基于数字图像处理技术的沥青混合料内部粗集料接触状态分析

满新耀 易强 邹晓明

摘要：为研究不同成型方式的沥青混合料内部粗集料之间的接触差异，文章对采用马歇尔击实方法和旋转压实方法制作的SMA-13沥青混合料试件和现场面层取芯试件进行高精度工业CT扫描，获得含有试件内部结构信息的连续CT断层图像，并结合数字图像处理系统（ipas-2）提取接触点数量、接触面积和接触角度3个参数用以描述混合料内部集料的接触特性。结果表明：马歇尔击实法成型的试件内部粗集料之间的接触比较充分，可形成较好的骨架，现场压实的取芯试件粗集料之间接触效果次之，旋转压实较差。这从微观层面上解释了实际工程中适当增加粗集料含量或碾压遍数可以提高沥青混合料的抗车辙性能这一情况。

关键词：沥青混合料;粗集料接触特性;数字图像处理;压实方法

0 引言

沥青路面已成为我国高等级公路建设中主要的路面形式。粗细集料、沥青砂浆和空隙构成沥青混合料内部极其复杂的微观结构。研究表明沥青混合料内部荷载的传递主要由骨料和砂浆的相互作用以及相邻骨料之间的接触状态所确定，骨料和砂浆几何参数及其相互作用机制的改变会影响沥青混合料应力-应变的分布[1]。沥青混合料内部粗集料之间的接触面积、接触区域的数量及接触方向等接触特性对其内部应力分布有较大影响[2]。

意识到粗集料接触状态对混合料性能的巨大影响，先后有科研工作者通过切割试件，利用数码相机获取沥青混合料断面图像，通过处理这些图像来研究混合料内部集料接触的特点[3-5]。……