تغييرات رنگ و محوسازي در آسفالت از طريق متد آناليز
خلاصه
جاده اي كه با آسفالت رنگي سنگ فرش شده باشد مي تواند به همان اندازه كه امنيت و يكنواختي رانندگي را بهبود مي دهد مجموعه ديدني بهتري ايجاد كند. در اين تحقيق، نمونه هاي آسفالت رنگي به همراه مقادير مختلف رنگ براي مطالعه تغييرات رنگ سطح در دوره هاي مختلف افزايش طول عمر، بررسي مي شوند. توضيح رنگ هاي سطح در نمونه ها در فضاهاي رنگي HIS و RGB بررسي مي شوند. دو نوع رنگ، سبز و قرمز، با 5 نسبت مختلف با آسفالت روشن براي ساخت نمونه هاي آسفالت رنگي تركيب مي شوند. نمونه ها براي 5 دهانه مختلف قديمي در دستگاه آزمايش QUV در معرض نور ماوراء بنفش قرار مي گيرند. نتايج نشان مي دهد كه مقدار و نوع رنگ افزوده شده و دهانه هاي مختلف قديمي بر محوسازي آسفالت رنگي تأثير مي گذارد. همچنين نتايج نشان مي دهد كه آسفالت روشن به همراه % 5 يا بيشتر رنگ قادر به ساخت آسفالتي است كه بهتر رنگ شده است. سرانجام، آسفالت رنگي به همراه رنگ قرمز مقاومت بهتري را در مقابل نور ماوراء بنفش نشان داد.
مقدمه
آسفالت رنگي در زندگي روزمره كاربردهاي مختلفي دارد. Moxon آسفالت رنگ روشن را براي سطح سد در فرانسه به كار برد. آسفالت رنگي از طريق منعكس كردن نور ماوراء بنفش از سطح به عنوان روپوش آب بند گرم به كار مي رود، بنابراين در نور ممتد خورشيد دما را 5 تا c ْ 10 كاهش مي دهد.
براي بهبود امنيت عبور موتورسيكلت در امريكا، شهد پرتلند 10 منطقه متضاد را براي آسفالت كردن با رنگ و قابليت ارتجاع بر اثر حرارت مانند آسفالت هاي رنگي و به كارگيري سيستم سيگناژ بديع – انتخاب كرد نتايج نشان مي دهد كه اكثر دوچرخه سواران به همان اندازه اكثر موتورسواران مورد بررسي احساس كردند كه آسفالت رنگي، امنيت عبور را گسترش مي دهد. اسميت (Smith) كشف كرد كه آسفالت بتون رنگي به هم پيوسته كاربردهاي زيادي در معماري و مهندسي دارد. او همچنين ذكر كرد كه آسفالت هاي رنگي به خاطر املاحي كه يخ نمي زنند به طور ذاتي هزينه حفظ و نگهداري را كاهش داده و به طور مؤثر در مقابل نابودي مقاومت كنند.
در تايوان اساساً، بزرگراه هاي محلي با بتون آسفالت، سنگ فرش مي شوند. اين جاده ها در مجموعه هاي رنگ مشكي ساخته مي شوند و از اين رو شهرها يكنواخت به نظر مي رسند. توسعه جاده هايي كه با آسفالت رنگي سنگ فرش شده اند نه تنها نماي شهر را رنگي مي سازد بلكه امنيت رانندگي را نيز بهبود مي دهد. به طور رايج كاربرد اين سنگ فرش ها براي مناطق پاركينگ، مسيرهاي نمايشي، پارك ها و ساير واحدهاي دولتي مهم استفاده شده است. بنابراين هوا و ساير فاكتورهايي كه در ساخت و استفاده سنگ فرش ها ديده مي شوند، موجب محو شدن جاده هايي مي شوند كه با آسفالت رنگي سنگ فرش شده است. اين محوسازي رنگ باعث از دست رفتن زيبايي جاده و آسفالت دوباره سطح مي شود. متعاقباً، اين هزينه حفظ و نگهداري جاده را افزايش خواهد داد كه مخالف نيت اصلي آسفالت اصلي مي باشد. به چند دليل، رنگ آسفالت به طور جدي در حدود يك سال مي شد و در پاسخ به بهبود استاندارد زندگي در تايوان، نمايندگان دولتي پروژه هايي براي جاده هايي كه با آسفالت رنگي سنگ فرش شده بودند، طراحي كرد. اين مناطق، مانند مناطق استراحت در بزرگراه ها و مسيرهاي نمايشي هدف قرار گرفت. هزينه هاي كلي اين پروژه ها بيشتر از ميليون ها دلار آمريكايي هستند. علاوه بر اين، دولت برنامه يزي كرد تا در آينده روي آن ها سرمايه گذاري كند. بنابراين، غير از پيمانكاران يا توليد كنندگان، اطلاعات مربوط به ويژگي هاي آسفالت رنگي محدود به چنين مالكاني مانند دولت ها مي شود. كيفيت ساختار و كابرد اين سنگ فرش ها براي مالكان نيز اهميت دارد. علاوه بر اين، بايد روش ها و تكنيك هاي استاندارد براي ارزيابي محو سازي رنگ بنا شوند. از اين رو، كنترل كيفيت اين سنگ فرش ها از ضرورت خاصي برخوردار است لو (Luo) و همكارانش نرم افزار كاربر را – كه آناليز كننده شدت رنگ تصوير ناميده مي شود توسعه دادند و آن را براي بررسي تغييرات رنگ سطح و ملاتي كه در دماهاي مختلف زياد در فضاي رنگي RGB به خاطر آتش صدمه ديده بودند به كار بردند. دوربين ديجيتالي براي گرفتن تصاوير قبل از ارسال آن ها به PC به كار مي رفت و آناليز كننده به گرفتن شدت رنگ هاي قرمز، سبز و آبي براي محدود كردن تغييرات رنگ در دماهاي مختلف كمك كرد. از اين رو، تنوع در شدت رنگ هاي قرمز (R)، سبز (G)، آبي (B) مطابق ارزيابي بالاترين دماي ملات كه از طريق آتش صدمه ديده بود، بررسي مي شد. براي آناليز تغييرات رنگ سطح در آجر به همراه ويژگي هاي مختلف خاكستر لجن فاضلاب كه به دماهاي مختلف آتش اضافه مي شد و براي گرفتن شدت هاي رنگ B و G و R تصاوير سطوح آجرها از طريق آناليز كننده شدت رنگ تصوير مورد بررسي قرار مي گرفت. از اين رو، مقدار مطلوب خاكستر لجن كه به آجرها اضافه مي شد مشخص گرديد.
در اين تحقيق، به كمك دستگاه آزمايش آبگير نور اشعه ماوراء بنفش شدت يافته (دستگاه آزمايش QUV)، محو سازي نمونه هاي آسفالت رنگي مورد بررسي قرار گرفت. آناليز تصوير و نرم افزار آناليز كننده شدت رنگ تصوير براي مطالعه تغييرات رنگ نمونه در فضاهاي رنگ HIS و RGB به كار برده مي شود. سرانجام توزيع رنگ ها در دو فضا براي ارزيابي كيفيت نمونه هاي آسفالت رنگ قبل و بعد از تست هاي افزايش طول عمر گرفته مي شد.
متن اصلی
Fading and color changes in colored asphalt quantified by the image analysis method
Abstract
Colored asphalt pavement can create better visual setting as well as improve the safety and smoothness of driving. In this research, colored asphalt samples with various amounts of dye are examined to study the surface color changes at different aging periods. Distributions of surface colors on the samples are analyzed in both the RGB and HSI color spaces. Two types of dyes, green and red, with five different ratios are mixed with clear asphalt to make colored asphalt samples. The samples are exposed to ultraviolet light in the QUV tester for five different aging spans. Results show that the amount and type of dye added, and the different aging spans affect fading in the colored asphalt. Results also indicate that clear asphalt mixed with 5% or more of dye is capable of manufacturing better-colored asphalt. Finally, colored asphalt with red dye showed better resistance to ultraviolet light.
Introduction
Color asphalt has been applied in different usages related to daily life. Moxon w1x applied light colored asphalt, Mexphalt CP2 made by Shell, to the surface of a dam in France. The colored asphalt works as a heat shield by reflecting ultraviolet light from the surface, thus lowering the temperature by 5–10 8C in prolonged sunlight. In order to improve the safety of bicycle-motor vehicle crossings in America, the city of Portland selected 10 conflict areas to pave with paint and blue thermoplastic as the colored pavement and employ a novel signage system. Results show that the overwhelming majority of cyclists as well as a majority of motorists surveyed felt the colored pavement enhanced the safety of crossings (Hunter et al. w2x). Smith w3x discovered that interlocking color concrete pavements offer many options for applications in both architecture and engineering. He also noted that colored pavements could potentially lower the cost of maintenance and effectively resist deterioration due to deicing salts.
In Taiwan, asphalt concrete pavement is dominantly paved in the local and providential highways. These pavements were constructed primarily in the series of black color and hence make cities look monotonously. Development of colored asphalt pavement would not only create cities with colorful outlook but also improve the safety of driving. Currently, the application of these pavements has been applied mainly to the parking areas, scenic routes, parks, and other important governmental units. However, fading of the colored asphalt pavement caused by the climate and other factors is commonly seen in both the construction and usage of pavement. This fading of color will result in the loss of beauty in the pavement and the repaving of the surface. Consequently, this will increase the cost of maintenance of pavement, which is contrary to the original intention of the colored asphalt. For some cases, its color faded seriously within 1 year. Since demands in colored asphalt are high, and in response to improvements of living standard in Taiwan, governmental agencies have planned a number of projects for colored asphalt pavements. Such areas as the rest areas on the highway and the scenic route are targeted. The total costs of these projects are worth more than millions US dollars. Moreover, the government plans to invest more in the future. However, other than contractors or manufacturers, information related to the properties of colored asphalt is limited to such owners as the governments. The quality of pavements both in the construction and their usage is of concern to owners too. Furthermore, standard techniques and procedures to evaluate the fading of color need to be established. Hence, the need to control the quality of colored asphalt pavements are of great urgency. Luo et al. w4x developed an user-friendly software, called the ‘image color intensity analyzer’, and applied it to the study of surface color changes in firedamaged mortar at different elevated temperatures in the RGB (Red–Green–Blue) color space. A digital camera was used to capture images before uploading them to a PC, and the analyzer aided in obtaining intensities of red, green, and blue for quantifying color changes at different temperatures. Thus, variations in the intensities of red (R), green (G), and blue (B) were investigated in order to assess the highest temperature of fire-damaged mortar. To analyze the surface color changes in bricks with different proportion of sewage sludge ash added at various firing temperatures, images of surfaces of bricks were analyzed by the ‘image color intensity analyzer’ to obtain the R, G, and B intensities. Then, the optimum amount of sludge ash added to the bricks was found (Luo and Lin w5x).
In this research, with the aid of the accelerated ultraviolet light weathering tester (QUV tester), the fading of colored asphalt samples was investigated. Image analysis and the software ‘image color intensity analyzer’ were applied to study sample color changes in both the RGB and HSI color spaces. Finally, the distribution of colors in both spaces was obtained before and after aging tests to assess the quality of the color asphalt samples.
