ارائه شاخص عريان شدگي مخلوط‌هاي آسفالتي مبتني بر پردازش ديجيتال تصاوير

Determination of Stripping Index in Hot Mix Asphalt Mixture Based on Image Processing Method

روسازي ­هاي ساخته شده توسط مخلوط آسفالتي داغ با قرار گرفتن در برابر رطوبت و نزولات جوي دچار خرابي و مشكلات جدي مي­ گردند. به منظور بررسي پتانسيل خرابي رطوبتي مخلوط‌هاي آسفالتي، آزمايش‌هاي مختلفي ارائه شده كه روي مخلوط متراكم يا سست انجام مي‌گيرند. معمولاً، آزمايش‌هاي انجام شده روي مخلوط متراكم، مانند آزمايش كشش غير مستقيم ITS، نياز به هزينه و وقت بيشتري نسبت به آزمايش‌هاي انجام گرفته روي مخلوط سست، مانند آزمايش آب جوشان، دارند كه يكي از دلايل آن، وابستگي نتايج اين آزمايش ­ها به قضاوت انساني است. در اين مقاله، سعي شده با ارائه يك شاخص جديد عريان‌شدگي، نتايج كيفي و مبتني بر قضاوت انساني حاصل از آزمايش آب جوشان به نتايج كمي تبديل شوند. به همين منظور، با استفاده از روش قطعه‌بندي تصوير به صورت k-means، نواحي عريان شده تعيين و شاخصي مبتني بر نتايج حاصل از اين روش ارائه شد. به منظور ارزيابي دقت نتايج استخراج شده توسط اين شاخص، مدل آماري كه ارتباط بين اين شاخص و نتايج حاصل از آزمايش ITS را بيان مي‌كند برازش داده شد. با توجه به معنيداري ضرايب مدل آماري در سطح اطمينان 95% و همچنين بالا بودن مقدار (R2 (0/91 مي‌توان نتيجه گرفت كه اين شاخص براي ارزيابي حساسيت رطوبتي مخلوط‌هاي آسفالتي مناسب مي‌باشد. علاوه بر اين، اثر خرده تراشه آسفالتي و ماده ضد عريان‌شدگي بر حساسيت رطوبتي نيز مورد سنجش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش خرده تراشه آسفالتي و مقدار ماده ضد عريان‌شدگي، عملكرد مخلوط آسفالتي در مقابل حساسيت رطوبتي بهبود مييابد. به طوري كه با افزودن خرده تراشه آسفالتي و ماده­ ي ضد عريان­ شدگي به ترتيب به ميزان 60 و 1/5 درصد، شاخص TSR افزايش پيدا كرده و از 71% به 95% رسيد.

Hot Mix Asphalt (HMA) concrete deterioration due to atmospheric moisture is one of the common problems with flexible pavements. Different tests are used on loose or compacted specimens to evaluate HMA moisture susceptibility. Tests on compacted specimens, such as Indirect Tensile Strength (ITS), are commonly slower and more expensive in comparison to loose mixture tests such as boiling test; but their results are commonly subjective. This paper aims at developing a new stripping index to quantify subjective results of boiling test. Therefore, k-mean classification method was used to identify stripped areas in mixture and a stripping index was developed based on the results. In order to evaluate the accuracy of results of this index, a statistical model was used to find the relationship between the results of this index and the results of ITS. Considering that the model was significant at 95% confidence level and the high value of R2 (0.91), it was concluded that the index is a proper tool for evaluating asphalt concrete moisture susceptibility. In addition, the effects of using Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) material and a liquid anti-stripping agent on moisture susceptibility was evaluated. Results showed that application of RAP and anti-stripping agent can significantly decrease moisture susceptibility, such that increasing RAP by 60% and anti-stripping material by 1.5%, the Tensile Strength Ratio (TSR) increased from 71% to 95%.