城市道路透水性沥青路面结构研究

摘要

透水性沥青路面是指由较大空隙率的沥青混合料作为路面结构面层，允许路表水进入路面结构内的一类沥青路面结构的总称。其内部结构是由一系列与外部空气相连通的多孔隙结构形成的骨架，同时又满足行车荷载要求和耐久性的路面铺装。透水性沥青路面应用在城市道路中，具有降低噪声、减小城市地表径流和城市防洪、有效补充地下水、降低城市热岛效应、防溅水和防眩光等优点。因其具有改善人居环境和提高行车的舒适性与安全性等功能而具有良好的发展前景。
　　 透水性沥青路面结构设计需满足透水和承载力的功能要求，因此对路面结构进行合理设计是非常重要的。本文主要对透水功能及承载特性进行研究，主要取得以下研究成果:
　　 (1)调查国外城市道路中透水性沥青路面典型的结构组合型式，分析其优缺点，在此基础上提出三种路面结构组合型式，并合理选择路面材料及其力学参数和透水特性指标。
　　 (2)分析滞留在路面结构内部的水对路面结构产生的各种危害，指出设置路面结构内部排水系统的必要性。参考美国的内部排水系统，设计出符合我国区域特点的路面结构内部排水系统及其基本组成。
　　 (3)通过改变面层厚度、基层厚度、土基渗透系数以及降雨条件，分析路面结构的透水特性，研究了各因素对路面结构透水特性的影响，总结出透水性沥青路面结构设计的主要影响因素。
　　 (4)对比分析沥青路面结构无水、不饱水及饱水三种状态对透水性沥青路面结构力学响应的影响，通过改变基层厚度、级配碎石底基层的模量以及土基的模量来分析影响三种典型路面结构承载力的主要因素，提出了保证路面结构透水功能和结构承载力的主要技术措施。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 问题的提出

1．1．1 透水性沥青路面

1．1．2 研究背景及意义

1．2 透水性沥青路面的特点

1．3 国内外研究概述

1．3．1 国外研究概况

1．3．2 国内研究概况

1．4 本文研究的主要内容

第2章 透水性沥青路面结构型式及材料参数

2．1 透水性沥青路面结构设计流程

2．2 透水性沥青路面结构

2．2．1 国外透水性沥青路面结构组合型式分析

2．2．2 本文透水沥青路面结构组合方案

2．3 透水结构层材料组成及力学性能

2．3．1 OGFC透水面层

2．3．2 沥青稳定碎石

2．3．3 多孔隙水泥稳定碎石

2．3．4 级配碎石

2．3．5 土基

2．4 结构层材料透水性能指标

2．4．1 孔隙率和有效孔隙率

2．4．2 饱和渗透系数

2．4．3 确定透水结构层材料的渗透系数

2．5 本章小结

第3章 路面结构内部排水系统分析与设计

3．1 路面结构内部排水系统

3．2 路面结构透水设计

3．2．1 影响透水设计的主要因素

3．2．2 主要指标与性能

3．3 透水特性分析

3．3．1 土基渗透性与结构层厚度对透水功能的影响

3．3．1 降雨条件对透水特性的影响

3．4 排水时间计算

3．4．1 饱水时间计算

3．4．2 非饱水时间计算

3．5 本章小结

第4章 荷载作用下透水性沥青路面力学分析

4．1 结构分析方法概述

4．1．1 弹性层状体系理论

4．1．2 结构力学分析方法

4．2 结构受力有限元计算模型

4．2．1 本构模型

4．2．2 荷载模型

4．2．3 边界条件及材料参数

4．2．4 模型的建立

4．3 荷载作用下透水性沥青路面结构力学分析

4．3．1 透水性沥青路面竖向位移分析

4．3．2 透水性沥青路面结构承载能力的影响因素分析

4．4 本章小结

结语

参考文献

致谢