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集料图像测量系统(AIMS)再上SCI期刊,解密AIMS
发布时间:2018-08-29

近日,武汉理工大学硅酸盐国家重点实验室集料图像测量系统(AIMS)负责人崔培德和肖月作为第一作者,分别在“Construction and Building Materials”和“Materials”期刊上发表了SCI论文并被收录。
 

 

《Construction and Building Materials》

中科院2区, 影响因子3.48

 
 

概述:使用集料图像测量系统(AIMS)评估聚集体的形态特征,通过研究发现骨料形态特征会严重影响沥青混合料的性能。

 

论文地址:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061818317926

 

 

《Materials》SCI收录

中科院2区, 影响因子2.46

 
 

概述:通过集料图像测量系统(AIMS)评价了微表处的细集料形态和表面纹理,并探讨了集料形态对单级微表处的抗滑性的影响。

 

论文地址:

http://www.mdpi.com/1996-1944/11/6/920


以上两篇论文都使用了美国PINE公司的集料图像测量系统(AIMS),为什么崔培德老师和肖月老师都选择了AIMS?

 

集料图像测量系统(AIMS)是什么?

 

 

美国PINE的集料图像测量系统(AIMS)用于快速获取集料外形特征,提供客观的颗粒棱角、构成和表面纹理的特征,以经济的时间,达到对集料的有价值的深入了解。只需将装有集料样品的托盘放置到集料图像测量系统,系统将自动获得每个颗粒的图像,并分析其形状特征。该方法可避免传统分析方法,如针片状肉眼观察和破裂面计数法等主观性强、不准确的弊端,具备效率高和精度高的特点。

 

集料形态特征研究方法大对比

 

我们先看看除了AIMS,还有哪些方法可以获取集料的外形特征。根据我们对国内外各种集料形态特征研究方法的总结,按照间接法、直接法和时间顺序进行了如下的汇总:

 

全球主要集料形态特征研究方法汇总表

试验方法

颁布机构/研究者

我国规范

方法类型

现场/室内

集料大小

未压实空隙率(细集料)

   

 

AASHTO T304

间接法

现场/室内

细集料

未压实空隙率(粗集料)

   

 

AASHTO TP56

间接法

现场/室内

粗集料

集料颗粒形状纹理指数

ASTM D3398

 

间接法

现场/室内

粗集料

压实集料抗力

FHWA-Report

 

间接法

现场/室内

细集料

佛罗里达

承载比

 

FHWA-Report

 

间接法

现场/室内

细集料

流动时间法

魁北克交通厅

间接法

现场/室内

细集料

内摩阻角

(直剪试验)

Chowhury(2001)

 

间接法

室内

粗(细)集料

粗集料破碎面

ASTM D5821

直接法

现场/室内

粗集料

粗集料针片状含量

ASTM D4791

直接法

现场/室内

粗集料

VDG-40视频机

LCPC

 

直接法

室内

粗集料

集料分析激光系统(LASS)

Kim(2001)

 

直接法

室内

粗集料

集料颗粒电子分析系统(CPA)

Tyler(2001)

 

直接法

室内

粗(细)集料

集料图像分析仪(UIAIA)

Rao(2001)

 

直接法

室内

粗集料

集料图像分析系统(AIMS)

Masad(2003)

FHWA-Report

NCHRP 555

 

 

直接法

室内

粗(细)集料

 

从试验方法的发展来看,Pine的AIMS集料图像分析系统研究方法是得到官方承认的,美国联邦公路局FHWA的NCHRP 555研究项目《Test Methods for Characterizing Aggregate Shape, Texture, and Angularity》推荐的试验方法,试验的原理、效果、适用性和推广前景都得到了官方承认,是目前行业内最理想的试验选择

 

从AIMS你能获得什么?

 

1

颗粒形状和集料尺寸

 

AIMS系统通过使用1台高清视频摄像机,可以拍摄集料不同截面的图像,并通过软件进行三维建模,可以获取集料的三维形态;同时,由于摄像头的位置是经过标定的,图像中的信息都可以附加尺寸信息,通过计算机图形处理软件,可以计算集料的棱角性和微观纹理。

 

AIMS内部工作图

 

2

棱角

 

AIMS使用了一套独特的评价体系,从0到10000来定义集料的棱角性特征。如下图所示,呈现了四种棱角种类的图像(小的,中等,大的,极大的)。从图中可以看出:棱角性指数越小,集料越圆滑,类似于卵石,这样的材料与沥青的黏结性较差,内摩阻力较小,抗永久变形(车辙)能力较差。在进行选材时应该尽量避免选用这样的材料。

 

不同棱角性的集料测量图

 

3

微观纹理

 

由于AIMS采用高清摄像头对集料的表面进行拍摄,因此可以对其表面的纹理特征进行评价,如下图所示:是从0(光滑)到1000(粗糙),可以通过定量的描述来区分不同微观纹理的材料表面。

 

不同纹理的集料表面

 

纹理采集界面的截图,同时也可以看出集料测量范围

 

4

集料磨耗

 

业界公认的评价集料抗磨性能比较好的方法是法国的Micro-Deval微狄瓦尔磨耗试验。AIMS系统也用于集料磨耗测试,如Micro-Deval测试中确定集料的性能。磨耗测试前后集料性能的改变揭示的信息可以获知集料在现场使用中维持抗滑性能的能力。下图是经过微狄瓦尔试验前后的试样图像和曲线。

 

磨耗前后的集料表面以及微狄瓦尔试验前后的试验曲线

 

集料尺寸

 

AIMS可处理的集料尺寸范围:从0.075毫米(#200)到25.0毫米(1英寸)

 

AIMS系统提供不同尺寸的托盘,用于承载不同最大公称粒径的集料进行测试,托盘的尺寸包括:

 

细集料:0.075mm,0.15mm,0.30mm,0.60mm,1.18mm,2.36mm

粗集料:4.75mm,6.35mm,9.5mm,12.5mm,19.0mm,25.0mm

 

完全适用于粗集料和细集料的测试。

 

粗集料和细集料测试

 

 

欲了解产品更多信息,欢迎随时联系我们。

热线:400-700-9998

邮箱:marketing@epc.com.hk

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