摘 要：為研究混凝土路面骨料外露外露分布狀況的問題，文章采用數(shù)字圖像技術(shù)獲得路面外露骨料的數(shù)字圖像信息，然后根據(jù)骨料的形態(tài)特征分析圖像中骨料的外露形狀，計算其外露面積、粒徑等，最后分析評價路面外露骨料均勻性。

關(guān)鍵詞：路面；數(shù)字圖像；均勻性

中圖分類號：U416.216 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0167-02

瀝青路面及水泥混凝土路面，為增加其抗滑特性，可以將骨料外露，形成粗糙的表面，摩擦力大大增加，適用于長陡坡路面及隧道路面。

國內(nèi)外對骨料外露情況進行了很多分析研究，但是目前還沒有關(guān)于骨料外露分布狀況較好的評價方式。以前對于外露骨料的分布，通常是人工現(xiàn)場查看的方法，受各種因素影響很大，無法很好的評價路面骨料外露具體的分布程度。本研究引入數(shù)字圖像技術(shù)，利用其準確、方便的特點，研究外露骨料分布情況，為評價外露骨料施工質(zhì)量提供相關(guān)參照依據(jù)。

1 研究路面外露骨料分布狀況

以往研究外露骨料都是劃定大約10×10 cm范圍的區(qū)域，人工計算粒徑在5 mm以上的骨料個數(shù)，主觀性影響因素太大；另外，10×10 cm的范圍太小，其結(jié)果不能反映整個路面外露骨料的分布狀況。

1.1 數(shù)字圖像采集

使用數(shù)碼相機采集圖像，將校準條放在相關(guān)測點一旁，在同一畫面內(nèi)拍下測點區(qū)域、校準條的圖像，拍攝時鏡頭應盡量與路面平行，原始的骨料外露圖像如圖1所示。

數(shù)字圖像中物體尺寸與原始尺寸不符，需要用校準條來還原成原始尺寸。

1.2 圖像噪聲處理

外露骨料的邊緣檢測很難處理，因為實際信號有噪聲，圖像中的噪聲對數(shù)據(jù)的分析影響很大，需要對圖像進行噪聲處理。通常采用的是平滑和銳化預處理。平滑處理是為了消除圖像中的干擾因素，強化圖像特征，改善其質(zhì)量。銳化處理是為了增加圖像的邊緣特性，便于識別和處理。

1.3 提取外露骨料圖像

自然界景物圖像都具有自己獨特的形狀特征。這主要是因為不同的物體是由不同的材質(zhì)組成的，不同材質(zhì)構(gòu)成的物體具有不同的光線吸收和反射特性，利用形態(tài)學原理提取外露骨料圖像，簡化圖像數(shù)據(jù)，在保持其基本形狀特性不變的基礎(chǔ)上，可以防止與研究目的無關(guān)的圖像其余部分的干擾。

利用基于外露形態(tài)特征的圖像分割方法，可以將外露骨料形狀提取出來（如圖3所示），并計算骨料外露的個數(shù)、面積。

通過計算機計算外露的面積Si（i=0，1，2，3…），假定外露骨料為圓形，通過公式Ri=2×■計算外露骨料的近似直徑。提取的外露骨料圖像如圖2所示，外露骨料分析見表2。

計算機計算糾正了人工計算時漏算或者重復計算的部分，降低了主觀因素的干擾。同時更加快捷、方便，不需要在現(xiàn)場花費大量時間。

2 外露骨料分布均勻性的分析

級配不好、施工不當都會引起外露集料分布的不均勻，通過分析，可以為施工質(zhì)量提供相關(guān)的依據(jù)。

2.1 不同路段外露骨料均勻性分析

采用同一級配、不同路段采集的范圍為20 cm×20 cm區(qū)域的外露骨料分布圖像。采用圖像處理如圖3和圖4所示，可以擴大計算范圍，準確度更高，更具代表意義。

骨料外露分布對照見表2，盡管路段1、路段2的骨料外露個數(shù)接近，但是路段2骨料外露面積要大于路段1骨料外露的面積，原因是路段2中直徑在10～20 mm骨料外露個數(shù)要大于路段1的10～20 mm骨料外露個數(shù)。按照粒徑將外露骨料分為不同粒徑區(qū)域，計算每個粒級區(qū)域內(nèi)骨料外露的個數(shù)，見表3。

從上表可以看出，在換算成標準圓后，外露骨料直徑大多集中在5～15 mm的直徑區(qū)域內(nèi)。

2.2 骨料外露分布的評價方法

采用相關(guān)系數(shù)法表征路面骨料外露的分布狀況。

？籽XY=■=■（i=1，2，3…）

相關(guān)系數(shù)是表征變量之間相關(guān)程度的指標，在外露骨料個數(shù)相差不大的情況下，用來分析兩組數(shù)據(jù)的密切程度。對路段1、路段2骨料外露分布分析結(jié)果見表4。

從上表可以看出，盡管路段1、路段2骨料外露個數(shù)相似，但路段1的外露骨料平均直徑要比路段2的外露骨料平均直徑小。因此，路段2的骨料外露面積要大于路段1骨料的外露面積。

3 結(jié) 語

①利用數(shù)字圖像技術(shù)，可以將骨料外露面積和骨料外露個數(shù)結(jié)合起來分析骨料外露的分布狀況。

②計算機計算分析，可避免人的主觀性影響，測量數(shù)值穩(wěn)定；同時此方法擴大了路面骨料外露面積的計算范圍。工程應用結(jié)果表明，此方法可以快速、準確的了解骨料外露的分布情況，對于指導路面施工、提高施工質(zhì)量具有非常重要意義。

③通過相關(guān)系數(shù)指標的計算可以分析兩幅圖像骨料外露分布的密切程度。

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