 2017
[2]玄武岩纤维SMA-13混合料设计及路用性能试验研究[D]. 倪萍.吉林大学 2017
[3]玻璃纤维对温拌沥青混合料路用性能的影响研究[D]. 黄剑飞.重庆交通大学 2016
本文编号：3540856
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