一、概述 透水混凝土主要由开级配材料组成，包含硅酸盐水泥、粗骨料、少量或没有细骨料、外加剂和水。由于其可增加透水性、减少地表径流（增加防滑阻力）、吸收噪声等，广泛应用于路面表面。透水混凝土人行道的结构性能受到内部孔隙网络的极大影响，随着非破坏性评估技术和计算机成像技术的进步，现在通常采用 CT 扫描确定路面材料的内部结构。基于图像处理的分割算法在计算透水混凝土孔隙网络特性时可能会产生重大差异。本研究采用分水岭（Watershed）分割算法进行 CT 图像数据的分割，比较选择不同的高程函数对孔隙网络特性如孔隙体积、平面度、伸长率、形状因子、球度分布的影响。 二、图像处理 由筛分后 2.38 – 4.75 mm 的硅质骨料制造直径为 150 mm 的透水混凝土圆柱体，使用 Somatom Emotion XRCT 设备获取试样的扫描数据。将图像导入 Simpleware 软件，采用 Multilevel Otsu segmentation 工具基于图像强度直方图进行全局阈值分割，计算每个组分的像素强度阈值，使组分之间的灰度方差最大，透水混凝土被分割为孔隙相和水泥-骨料相。应用 Watershed 工具的分水岭分割算法，根据高程函数将互通的透水混凝土孔隙结构分为若干较小的孔隙，在高程函数的选项中分别使用基于梯度的 Background gradient 和基于距离映射的 Mask distance transform。 图1：（a）CT 灰度图像（b）Otsu 分割后（c）基于分水岭-梯度分割孔隙（d）基于分水岭-距离映射分割孔隙 图2：三维透水混凝土孔隙网络结构（a）未应用分水岭算法（b）基于分水岭-梯度分割（c）基于分水岭-距离映射分割 三、结果与讨论 3.1 孔隙体积分布 由未进行分水岭算法分割的孔隙结构分析可观察到，单个互通的孔隙体积约在 238000-249000 mm3 的范围内，近 187 个独立的孔隙体积均小于 1000 mm3。通过不同高程函数的分水岭分割后，基于梯度的互通和孤立孔隙体积在 1264 mm3 内，基于距离映射的在 6059 mm3 内。 […]
