基于数字图像技术的沥青混合料细观结构研究进展#焦丽亚，左娜，杨军，王晓**5101520253035（东南大学交通学院，南京210096）摘要：本文介绍了数字图像处理技术的定义及沥青混合料内部结构图像的获取方法，并综述了利用数字图像技术分析沥青混合料内部结构特性，包括集料形状、分布、接触性能及空隙等方面的研究，同时，还简要介绍了沥青混合料细观结构的数值模拟，最后提出了目前研究中的几点不足，并展望了沥青混合料细观结构未来的研究方向。关键词：沥青混合料；细观结构；图像处理；数值模拟中图分类号：U414AdvancesinMicrostructureStudyonAsphaltMixtureUsingDigitalImageProcessingJIAOLiya,ZUONa,YANGJun,WANGXiao(SchoolofTransportation,SoutheastUniversity,NanJing210096)Abstract:Inthispaper,thedefinitionofdigitalimageprocessingandaccessestointernalstructureimageofasphaltmixturewereintroduced.Thereviewofresearchoninternalstructurecharacteristicssuchasaggregatedistribution,contactsandairvoidwaspresented.Numericalsimulationonmicrostructureofasphaltmixturewasalsodiscussed.Finally,someproblemsandthetrendsinmicrostructurestudyonasphaltmixturewereproposed.Keywords:asphaltmixture;microstructure;digitalimageprocessing;numericalsimulation0引言沥青混合料是典型的非均质材料，主要由集料、胶浆和空隙组成。目前的沥青混合料设计方法主要侧重于研究沥青混合料宏观品质（级配、空隙率、密度、沥青含量等）与路用性能间（高温抗车辙、低温抗裂、疲劳等）的关系，然而，沥青混合料的细观结构对沥青混合料的宏观性能起到非常重要的影响作用，这在当前的设计法中并未得到充分考虑。沥青混合料细观结构研究是阐述沥青混合料宏观特征的理论基础和重要方法（Landis等人[1],1999)，X-rayCT无损检测技术的发展及图像技术水平的提高则为精确化、数字化研究沥青混合料内部结构提供了很大帮助。国内外对这方面的研究已经开展，本文尽可能总结已有的研究成果，为进一步的研究奠定基础。1数字图像处理技术简介数字图像处理技术是通过扫描仪或数码相机将一幅连续的图像离散为计算机可以处理的信息，并对此信息进行各种操作处理，以达到某一效果的过程[2]。数字图像处理有两部分组成：物理图像转换为对应的数字图像和通过各种运算法则从数字图像中提取有用的信息。在每个像素位置，图像的亮度被采样和量化，从而得到图像对应点上表示其亮暗程度的一个整数值，每个像素具有两个属性：位置和灰度。图像处理技术有三大步骤：首先是获取图像；然后是对图像进行处理，通过平滑、锐化、阈值分割等操作使---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（20120092110053）作者简介：焦丽亚，（1991-），女，硕士在读，路面材料。通信联系人：杨军，（1968-），女，东南大学教授，道路与铁道工程。yangjun@seu.edu.cn-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---40455055画质增强；最后是对图像进行分析，获取所需要的特征参数。图1表示了这一过程。图1图像处理流程图Fig.1Imageprocessingflowchart数字图像处理技术在沥青混合料内部结构特性分析的探索使用，有着其理论意义和经济效益，可极大地提高测量分析的精度和效率，实现信息采集的自动化和智能化，能够确保合理选用道路工程材料，避免浪费，节省了人力和物力[3]。由于数字图像处理技术的自动化、客观化和定量化，有效地克服了传统设计中主观性强、误差大的缺陷，有着显著的实用价值。2X-rayCT无损伤扫描CT技术是利用X射线穿透物体断面进行旋转扫描，如图2所示，收集X射线经过此层面不同物质衰减后的信息，进行放大和模数转换后，由计算机在CT的探测空间范围内，与空间某点相关的各个方向射线进行空间解算，得出与该点X射线吸收系数μ直接相关联的数值CTp，从而形成一幅物体层面的μ数字图像，扫描获得的CT图片分辨率取决于试件的尺寸和试件的属性，物质的密度越大，CT数值越大...