排水沥青路面渗排水特性研究

摘要

排水沥青路面的空隙率为20%左右，它的组成是以粗集料为主，通过嵌挤相互作用行成骨架—空隙结构。该路面拥有很多的优点，包括提高雨天道路的抗滑性能、减少行车过程中噪音等作用，同时对于提高地下水位，改善生态环境也有重要作用。但排水沥青路面在使用过程中会发生空隙堵塞，从而逐步降低其透排水性能。
　　本文研究了排水沥青路面空隙堵塞对渗排水能力的影响。为模拟自然降雨条件下排水路面的渗排水规律，研发了排水路面现场透水仪。收集了城区道路机动车道及非机动车道上的堵塞物，并对其颗粒组成进行了分析，制定了七组不同粒径范围的堵塞物。室内制作了三组不同空隙率水平的车辙板试件，分析了连通空隙率与空隙率的关系、侧向渗水系数与空隙率的关系、侧向渗水系数与连通空隙率的关系。对不同空隙车辙板试件加入了不同级配级的堵塞物，以渗水能力为评价指标，研究了堵塞物级配、堵塞物剂量对车辙板渗排水性能的影响。
　　通过室内试验发现连通空隙率与空隙率之间存在二次函数关系，侧向渗水系数与空隙率存在指数函数的关系，侧向渗水系数与连通空隙率存在指数函数的关系。空隙率越大的试件其抗堵塞能力越强，在加载多次堵塞物后仍有一定的渗水能力，相同空隙率的透水试件的竖向透水能力要高于侧向排水能力，分析得到了影响不同空隙率试件侧向渗水系数的粒径范围。最后试验还发现，双层排水沥青试件的上层试件的空隙率对双层排水沥青试件的侧向渗水系数起重要作用。

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摘 要

ABSTRACT

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 排水沥青路面的材料研究

1.2.2 排水沥青路面的空隙堵塞研究

1.2.3 清洗空隙内堵塞物的研究

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 本文技术路线

2 路面空隙率及渗水能力测试

2.1 试件的制作

2.1.1 车辙板制备所需材料

2.1.2 材料要求

2.2 排水沥青混合料的级配设计

2.2.1 沥青混合料级配的确定

2.2.2 制备车辙板

2.2.3 试件空隙率及连通空隙率

2.3 降雨时排水路面内部渗流状态分析

2.3.1 空隙的组成

2.3.2 排水沥青路面的空隙分析

2.3.3 排水沥青路面在降雨情况下的产流机制及分析

2.3.4 透水性沥青路面的产流方式及变化

2.4 渗水系数的测定

2.4.1 变水头测试法

2.4.2 常水头测试法

2.4.3 本试验渗水系数测定装置

2.5 空隙率和连通空隙率的关系

2.6 侧向初始渗水系数与空隙率的关系

2.6.1 试件底面封水处理

2.6.2 侧向初始渗水系数与空隙率的关系

2.7 侧向初始渗水系数与连通空隙率的关系

3 排水路面堵塞试验及侧向排水规律研究

3.1 路面堵塞物分析

3.2 透水车辙板侧向渗水试验及准备过程

3.2.1 车辙板试件底面封水处理

3.2.2 试件初始侧向渗水系数的测定

3.2.3 试件加入堵塞物后侧向渗水系数的测定

3.3 堵塞物粒径对排水沥青试件侧向渗水能力的影响

3.3.1 平均空隙率为19.23%试件排水堵塞规律

3.3.2 平均空隙率为21.21%排水堵塞规律研究

3.3.2 平均空隙率为23.49%排水堵塞规律研究

3.4 空隙率对排水沥青试件侧向渗水能力的影响

3.5 排水沥青试件竖向渗水堵塞试验

3.5.1 排水沥青试件的侧向封水处理

3.5.2 透水车辙板试每次加入堵塞物侧向竖向系数的测定

3.6 竖向及侧向渗水试块堵塞后渗水能力对比

3.6.1 空隙率为19.7%左右试件堵塞后侧向及竖向渗水系数对比

3.6.2 空隙率为23%左右试件堵塞后侧向及竖向渗水系数对比

4 双层排水沥青试件侧向渗水的堵塞试验

4.1 双层排水路面的介绍

4.2 试验的准备工作

4.3 双层排水沥青试件的堵塞试验

4.3.1 不同空隙率的单层及双层试件初始侧向渗水系数对比

4.3.2 单层及双层排水沥青试件堵塞物后侧向渗水系数对比

5 路面透水性能测试工程实例

5.1 生态园9号线项目介绍

5.2 项目原材料及排水沥青混合料配合比设计

5.2.1 HVA高黏剂

5.2.2 沥青

5.2.3 填料

5.2.4 纤维稳定剂

5.2.5 渗透性树脂

5.3 生态园9号线渗水系数测试

5.3.1 2016年道路渗水系数测定

5.3.1 2018年道路渗水系数测定

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士期间取得的学术成果

致谢