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1、ICS93.080.01CCSP6615内蒙古自治区地方标准DB15/T28882023集料形态特征测试与评价技术规程Technicalspecificationfortestingandevaluationofmorphologicalcharacteristics2023-02-27发布2023-03-27实施内蒙古自治区市场监督管理局发布DB15/T28882023目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14一般规定.25粗集料形态特征测试指标的计算方法.2基本参数.2针片状颗粒含量.2轴向系数.2棱角值.2凸度.36粗集料形态特征的自动化测试技术.3测试场景说明.3测
2、试设备要求.3测试样本取样.5测试系统标定.5测试步骤.5复测验证.57数据分析.5数据处理.6结果应用.68报告编写.6编制要求.6编制内容.6附录A(资料性)粗集料形态特征自动化测试工作记录表.8IDB15/T28882023集料形态特征测试与评价技术规程1范围本文件规定了公路工程用粗集料形态特征测试技术的基本要求,包括粗集料形态特征的测试指标、测试方法、自动化测试技术等。本文件适用于公路工程粗集料形态特征的科学快速精准测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本
3、(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T14685建设用卵石、碎石JJF1593针状、片状规准仪校准规范JTGD50公路沥青路面设计规范JTGE42公路工程集料试验规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。粗集料形态特征morphologicalofcoarseaggregate主要包括针片状颗粒含量、凸度、轴向系数以及棱角值四个方面。形态特征测试设备detectionequipmentofmorphologicalcharacteristics能批量获取粗集料颗粒的2D二值图像和3D图像等信息,并能通过实时或后处理的信息处理方式,获取粗集料针片状颗粒含量、凸度、轴向系数以及棱角值的测试设
4、备。轴向系数axialfactor表征粗集料针片状特性的参数。轴向系数为集料轮廓投影的等效椭圆主轴L和次轴W的比值。棱角值angularityvalue1DB15/T28882023表征粗集料棱角性的参数。利用2D二值图像识别计算出粗集料颗粒的外切多边形周长PC与等效椭圆周长PE之比值的平方。凸度convexityratio表征粗集料棱角性的参数。利用2D二值图像识别计算出粗集料颗粒的实际表面积SA与其外切多边形面积SC比值的平方根。4一般规定粗集料形态特征测试应做到自动化测试和标准化作业。本方法适用于粗集料针片状颗粒含量、轴向系数、凸度和棱角值的自动化测试与评价。粗集料形态特征测试的粒径范围
5、应为4.75mm37.5mm。粗集料形态特征测试结果认定以针片状颗粒含量为主要指标,轴向系数、凸度和棱角值为辅助性指标。粗集料针片状颗粒含量的自动化测试系统应采用人工游标卡尺法进行辅助标定。人工游标卡尺法应按照JTGE42操作,自动化测试系统的测试结果与人工游标卡尺法的测试结果相关性应大于95%。5粗集料形态特征测试指标的计算方法基本参数通过图像处理获取粗集料投影的面积、周长、长轴、短轴、计算体积等轮廓参数。针片状颗粒含量采用计算机程序获取抽样粗集料的针片状颗粒含量,按照GB/T14685,针片状颗粒含量的计算公式如式1。Q=V0/V1100%(1)式中:Q针片状颗粒含量(%);V0针片状颗粒
6、的体积(cm3);V1试验用的集料总体积(cm3)。轴向系数采用计算机程序获取抽样粗集料的轴向系数,计算公式如式2。AL/W(2)式中:A粗集料颗粒的轴向系数;L粗集料颗粒等效椭圆的长轴(cm);W粗集料颗粒等效椭圆的短轴(cm)。棱角值采用计算机程序获取抽样粗集料的棱角值,计算公式如式3。2𝑃𝐸)AP(𝑃𝑐2DB15/T28882023(3)𝑆𝐶(4)𝑆𝐴粗集料颗粒投影的实际面积(cm);𝑆𝐶粗集料颗粒投影外切多边形的面积(cm)。式
7、中:AP粗集料颗粒的棱角值;𝑐𝑃粗集料颗粒投影外切多边形的周长(cm);𝑃𝐸粗集料颗粒投影等效椭圆的周长(cm)。凸度采用计算机程序获取抽样粗集料的凸度,计算公式如式4。CR=𝑆𝐴式中:CR粗集料颗粒的凸度值;226粗集料形态特征的自动化测试技术测试场景说明按照材料获取和道路施工全过程的需求,针对集料破碎厂或拥有集料破碎设备和破碎资质的施工单位,在集料加工完成后应对集料形态特征进行测试,确保加工后的集料满足施工要求;对于项目没有集料破碎场地和集料破碎设备,所需集料都需要从其他料场购进的情况,在进场前
8、应对集料的形态特征进行测试。测试设备要求粗集料颗粒形态特征的自动化测试设备建议具有以下功能:a)自动化测试设备应包含硬件和软件两部分;b)设备硬件包含但不限于视觉模块、直线滑动平台模组、托盘和底座(图1);3参数名称技术要求分辨率不低于15362048像素对外接口USB2.0或USB3.0通信方式TCP/IP协议或通信SDK支持系统Windows/Linux/Android输出数据X/Y/Z深度点云数据、深度图工作温度-1050DB15/T28882023标引序号说明:1视觉模块;2直线滑动平台模组;3托盘;4底座。图1设备硬件构成示意图c)视觉模块宜采用双目相机和线激光辅助定位的方式,双目相
9、机的技术参数要求如表1;表1双目相机技术参数d)直线滑动平台模组宜选用摄影专用的直线滑台模组,一般由同步带直线滑台、步进电机、步进电机驱动器等构成;为保证直线滑动平台模组不发生竖直方向位移并承受测试样品的负载承受力,宜设置滑块最大负载为30kg。滑台移动速度最高设置在15kg30kg时速为不超过350mm/s,不超过15kg设置时速不超过460mm/s;e)托盘宜一次性可放置不小于100颗4.75mm37.5mm的集料,集料总质量不超过15kg,位于托盘边缘的集料距离外边缘不小于10mm,集料随机放置且集料之间不能有接触;f)底座宜选用铝合金型材,易装配和拆卸。配合调整地脚,可调整托盘使其保持
10、水平;g)设备不受光线影响,软件具有采集图像、分割图像和获取每颗粗集料颗粒最大长度、最大宽度和最大厚度的功能,并可记录保存;h)软件可获取单颗集料2D二值图像的外切多边形和等效椭圆的面积、周长等基本参数,并记录保存;i)软件可计算出单颗集料的体积,并记录保存。4测试粒径/mm测试1/测试2/测试3/平均值/人工测试/测试误差/4.759.51.871.881.851.8671.901.7%9.5167.847.857.847.8437.871.4%1637.51.351.341.341.3431.360.87%DB15/T28882023测试样本取样6.3.1按照四分法取样,取单档集料进行测试
11、。将不少于1Kg的料样压成饼状,分成四等份,取用对角两份,如上操作反复数次,最后剩余量一般不应少于检验所需用量的三倍,其中1/3供实验室分析用,另1/3供复核用,其余1/3留样保存。取样时务必使所取试样能代表本批来料的情况和品质。取样时应保持所取集料干燥、清洁和表面无泥土。6.3.2抽取的粗集料粒径范围为4.75mm9.5mm、9.5mm13.2mm、13.2mm19.0mm、19.0mm26.5mm、26.5mm31.5mm、31.5mm37.5mm六档。测试系统标定采用针片状颗粒含量指标进行标定。将采用自动化测试设备获取的指标结果与传统测试方法(游标卡尺法或规准仪法)进行对比,其中规准仪法
12、按照JJF1593校准。每次选取1kg粗集料,按照JTGD50,选取的粗集料粒径为4.75mm9.5mm、13.2mm19.0mm、26.5mm31.5mm三档,采用自动化测试设备对每档集料分别测试三组样品,结果取平均值。自动化测试和人工测试的真实误差需控制在0%2%(以1kg为标准)为宜。标定样例如表2所示。表2粗集料形态自动化测试系统标定样例/每1kg测试步骤6.5.1按照6.3进行取样。6.5.2使用计算机图像处理技术获取粗集料形态特征时,保证集料彼此互不重叠、搭接和接触,相邻集料颗粒间保持一定的间隙,间隙宽度自行调节。6.5.3将集料分别置于自动化测试设备的托盘内,检查设备是否可以正常
13、使用,开始测试。6.5.4打开测试软件,启动直线滑台,摆放的集料通过双目相机激光线,待全部通过后,完成测试。6.5.5目测每颗集料2D二值图像是否分割开,确认测试结果的有效性,待有效后,记录实际数据,获取针片状颗粒含量、凸度、轴向系数以及棱角值。重复三次测试并求得平均值。6.5.6编制测试报告,并记录集料的种类、产地、岩性和用途等信息。复测验证复测验证为前期测试分析的补充工作,复测验证比例不少于异常数据总数的10%。为了消除取样、外界环境、集料摆放对于测试结果的影响,对粗集料形态特征异常值进行复测验证。验证流程如下:a)将异常值剔除,对异常值所属料堆进行复测;b)对异常值粗集料所属料堆进行重新
14、取样,取样量不少于异常值数据量的10%,分两个测试组;c)对两组样品进行重新测试,获取粗集料的形态特征参数值;d)将两组测试结果取平均值作为最终的测试结果。7数据分析5形态指标高速公路、一级公路其他等级公路面层其他层位面层其他层位轴向系数优优&中优&中优&中凸度优优&中优&中优&中棱角值优优&中优&中优&中指标等级优中差轴向系数11.51.533凸度0.90.70.90.7棱角值1.50.91.50.9DB15/T28882023数据处理对于针片状颗粒含量、轴向系数、凸度和棱角值这四个参数的测试结果,若结果最大值和最小值的差值小于平均值的15%,则取平均值为最终值;若结果最大值和最小值的差值大
15、于或者等于15%,则去掉最大值和最小值,取中间测试值的平均值作为最终值。结果应用7.2.1当粗集料针片状颗粒含量满足项目要求,其余三个形态指标的测试结果可以对粗集料的质量及应用范围进行二次判定,判定标准如表3所示。表3粗集料质量判定标准根据判定标准,对形态指标测试结果的应用场景进行规定,如表4所示。表4指标应用场景规定7.2.2当粗集料针片状颗粒含量不满足相关等级公路要求时,该批集料不应直接使用。7.2.3当粗集料针片状颗粒含量满足相关等级公路要求时,存在两个及以上其形态指标等级为差时,该批集料不应直接使用。8报告编写编制要求8.1.1报告编写应根据任务书、设计书及有关文件进行。8.1.2成果
16、报告应在系统收集、分析、整理公路工程用集料产地、岩性等有关资料的基础上编写。8.1.3成果报告应包含复测验证结果。8.1.4报告附图、附件应目的明确、配置合理、美观整洁。编制内容8.2.1工程概况。8.2.2工作依据。6DB15/T288820238.2.3工作技术方法。8.2.4工作量完成情况及质量评述。8.2.5测试结果。8.2.6结论与建议。8.2.7附图、附表。8.2.8工作记录表(见附录A)。7测试编号测试日期工程名称委托单位测试单位测试人员一、测试集料信息表测试时间集料来源集料岩性设备状态样品粒径范围测试次数针片状颗粒含量轴向系数凸度棱角值12345汇总评价等级二、结论三、粗集料形态特征自动化测试影像记录DB15/T28882023AA附录A(资料性)粗集料形态特征自动化测试工作记录表粗集料形态特征自动化测试工作记录表如表A.1所示。表A.1工作记录表测试人员:审核人员:日期:8