近日，武漢理工大學(xué)硅酸鹽國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室集料圖像測量系統(tǒng)（AIMS）負(fù)責(zé)人崔培德和肖月作為第一作者，分別在“Construction and Building Materials”和“Materials”期刊上發(fā)表了SCI論文并被收錄。
以上兩篇論文都使用了美國PINE公司的集料圖像測量系統(tǒng)（AIMS），為什么崔培德老師和肖月老師都選擇了AIMS？
美國PINE的集料圖像測量系統(tǒng)（AIMS）用于快速獲取集料外形特征，提供客觀的顆粒棱角、構(gòu)成和表面紋理的特征，以經(jīng)濟(jì)的時間，達(dá)到對集料的有價值的深入了解。只需將裝有集料樣品的托盤放置到集料圖像測量系統(tǒng)，系統(tǒng)將自動獲得每個顆粒的圖像，并分析其形狀特征。該方法可避免傳統(tǒng)分析方法，如針片狀肉眼觀察和破裂面計數(shù)法等主觀性強(qiáng)、不準(zhǔn)確的弊端，具備效率高和精度高的特點(diǎn)。
我們先看看除了AIMS，還有哪些方法可以獲取集料的外形特征。根據(jù)我們對國內(nèi)外各種集料形態(tài)特征研究方法的總結(jié)，按照間接法、直接法和時間順序進(jìn)行了如下的匯總：
從試驗(yàn)方法的發(fā)展來看，Pine的AIMS集料圖像分析系統(tǒng)研究方法是得到官方承認(rèn)的，美國聯(lián)邦公路局FHWA的NCHRP 555研究項(xiàng)目《Test Methods for Characterizing Aggregate Shape, Texture, and Angularity》推薦的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)的原理、效果、適用性和推廣前景都得到了官方承認(rèn)，是目前行業(yè)內(nèi)最理想的試驗(yàn)選擇。
1、顆粒形狀和集料尺寸
AIMS系統(tǒng)通過使用1臺高清視頻攝像機(jī)，可以拍攝集料不同截面的圖像，并通過軟件進(jìn)行三維建模，可以獲取集料的三維形態(tài)；同時，由于攝像頭的位置是經(jīng)過標(biāo)定的，圖像中的信息都可以附加尺寸信息，通過計算機(jī)圖形處理軟件，可以計算集料的棱角性和微觀紋理。
AIMS內(nèi)部工作圖
2、棱角
AIMS使用了一套獨(dú)特的評價體系，從0到10000來定義集料的棱角性特征。如下圖所示，呈現(xiàn)了四種棱角種類的圖像（小的，中等，大的，極大的）。從圖中可以看出：棱角性指數(shù)越小，集料越圓滑，類似于卵石，這樣的材料與瀝青的黏結(jié)性較差，內(nèi)摩阻力較小，抗永久變形（車轍）能力較差。在進(jìn)行選材時應(yīng)該盡量避免選用這樣的材料。
不同棱角性的集料測量圖
3、微觀紋理
由于AIMS采用高清攝像頭對集料的表面進(jìn)行拍攝，因此可以對其表面的紋理特征進(jìn)行評價，如下圖所示：是從0（光滑）到1000（粗糙），可以通過定量的描述來區(qū)分不同微觀紋理的材料表面。
不同紋理的集料表面
紋理采集界面的截圖，同時也可以看出集料測量范圍
4、集料磨耗
業(yè)界公認(rèn)的評價集料抗磨性能比較好的方法是法國的Micro-Deval微狄瓦爾磨耗試驗(yàn)。AIMS系統(tǒng)也用于集料磨耗測試，如Micro-Deval測試中確定集料的性能。磨耗測試前后集料性能的改變揭示的信息可以獲知集料在現(xiàn)場使用中維持抗滑性能的能力。下圖是經(jīng)過微狄瓦爾試驗(yàn)前后的試樣圖像和曲線。
磨耗前后的集料表面以及微狄瓦爾試驗(yàn)前后的試驗(yàn)曲線
AIMS可處理的集料尺寸范圍：從0.075毫米（#200）到25.0毫米（1英寸）。
AIMS系統(tǒng)提供不同尺寸的托盤，用于承載不同最大公稱粒徑的集料進(jìn)行測試，托盤的尺寸包括：
細(xì)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
完全適用于粗集料和細(xì)集料的測試。
粗集料和細(xì)集料測試
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