彩色沥青路面可以创造更好的视觉环境，提高行车的安全性和平稳性。 在这项研究中，检查了具有不同数量染料的彩色沥青样品，以研究不同老化时期的表面颜色变化。 在 RGB 和 HSI 颜色空间中分析样品表面颜色的分布。 两种染料，绿色和红色，有五种不同的比例，与透明沥青混合制成彩色沥青样品。 样品在 QUV紫外光老化试验箱中暴露于紫外线下，进行五个不同的老化跨度。 结果表明，染料的添加量和种类，以及不同的老化跨度都会影响彩色沥青的褪色。 结果还表明，混合 5% 或更多染料的透明沥青能够制造出颜色更好的沥青。 最后，带有红色染料的彩色沥青表现出更好的抗紫外线能力。

彩色沥青通过反射来自表面的紫外线起到隔热层的作用，从而在长时间的阳光下将温度降低 5-10℃。为了提高美国自行车与机动车交叉口的安全性，波特兰市选择了10个冲突地区来铺设油漆和蓝色热塑性塑料作为彩色路面，并采用了一种新颖的标志系统。结果表明，绝大多数骑自行车的人和大多数接受调查的驾车者都认为彩色路面提高了人行横道的安全性（Hunter et al. w2x）。Smith w3x 发现互锁彩色混凝土路面为建筑和工程中的应用提供了许多选择。他还指出，彩色路面可能会降低维护成本并有效抵抗除冰盐造成的恶化。

沥青混凝土路面主要铺设在地方和天意的高速公路上。这些人行道主要以黑色系列建造，因此使城市看起来单调。开发彩色沥青路面，不仅可以打造色彩缤纷的城市，还可以提高行车安全。目前，这些路面的应用主要应用于停车场、景区线路、公园等重要政府单位。然而，由于气候等因素造成的彩色沥青路面褪色在路面的施工和使用中都很常见。这种褪色会导致路面失去美观和重新铺设路面。因此，这将增加路面的维护成本，与彩色沥青的初衷背道而驰。在某些情况下，其颜色会在 1 年内严重褪色。

此外，路面在施工和使用中的质量也是业主关心的问题。此外，需要建立评估褪色的标准技术和程序。因此，控制彩色沥青路面的质量迫在眉睫。罗等人开发了一种用户友好的软件，称为“图像颜色强度分析仪”，并将其应用于研究在 RGB（红-绿-蓝）颜色空间中不同升高温度下火损砂浆的表面颜色变化。在将图像上传到 PC 之前，使用数码相机捕获图像，分析仪帮助获得红色、绿色和蓝色的强度，以量化不同温度下的颜色变化。因此，研究了红色 (R)、绿色 (G) 和蓝色 (B) 强度的变化，以评估火灾损坏砂浆的最高温度。

为分析不同烧成温度下添加不同比例污泥灰的砖的表面颜色变化，通过“图像颜色强度分析仪”分析砖表面图像以获得R、G和B强度。然后，找到了添加到砖中的较佳污泥灰量（Luo 和 Lin w5x）。

本研究借助加速紫外光老化测试仪（QUV紫外光老化试验箱）对彩色沥青样品的褪色进行了研究。 图像分析和软件“图像颜色强度分析器”用于研究 RGB 和 HSI 颜色空间中的样本颜色变化。 最后，通过老化测试前后两个空间的颜色分布来评估彩色沥青样品的质量。

二、研究方法

2.1 材料来源

本研究中使用的透明沥青是从树胶、沥青质、油脂和极化材料的混合物中提取的，由当地的沥青材料厂生产。 所用染料购自欧洲工厂。 用电子显微镜分析红色和绿色染料的化学成分如表 1 所示。红色染料的主要化学成分是 Cr 和 K。而绿色染料由 Fe 和 K 组成。 将烘箱加热至160℃，然后将它们与不同指定比例的红色和绿色染料混合，制备用于本研究的彩色沥青。 然后进行有色沥青的老化试验。

2.2. 样品的制造和测试程序

为制备彩色沥青，将红色和绿色染料以 0、2.5、5.0、7.5 和 10% 的比例添加到 100.0 g 透明沥青中。 加热时，透明沥青接近黄色。 接下来，将重量为 1.0 g 的有色沥青混合料装载到样品架上。 这些支架安装在测试仪室内的 QUV 框架上。 在 QUV紫外光老化试验箱中，样品在60℃下暴露在荧光紫外灯下，持续时间为 0、6、12、24 和 48 小时。 随后，将样品留在暗室中，准备用数码相机拍摄。 然后，将分辨率为 140=140、2 万像素的图像上传到 PC。 之后，通过“图像颜色强度分析器”w4x 对其进行分析，以获得三基色分量的强度。 在 RGB 和 HIS（色相-饱和度-强度）颜色空间中检查了由老化引起的沥青样品的颜色变化。

2.3. QUV测试

QUV紫外光老化试验箱在紫外光加速老化测试仪中进行。 该测试仪符合 ISO9000 要求，是Q-LAB公司的一部分。 应用于本研究的模型是QUV/basic，能够模拟水分和紫外线照射。为了调查室外彩色沥青路面数月甚至数年的颜色变化，在模拟条件下将彩色沥青样品留在QUV测试仪中观察颜色变化。 此外，研究了使用时间、耐久性和实用性对彩色沥青的影响，为未来的应用提供信息。借助QUV加速老化试验机观察颜色变化与沥青老化之间的关系。

2.4. 摄影和图像处理

一台来自 Olympus 的型号为C-2500L的数码相机用于捕捉本研究的数码图像。 在拍摄数字图像之前，通过调整颜色的三个主要成分的相对亮度，以电子方式补偿光线的变化，从而为数码相机调整白平衡； 红色、绿色和蓝色。 达到白平衡后，在如图 1 所示的设置下拍摄老化的彩色沥青样品的真实颜色。图像随后上传到 PC，然后通过软件“图像颜色强度分析仪”进行分析，以获取 每个图像中红色、绿色和蓝色的强度。 最后，研究了老化试验前后沥青样品颜色变化的关系。

2.5. RGB 和 HSI 色彩空间系统

通常，数码相机拍摄的图像格式为 RGB 颜色空间。 RGB 是红色、绿色和蓝色的首字母缩写。该空间通常表示为笛卡尔坐标系中的颜色立方体。 R、G 和 B 分别位于 x、y 和 z 轴，对于 8 位颜色，每个轴定义在 0 到 255 之间。因此，点 (0,0,0) 代表黑色，点 (255, 255, 255) 代表白色，立方体的对角线表征颜色的亮度或灰度。 RGB 颜色空间如图 2a 所示。除了 RGB 颜色空间，HSI 颜色空间也接近人类感知颜色的方式。 HSI 分别是色调、饱和度和强度的缩写形式。一般来说，色相、饱和度和强度是通过将RGB色彩空间中的R、G、B的数值转换为HSI色彩空间，通过不同的变换公式得到的。 Gonzalez 和 Woods w6x 定义的一组方程应用于本研究，如下所示：

色调与红色、黄色和绿色等颜色的波长有关。 饱和度是颜色混合物中白度的量。 强度是指颜色的亮度或灰度。 通常，HSI 空间在圆柱坐标系中描述，如图 2b 所示。 角度大小代表色相，通常红色位于 08 度。因此，色相被视为其他颜色偏离红色的度数。 例如，绿色距离红色 1208，蓝色距离红色 2408。 圆柱体的径向距离是饱和度的量度。 圆柱体的周长代表 100% 的饱和度，而中心轴代表 0% 的饱和度。 强度是沿中心轴测量的高度，随着高度从原点上升到圆柱体顶部，强度从黑色变为白色。 在这项研究中，在 RGB 和 HSI 颜色空间中研究了老化测试前后彩色沥青样品的颜色变化。

3 结果与讨论

由分析仪绘制的 R、G 和 B 的典型分布分别显示在图 3a、b 中，用于具有绿色和红色染料的彩色沥青样品。 对于绿色染料，G 的强度正态分布在 63 和 127 之间，R 和 B 分布在 0 和 63 之间。这意味着绿色的量高于红色和蓝色，样品的表面颜色主要是 绿色在彩色沥青与绿色染料。 再一次，在图 3b 中，对于带有红色染料的彩色沥青样品，R 的强度集中在大约 127 处，而 G 和 B 分布在 0 到 63 之间。 因此，红色成分的强度表明它是三种主要成分中的主要颜色，并且对于带有红色染料的样品，表面颜色大多为红色。

图 4-6 显示了在 QUV紫外光老化试验箱中放置 0 到 48 小时后，R、G 和 B 的强度与添加到彩色沥青样品中的绿色染料量之间的关系。如图 4 所示，随着绿色染料量的增加，R 的强度从 150 增加到大约 50。图 5 显示了 G 组分的类似结果。在图 6 中，B 的强度随着绿色染料量的增加而略有上升，并且在 15 和 30 之间。这表明绿色染料的量会影响三基色分量的强度。当绿色染料的用量高于 5% 时，R、G 和 B 中的强度分布变化较小，如图 1 和图 1 所示。 4-6。这意味着透明沥青应与 5% 或更多的绿色染料混合，以制造颜色更好的沥青。此外，在不同给定量的绿色染料下，从 0 到 48 小时，R、G 和 B 的强度随着紫外光量的增加而上升。尽管每个组件的增量不同，但就表面颜色的亮度而言，它们的鲜艳度会从灰色变为白色。这意味着在 QUV 测试中暴露在紫外线下时，带有绿色染料的沥青样品的表面颜色会褪色。对于带有红色染料的沥青样品，三种原色成分的强度变化类似。例如，在 QUV 测试中，R 的强度随着红色染料用量的增加和暴露于紫外光的时间延长而降低，导致 R 的强度更高，如图 7 所示。当绿色样品的 R 强度降低时与红色染料相比，绿色染料中 R 的衰减量高于红色染料。这表明带有红色染料的样品可能具有更好的抗褪色性。

图 8-10 显示了 H、S 和 I 之间的分布，在不同的老化时间添加了不同数量的绿色染料。 由于透明沥青的颜色在黄色范围内，彩色沥青的色调随着绿色染料的增加而从黄色变为绿色，如图8所示。此外，当老化变得明显时，黄色会褪色 对于添加到有色沥青样品中的所有染料量，绿色染料发展成为主要色调。 在红色染料添加剂的情况下观察到类似的结果，如图 11 所示。由于有色沥青样品会在老化开始后将其色调恢复为添加到其中的染料，因此 HSI 颜色空间中的色调分量几乎没有提供判断的信息 沥青样品中绿色和红色染料之间的性能。

如前所述，饱和度定义为添加到色调中的白度量。图 9 表明当更多的绿色染料添加到沥青样品中时，S 变得更少。该图还显示，样品在 QUV紫外光老化试验箱中停留的时间越长，样品中的白度就越少。这表明有色沥青样品在暴露于紫外线时会褪色。使用红色染料的沥青样品也观察到类似的结果，如图 12 所示。同样，当比较绿色和红色染料样品的饱和度时，S 随染料添加量和暴露于紫外光时间的变化而变化红色染料的样品比绿色染料的样品更光滑。这告诉我们，考虑到老化时，红色染料可能比绿色染料具有更好的性能。在图10中，当添加更多绿色染料时，样品的亮度会变暗，而当样品暴露在紫外线下的时间更长时，样品的亮度会变亮。在带有红色染料的样品中也发现了类似的观察结果。暴露在紫外线下的时间越长，沥青样品的褪色就越严重。因此，强度的变化也为判断沥青样品的褪色提供了有用的信息。得出的结论是，数字分析和“图像颜色强度分析仪”软件可以详细了解彩色沥青颜色的褪色过程。

4 结论

本研究总结了以下结果：

1. 在不同的染料用量下，R、G 和 B 的强度随着紫外线量的增加而增加。 当考虑表面颜色的亮度时，它们的鲜艳度从灰色变为白色。 这意味着暴露于紫外线的时间会影响彩色沥青的褪色。

2. 当绿色染料用量高于5%时，R、G、B三色强度分布变化较小。 这表明透明沥青应与 5% 或更多的绿色染料混合，以制造颜色更好的沥青。

3. 在 QUV紫外光老化试验箱中暴露于不同时间时，红色染料在彩色沥青中可能比绿色染料具有更好的抗褪色性。

4. 有色沥青的色调随着染料添加量的增加，由透明的沥青变为染料的颜色。 此外，当老化变得明显时，透明沥青的颜色逐渐消失，染料的颜色发展成为所有添加到有色沥青中的染料的主要色调。

5. 得出的结论是，数字分析和“图像颜色强度分析仪”软件可以详细了解彩色沥青的褪色过程。