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姓名 鍾權淇(Quan-Qi Chong) 查詢紙本館藏 畢業系所 土木工程學系 論文名稱 應用數位影像分析探討瀝青混凝土之粒料結構 相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 不再侷限在以往太空遙測及軍事用途上，其在土木工程上的應用也逐
漸增加。藉由數位影像處理的技術與相關軟體的配合不但可克服過去
人工觀測費時費力的缺點，並可透過影像處理軟體進行快速且客觀的
定量分析，獲得其它傳統試驗所無法獲得之重要參數，同時提高其精
本研究之目的主要應用數位影像分析之技術來檢視粒料形狀特
性以取代傳統人工主觀檢視之方式，達到省時省力而又不損失精確度
的目的。透過影像處理分析技術進行大量的定量分析。另一方面藉由
數位影像分析之技術探討粒料結構改變，對瀝青混凝土力學成效特性
的影響。經由實驗室各項力學成效試驗比較石膠泥瀝青混凝土(簡稱
SMA)及傳統密級配(簡稱DGAC)之差異。希望藉由粒料結構之特性
與其反應之巨觀工程性質作一分析探討。以微觀的量化參數取代過去
研究結果顯示，透過影像處理軟體確實可以快速且客觀地對粒料
形狀做定量之分析，獲得其它傳統試驗所無法獲得之重要參數。另
外，SMA 在粒料結構方面，其粒料可提供較佳之互鎖力及強壯的骨
架，因此較傳統密級配表層鋪面具有較高之抗變形能力摘要(英) techniques, applications of digital image process is no longer limited to
remote sensing or military purposes. Nowadays, researches in the field
of civil engineering utilize this technique. The technique of digital
image process and the incorporated relating software can help us
overcome the time-consuming and labor-intensive problem in analyzing
the aggregate structure of asphalt concrete. In the mean time, it offers a
rapid and objective quantitative analysis. Consequently, significant
parameters that can hardly be obtained from traditional experiments can
then be easily and accurately collected.
The objective of this study is mainly focused on examining the
particle shape characteristics of the coarse aggregates by digital image
analysis instead of the traditional way – which is more subjective. It’s
expected to reach the goal of time and labor saving without losing
accuracy. Thus, we can make a great deal of quantitative analysis
through digital image analysis. On the other hand, we can discuss
what’s the effect of changes of aggregate arrangement on mechanical
behavior of asphalt concrete. With various mechanical experiments, we
compare the differences of aggregate structures between Stone Mastic
Asphalt (SMA) and Dense-Graded Asphalt Concrete (DGAC). The
aggregate structures are then investigated by the engineering properties of
composition and macrocosm. Analyzing the test data, we conclude that
the composition of aggregates and their behavior of mechanics are closely
correlated, hence the micro quantitative parameters can be substituted forthe past macrocosm description.
The result reveals that application of the rapid and objective
quantitative image process on analysis of the shape of aggregate is
feasible. Meanwhile, important parameters, such as aggregate
orientation, obtained with the digital image process are also found
adequate to describe mechanical behavior of asphalt concrete.
Moreover, SMA is found, as other studies, to have better ability to resist
permanent deformation than DGAC as a result of the stone-on-stone
action.關鍵字(中) ★ 數位影像處理
★ 瀝青混凝土粒料結構
★ 石膠泥瀝青混凝土關鍵字(英) ★ Digital Image Process
★ Stone Mastic Asphalt
★ Internal Structure Characterization of Asphalt Con論文目次 I
目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅰ
圖目錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅵ
表目錄----------------------------------------------------------------------------IX
第一章緒論......................................................................................1
1.1 前言........................................................................................1
1.2 研究目的.................................................................................2
1.3 研究範圍.................................................................................2
1.4 預期研究成果.........................................................................3
第二章文獻回顧................................................................................4
2.1 前言........................................................................................4
2.2 瀝青膠泥之基本性質...............................................................4
2.2.1 感溫性............................................................................4
2.2.2 黏滯度............................................................................5
2.2.3 瀝青材料試驗資料圖......................................................5
2.3 粒料之來源及基本性質..........................................................6
2.3.1 粒料來源.......................................................................6
2.3.2 粒料特性.......................................................................7
2.3.3 粒料形狀特性..............................................................10
2.3.4 粒料級配.....................................................................10
2.4 瀝青混凝土之種類及結構....................................................12
2.5 密級配瀝青混凝土................................................................13
2.6 石膠泥瀝青混凝土(SMA).....................................................13
II
2.6.1 SMA 之結構及特性......................................................14
2.6.2 粒料.............................................................................15
2.6.3 摻料.............................................................................16
2.6.4 瀝青膠泥.....................................................................16
2.6.5 礦物填充料..................................................................18
2.7 影像處理與分析...................................................................19
2.7.1 影像處理於土木工程之應用.......................................19
2.7.2 影像處理基本架構......................................................20
2.7.3 影像處理與分析..........................................................21
2.8 顆粒材料之組構與力學特性.................................................22
第三章試驗計劃與流程...................................................................25
3.1 試驗材料與配置..................................................................25
3.1.1 瀝青膠泥...................................................................25
3.1.2 粒料與填充料............................................................25
3.1.3 級配...........................................................................26
3.1.4 纖維...........................................................................26
3.1.5 試驗之配置................................................................28
3.2 研究流程..............................................................................28
3.2.1 試驗流程...................................................................28
3.2.2 試驗項目...................................................................31
3.3 瀝青膠泥基本性質試驗.......................................................32
3.3.1 針入度試驗.................................................................32
3.3.2 黏滯度試驗.................................................................32
3.3.3 軟化點試驗.................................................................34
3.4 粒料基本性質試驗...............................................................34
III
3.4.1 比重試驗...................................................................34
3.4.2 扁平率試驗與稜角率試驗..........................................35
3.4.3 洛杉磯磨損試驗.........................................................36
3.5 SMA 及密級配配合設計........................................................37
3.5.1 配合設計簡介............................................................37
3.5.2 瀝青垂流試驗(Draindown Test) ..............................38
3.6 瀝青混凝土試體之製作........................................................40
3.6.1 SGC 試體之製作..........................................................40
3.6.2 馬歇爾試體之製作......................................................40
3.6.3 車轍試體之製作..........................................................41
3.7 瀝青混凝土試體之切片與處理............................................43
3.8 瀝青混凝土影像的擷取、處理與分析.................................44
3.8.1 瀝青混凝土影像的擷取................................................44
3.8.2 瀝青混凝土影像的辨識處理........................................45
3.8.3 瀝青混凝土影像的分析與計算.....................................46
3.9 瀝青混凝土之力學成效試驗................................................48
3.9.1 回彈模數試驗（ASTM D4123） ...............................48
3.9.2.間接張力試驗............................................................50
3.9.3 靜態潛變試驗............................................................52
3.9.4 動態潛變試驗............................................................53
3.9.5 車轍輪跡試驗............................................................56
第四章試驗結果分析.......................................................................57
4.1 影像處理程式之分析與應用.................................................57
4.1.1 辨識與分類程式之應用................................................57
4.1.2 相關參數計算程式之應用............................................59
IV
4.1.3 程式之驗證...................................................................63
4.2 瀝青膠泥基本性質試驗結果分析.........................................66
4.2.1 瀝青膠泥基本物性分析...............................................66
4.2.2 瀝青材料試驗資料圖(BTDC)......................................68
4.3 粒料基本性質試驗結果分析.................................................69
4.4 瀝青混凝土配合設計............................................................71
4.4.1 配合設計結果..............................................................71
4.4.2 瀝青垂流量試驗結果...................................................71
4.5 影像擷取方式之選擇............................................................72
4.6 壓實方式之比較...................................................................75
4.6.1 SGC 壓實試驗..............................................................75
4.6.2 壓實方式對粒料排列分佈之影響................................77
4.6.3 試體橫切面與縱切面之比較.......................................80
4.7 利用影像處理分析取代傳統粒料試驗..................................83
4.7.1 利用影像處理求扁平率...............................................84
4.7.2 利用影像處理計算稜角率及形狀因子........................86
4.8 SMA 與密級配瀝青混凝土之結構.........................................90
4.9 瀝青混凝土之粒料結構與力學性質之關係..........................91
4.9.1 相關分析模型..............................................................92
4.9.2 粒料結構對回彈模數之影響.......................................93
4.9.3 間接張力分析..............................................................94
4.9.4 靜態潛變分析..............................................................97
4.9.4 動態潛變分析..............................................................99
4.9.5 車轍輪跡試驗分析.................................................... 100
4.9.6 輪跡試驗後粒料排列狀況之改變.............................. 102
V
第五章結論與建議......................................................................... 106
5.1 結論.................................................................................... 106
5.2 建議.................................................................................... 109
參考文獻-------------------------------------------------------------------------- 110
附錄一我國CNS 改質瀝青規範.................................................... 115
附錄二ⅣC 密級配影像處理範例................................................... 116
附錄三SMA 影像處理範例............................................................ 126參考文獻 1. 蔡攀鰲，「瀝青混凝土」， 三民書局，(1985)。
2. 譚建強，「利用SHRP 旋轉式壓實機對不同級配瀝青混凝土成效
之研究」，碩士論文，中央大學，第5-7 頁，(1996)。
3. F.L.Rober,P.S.Kandhal,E.R.Brown,Dah-Yinn Lee,and
T.W.Kennedy,”
Hot Mix Asphalt Materials,Mixture Design,and Construction,”NAPA
Education Fundation,(1991).
4. 林志棟，「瀝青混凝土配合設計與其原理」，科技圖書公司，
(1983)。
5. 于惇德，林志棟，彭恩德，宋鴻禧，「台灣區常用瀝青膠泥物性
分析」，台灣區常用瀝青混凝土研討會，中央大學土木工程研究
所，第1-42 頁，(1987)。
6. 彭恩德，「瀝青混凝土力學特性之研究」，碩士論文，中央大學，
第20-31 頁，(1987)。
7. 葉榮晟，林志棟，「瀝青材料分類規範之初步探討」，1992 年瀝
青混凝土路面材料特性研討會，國立中央大學土木工程研究所，
第8-1 至8-23 頁，(1992)。
8. C.L.Monismith and J.A.Epps, “ Asphalt Paving Mixtures ：
Design,Construction,and Performance, “Institute of Transportation
Studies,(1984).
9. 蔡攀鰲，「瀝青混凝土材料試驗與配合設計」，三民書局，(1984)。
10. Yue,Z.Q.,Bekking,W.,and I.Morin,”Application of Digital Image
Processing to Quantitative study of Asphalt Concrete
Microstructure,”Transportation Research Record 1492 , TRB,National
research Council , Washington , D. C.,pp.53-60,(1995).
11.J. F. Goode, and L. A. Lufsey, “A New Graphical Chart for Evaluation
Aggregate Gradation,” The Proceedings of the Association of Asphalt
Paving Technologists, Vol. 31, pp. 176-207, (1962).
12.Cominsky, Ronald, et al., “The Superpave Mix Design Manual for
New Construction and Overlays,” Strategic Highway Research
Program, National Reaserch Council, Washington D.C. Report No.
SHRP-A-407, (1994).
13.The Asphalt Institute, “Superpave Level 1 Mix Design,” Superpave
Series, No.2, (SP-2), (1995).
14.R. B. McGennis, R. M. Anderson, T. W. Kennedy, and M.
Solaimanian, “Background of SUPERPAVE Asphalt Mixture Design
& Analysis,” FHWA-SA-95-003, (1994).
15.林志棟，「改質瀝青及瀝青混凝土評估之研究」，1992 年瀝青混
凝土路面特性研討會，第9-1 至9-34 頁，(1992)。
16.吳昭煌，「拌合場回收細料對瀝青凝土抵抗車轍影響分析」，碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，第12-45 頁，(1991)。
17. G. J. Kennepohl and J. K. Davidson, “Introduction of Stone Mastic
Asphalt in Ontario,” AAPT, pp. 512- 534 , (1992).
18. Ottmar W. Schutz, “Asphalt Concrete Pavement Construction
Practices in Europe,” AAPT, pp. 612-623, (1992).
19. Jams A. Scherocmam, “Construction of SMA Test Sections in the
US,” AAPT, pp. 642-664,(1992).
20.范俊海、周家蓓、李綱，「鋪面裂縫類神經網路識別系統」，第
七屆鋪面工程研討會論文集，(1993)。
21.蔣子平，「類神經及模糊集理論於評估柔性鋪面裂縫破壞之應
用」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，(1999)。
22.廖子凱，「影像處理應用於鋪面破壞辨識之研究」，碩士論文，
國立台灣大學土木工程研究所，(1994)。
23.李綱，「電腦視覺輔助道路標誌自動攫取，分類系統之研究」，
碩士論文，私立淡江大學土木工程研究所，(1994)。
24.朱大慶，「交通設施環境重建之研究」，碩士論文，私立淡江大
學土木工程研究所，(1995)。
25.郭欽煌，「應用影像分析儀探討砂質土壤組構與土粒形狀」，碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，(1994)。
26.李宜隆，「應用影像解析儀探討砂土組構」，碩士論文，國立中
央大學土木工程研究所，(1995)。
27.郭來松，「顆粒材料堆積組構演化之研究」，博士論文，國立中
央大學土木工程研究所，(1998)。
28.黃忠信,郭文毅，「影像分析於混凝土工程之應用」，混凝土工程
技術研討會論文集，(1997)。
29.吳文長，「應用影像分析探討瀝青混凝土中孔隙對滲透性之影
響」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，(1997)。
30.陳宗煜，「數位影像處理應用於判定瀝青混合料剝脫程度之可行
性初探」，碩士論文，私立淡江大學土木工程研究所，(1999)。
31.謝振揄，傅毓芬，「影像處理」，全威圖書有限公司，(1997)。
32.National Asphalt Training Center Demonstration Project
101,”Background of Superpave Asphalt Mixture Design and
Analysis,” Publication No. FHWA –SA-95-003,(1995).
33.Hertz,H.”On the Contact of Elastic Solids” J. Reine and Angewandte
Mathematik,92,156-171,See K. L. Johnson Contact Mechanics,
Chap.4,(1985).
34.Reynolds, O.,“On the Dilatancy of Media Composed of Rigid
Particles in Contact “ Philosophical
114
Magazine,Vol.20,pp.469-481 ,(1885).
35.Satake, M., “Constitution of Mechanics of Granular Materials
Through the Graph Theory,” Proceedings of the U.S-Japan Seminar
on Continuum Mechanical and Statistical Approaches in the
Mechanics of Granular Materials,pp.47-62,(1978).
36.Oda, M., “A Mechanical and Statistical Model of Granular Materials,”
Soils and Foundations,Vol.14,No.1,pp.13-27,(1974).
37.Newland, P. L and Allely, B. A.,”Volume Chaanges is Drained
Triaxial Test on Granular Materials,”
Geotechnique,Vol.17,pp.17-34,(1957).
38.Matsouka, H.,”A Microscopic Study on Shear Mechanism of Granular
Materials ,”Soils and Foundations,Vol4,No.1,pp29-43,(1974).
39.Shield, R. T.,”Stress and Velocity Fields in Soil Mechanics, “ Journal
of Methematics and Physics,Vol.33,pp144-156,(1957).
40.Drucker, D. C., Gibson, R.E.and J. Menkel,”Soil Mechanics and
Work-Hardening Theories of Plasticity,” Trans.
ASCI,Vol.122,pp338-346,(1957).
41.Cowin, S. C.,”Microstuctural Continuum Models for Granular
Materials,” Proceedings of the U.S-Japan Seminar on Continuum
Mechanical and Statistical approaches in Mech anics of Granular
Materials,eds., Cowin ,S.C.,and M. Satake,Gakujutsu Bunken
Fukyukai ,Tokyo,pp.162-170,(1978).
42.Liao, C.L.,and C. S. Chang, “A Microstructural Finite Element Model
for Granular Soilds,” Proc.1.st U.S Conference on DEM, G. G. W.
Mustoe,M. Hnriksen & H-P Huttelmaier, Colorado,(1989).
43.Bazant, Z P. and P.C.Part,”Microplane Model for Brittle-Plastic
Material,“ASCE J.of Engineering
Mechanics,Vol.114,No.10,pp.1672-1702,(1988).
44.Curray , J. R.,”Analysis of Two Dimensional Orientation Data,
“ Journal of Geology , Vol. 64, pp. 117-131, (1956).
45.廖溪坤，「材料對石膠泥瀝青混凝土成效特性影響之研究」，碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，(1999)。
46.吳明宇，「改良型開放級配瀝青混凝土成效特性之研究」，碩士
論文，國立中央大學土木工程研究所，(1999)。
47.莊雲翔，「線性複合模式於衛星影像中雲層之自動化辨識」，碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，(1999)。
48.宋侑玲，「台灣地區柔性路面厚度因子設計交通因子分析」， 碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，(1995)。
49.Schafer, A., and Teyssen, T., “Size, shape and orientation of grains in
sand stones-image analysis applied to rock thin-sections,”
Sedimentary Geology , 52 ,pp.251-271. (1987).
50.Kuo, C.-Y., Frost, J.S., and L. B. Wang.,“Three-Dimensional Image
Analysis of Aggregate Particles From Orthogonal Projections,”
Transportation Research Record 1526, TRB, National research
Council, Washington, D. C.,pp.98-103,(1996).
51.Kuo, C.-Y., Rollings ,R.S. and L.N. Lynch., “Morphological Study of
Coarse aggregates Using Image Analysis,”Journal of Materials in
Civil Engineering , ASCE.
52.連國珍，「數位影像處理」，儒林出版社，(1992)。
53.張紹勳，「SPSS For Windows 多變量統計分析」，松崗出版社，
(1998)。指導教授 林志棟(Jyh-Dong Lin) 審核日期 2000-6-29 推文 plurk
funp
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