粗骨料棱角性、表面纹理测量方法及实验对比研究

发布时间：2021-07-21 23:58

　　粗骨料空隙率是影响沥青混凝土强度的核心指标,相关研究表明空隙率直接影响沥青混凝土的抗压强度。粗骨料形态的变化会使其空隙率发生波动,从而直接影响填充空隙所需的浆体,最终引起混凝土拌合物的和易性变化。目前在工程中主要根据JTG E42-2005标准测量粗骨料空隙率,但按标准测量空隙率费时费力,无法实现快速测量。根据标准ASTM C1252可知,空隙率主要受骨料形态的影响,因此研究并寻找最适合表征形态的方法,对快速预测空隙率具有重要的意义。本文通过洛杉矶磨耗实验和空隙率实验对粗骨料棱角性及表面纹理测量方法进行深入研究,并且提出一种新的拟合椭球法的三维棱角性指数。针对本文提出的三种三维棱角性表征方法和三种三维测量表面纹理表征方法分别进行实验对比研究,结果表明:拟合椭球法是其中最适合表征三维棱角性的方法;Z平面体积差法是其中最适合表征三维测量表面纹理的方法。虽然三维表征具有高精度,但是在工程中无法实现快速且批量检测。因此本文自主研发了一套粗骨料形态高效测量平台,并且通过数学公式推导出一种消除粗骨料宏观尺寸影响的拟合椭圆法的二维棱角性指数。针对本文提出的三种二维棱角性表征方法和三种二维测量表面纹理... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

论文研究内容的主要技术线路图

第2章粗骨料形态高效测量平台的软硬件设计及对比11第2章粗骨料形态高效测量平台的软硬件设计及对比为了在工程应用中实现粗骨料二维形态参数的高效测量，本章开发了一套粗骨料形态高效测量平台。针对粗骨料形态高效测量平台的工作需求，详细介绍了平台的软硬件设计过程，并且阐述了关键器件的选型依据和步进电机及螺旋杆的运动控制过程。本章介绍了超景深显微镜VHX-6000的工作原理，主要用来测量粗骨料的三维形态参数，其主要特点有只能对单颗粒测量，测量精度高、速度慢，因此无法适用于工程应用中粗骨料的形态参数的高效测量。为了验证粗骨料形态高效测量平台的测量参数的精确性，本章将粗骨料形态高效测量平台与超景深显微镜VHX-6000进行对比。粗骨料形态高效测量平台的软硬件设计及对比流程图如图2.1所示。图2.1粗骨料形态高效测量平台的软硬件设计及对比流程图2.1粗骨料形态高效测量平台的硬件设计2.1.1测量平台的硬件结构为了在工程应用中实现粗骨料形态参数的高效测量，本章需要开发一套可以快速且精确测量粗骨料形态的测量平台。为了获取粗骨料形态参数，需要测量粗骨料的边界轮廓和高度轮廓，因此需要使用CCD相机和线性轮廓扫描仪。

华侨大学硕士学位论文12为了实现粗骨料颗粒的移动，需要使用步进电机和螺旋杆。粗骨料形态高效测量平台的原理图如图2.2所示，测量平台硬件主要包括：主机、工业相机及镜头、线性轮廓扫描仪、控制器、步进电机、光源载物台、螺旋杆、限位开关。图2.2粗骨料形态高效测量平台的原理图如图2.2所示，工业相机及镜头、线性轮廓扫描仪分别设置在光源载物台的上方，螺旋杆与光源载物台相连，步进电机带动螺旋杆转动使得光源载物台沿着螺旋杆的长度方向平移；限位开关沿着螺旋杆的长度方向设置在光源载物台的两侧，用于限制光源载物台的移动位移；控制器用来设置步进电机及螺旋杆的运行参数；步进电机、工业相机及镜头、线性轮廓扫描仪都与主机相连，通过主机可以人为控制工业相机及镜头、步进电机和线性轮廓扫描仪进行操作。如图2.2所示，粗骨料形态高效测量平台中的工业相机及镜头主要是用来拍摄粗骨料图片。图像预处理过程如图2.3所示，将图片经过图像二值化、图像填充和图像轮廓提取等图像预处理步骤后可以获得粗骨料的边界轮廓。(a)原始图片(b)图像二值化


本文编号：3296024