城市道路透水沥青铺装持水行为与降温效果研究
发布时间：2021-08-29 23:01
透水铺装因其诸多优点而被广泛应用于城市道路,可有效改善城市下垫面水温状态,实现雨水的综合利用,抑制城市“热岛效应”的发展,是低影响开发理念下“海绵城市”建设体系的重要组成部分。在外界水热环境的综合作用下,透水铺装的温度变化表现出较为复杂的特征,科学分析与准确把握其水热变化行为,有利于进一步完善城市道路透水铺装的设计与评价体系。论文采用室内试验与数值计算相结合的方式,分析透水铺装在持水状态下的温度变化行为;建立透水铺装持水降温效应理论计算模型,进一步揭示透水铺装的持水降温作用机理与效果;采用数值计算模型对比分析不同类型透水铺装结构的路表降温效果,为持水降温型城市道路铺装结构的设计与选择提供依据。基于势能作用下的多孔介质渗流理论,选取OGFC-13透水沥青混合料、级配碎石混合料等典型透水铺装材料类型,试验分析了不同渗流条件下透水铺装材料的持水行为特征,确定了典型透水铺装材料的持水性能指标;计算分析了透水铺装材料持水效应在不同渗流条件下的变化规律与影响因素,建立了材料参数与持水率的关系模型,验证了模型的可靠度。建立了不同结构类型的透水铺装温度变化试验模型,验证了室内模型试验的可行性,确定了试...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
城市化带来的“城市雨岛”问题(图片来自网络)
长安大学博士学位论文2(a)城市地表沉陷(b)城市水体污染图1.2城市地面沉降及水体污染问题(图片来自网络)另一方面，受人口增长、热排放、下垫面结构热效应的综合影响，城市地区的空气温度明显高于郊区，城市“热岛效应”愈发显著[20,21]（见图1.3）。近年来，城市“热岛效应”的加剧对全球气候环境的影响愈发显著，联合国气候变化委员会在气候评估报告中指出，全球平均气温在近50年内升高了2-3°C，平均海洋水温升高了0.5°C[22]。既有研究表明，城市化发展对我国气候变暖的影响显著程度逐年提高，近50年的分析数据表明，城市化对中国气候变暖直接及间接的贡献程度占比可达20-30%[23,24]。因此，采取有效措施减缓城市“热岛效应”的加剧，对我国城市化建设质量的提高具有重要意义，也是当前城市化建设的核心工作之一[25]。(a)“热岛效应”与城市下垫面关系(b)城市“热岛效应”红外分布图1.3城市“热岛效应”示意图(图片来自网络)面对城市化进程出现的各种生态问题，美国、日本、欧洲等国家的先进城市建设理念为我国提供了良好的借鉴[26-31]。实践表明，通过引进“低影响开发”技术（LowImpactDevelopment，以下简称LID），改变传统城市建设理念，可有效改善城市“雨岛”及“热岛”问题，实现城市化与生态环境的协调发展[32,33]。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议中要求：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”[34]。2017年3月，李克强总理在2017年国务院政府工作报告中提出：统筹城市地上地下建设，启动
长安大学博士学位论文2(a)城市地表沉陷(b)城市水体污染图1.2城市地面沉降及水体污染问题(图片来自网络)另一方面，受人口增长、热排放、下垫面结构热效应的综合影响，城市地区的空气温度明显高于郊区，城市“热岛效应”愈发显著[20,21]（见图1.3）。近年来，城市“热岛效应”的加剧对全球气候环境的影响愈发显著，联合国气候变化委员会在气候评估报告中指出，全球平均气温在近50年内升高了2-3°C，平均海洋水温升高了0.5°C[22]。既有研究表明，城市化发展对我国气候变暖的影响显著程度逐年提高，近50年的分析数据表明，城市化对中国气候变暖直接及间接的贡献程度占比可达20-30%[23,24]。因此，采取有效措施减缓城市“热岛效应”的加剧，对我国城市化建设质量的提高具有重要意义，也是当前城市化建设的核心工作之一[25]。(a)“热岛效应”与城市下垫面关系(b)城市“热岛效应”红外分布图1.3城市“热岛效应”示意图(图片来自网络)面对城市化进程出现的各种生态问题，美国、日本、欧洲等国家的先进城市建设理念为我国提供了良好的借鉴[26-31]。实践表明，通过引进“低影响开发”技术（LowImpactDevelopment，以下简称LID），改变传统城市建设理念，可有效改善城市“雨岛”及“热岛”问题，实现城市化与生态环境的协调发展[32,33]。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议中要求：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”[34]。2017年3月，李克强总理在2017年国务院政府工作报告中提出：统筹城市地上地下建设，启动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于透水性能的全透水沥青路面结构设计[J]. 赵丽华,杨志浩,许斌,石鑫,曹东伟,丁润铎. 中外公路. 2019(04)
[2]基于自然解决方案对我国城市适应性转型发展的启示[J]. 林伟斌,孙一民. 国际城市规划. 2020(02)
[3]城镇化与生态环境共生演进模式研究[J]. 史建军. 技术经济与管理研究. 2019(07)
[4]基于SWMM的海绵道路典型LID设施布局影响分析[J]. 卓浩,王云,李元松,张静波,刘星. 公路. 2019(07)
[5]中国城市内涝成因和防控策略研究进展[J]. 焦胜,马伯,黎贝. 生态经济. 2019(07)
[6]基于海绵城市体系典型透水路面模型研究[J]. 蒋玉龙,高博,杨幼江,吴进良,王冠. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(06)
[7]21世纪中国的城市化特点及其生态环境挑战[J]. 邱国玉,张晓楠. 地球科学进展. 2019(06)
[8]海绵城市透水水泥混凝土路面结构力学响应分析[J]. 郑木莲,邓朝显,梁行行,姬国强,马越,高骞,马笑,马强. 路基工程. 2019(02)
[9]海绵城市研究进展综述:从水文过程到生态恢复[J]. 赵银兵,蔡婷婷,孙然好,倪忠云,张婷婷. 生态学报. 2019(13)
[10]透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究[J]. 李辉,李昊臻,王雪峰,张胜,张萌瑶,张恒基. 中国公路学报. 2019(04)
博士论文
[1]水—温耦合作用对沥青混合料性能影响及防治措施研究[D]. 侯明昊.哈尔滨工业大学 2015
[2]西安市路面径流污染特征及控制技术研究[D]. 陈莹.长安大学 2011
[3]降雨非饱和入渗过程的水势描述及理论模型研究与应用[D]. 王建新.清华大学 2010
[4]大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D]. 关彦斌.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于模糊综合评价的海绵城市LID措施综合效能评价体系研究[D]. 马萌华.西安理工大学 2019
[2]基于SWMM海绵城市水文水质过程模拟与LID措施研究[D]. 刘宇涵.沈阳大学 2018
[3]不同类型透水铺装系统对径流雨水控污效能及其机制研究[D]. 李志霏.北京建筑大学 2018
[4]多雨地区路基路面饱和—非饱和渗流特性研究[D]. 唐勇斌.华南理工大学 2016
[5]开级配沥青磨耗层（OGFC）排水性能研究[D]. 李辉.长安大学 2016
[6]高效渗透减排透水铺装对径流的控制研究[D]. 张玉玉.北京建筑大学 2015
[7]城市透水性铺装系统对局地热湿气候调节作用的研究[D]. 敖靖.哈尔滨工业大学 2014
[8]基于低影响开发的城市道路雨水系统衔接关系研究[D]. 陈宏亮.北京建筑大学 2013
[9]城市透水铺装材料与结构设计研究[D]. 赵亮.长安大学 2010
[10]排水性沥青混合料配合比设计及技术性能研究[D]. 张铭铭.长安大学 2009
本文编号：3371541
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
城市化带来的“城市雨岛”问题(图片来自网络)
长安大学博士学位论文2(a)城市地表沉陷(b)城市水体污染图1.2城市地面沉降及水体污染问题(图片来自网络)另一方面，受人口增长、热排放、下垫面结构热效应的综合影响，城市地区的空气温度明显高于郊区，城市“热岛效应”愈发显著[20,21]（见图1.3）。近年来，城市“热岛效应”的加剧对全球气候环境的影响愈发显著，联合国气候变化委员会在气候评估报告中指出，全球平均气温在近50年内升高了2-3°C，平均海洋水温升高了0.5°C[22]。既有研究表明，城市化发展对我国气候变暖的影响显著程度逐年提高，近50年的分析数据表明，城市化对中国气候变暖直接及间接的贡献程度占比可达20-30%[23,24]。因此，采取有效措施减缓城市“热岛效应”的加剧，对我国城市化建设质量的提高具有重要意义，也是当前城市化建设的核心工作之一[25]。(a)“热岛效应”与城市下垫面关系(b)城市“热岛效应”红外分布图1.3城市“热岛效应”示意图(图片来自网络)面对城市化进程出现的各种生态问题，美国、日本、欧洲等国家的先进城市建设理念为我国提供了良好的借鉴[26-31]。实践表明，通过引进“低影响开发”技术（LowImpactDevelopment，以下简称LID），改变传统城市建设理念，可有效改善城市“雨岛”及“热岛”问题，实现城市化与生态环境的协调发展[32,33]。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议中要求：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”[34]。2017年3月，李克强总理在2017年国务院政府工作报告中提出：统筹城市地上地下建设，启动
长安大学博士学位论文2(a)城市地表沉陷(b)城市水体污染图1.2城市地面沉降及水体污染问题(图片来自网络)另一方面，受人口增长、热排放、下垫面结构热效应的综合影响，城市地区的空气温度明显高于郊区，城市“热岛效应”愈发显著[20,21]（见图1.3）。近年来，城市“热岛效应”的加剧对全球气候环境的影响愈发显著，联合国气候变化委员会在气候评估报告中指出，全球平均气温在近50年内升高了2-3°C，平均海洋水温升高了0.5°C[22]。既有研究表明，城市化发展对我国气候变暖的影响显著程度逐年提高，近50年的分析数据表明，城市化对中国气候变暖直接及间接的贡献程度占比可达20-30%[23,24]。因此，采取有效措施减缓城市“热岛效应”的加剧，对我国城市化建设质量的提高具有重要意义，也是当前城市化建设的核心工作之一[25]。(a)“热岛效应”与城市下垫面关系(b)城市“热岛效应”红外分布图1.3城市“热岛效应”示意图(图片来自网络)面对城市化进程出现的各种生态问题，美国、日本、欧洲等国家的先进城市建设理念为我国提供了良好的借鉴[26-31]。实践表明，通过引进“低影响开发”技术（LowImpactDevelopment，以下简称LID），改变传统城市建设理念，可有效改善城市“雨岛”及“热岛”问题，实现城市化与生态环境的协调发展[32,33]。2013年12月，习近平总书记在中央城镇化工作会议中要求：建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”[34]。2017年3月，李克强总理在2017年国务院政府工作报告中提出：统筹城市地上地下建设，启动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于透水性能的全透水沥青路面结构设计[J]. 赵丽华,杨志浩,许斌,石鑫,曹东伟,丁润铎. 中外公路. 2019(04)
[2]基于自然解决方案对我国城市适应性转型发展的启示[J]. 林伟斌,孙一民. 国际城市规划. 2020(02)
[3]城镇化与生态环境共生演进模式研究[J]. 史建军. 技术经济与管理研究. 2019(07)
[4]基于SWMM的海绵道路典型LID设施布局影响分析[J]. 卓浩,王云,李元松,张静波,刘星. 公路. 2019(07)
[5]中国城市内涝成因和防控策略研究进展[J]. 焦胜,马伯,黎贝. 生态经济. 2019(07)
[6]基于海绵城市体系典型透水路面模型研究[J]. 蒋玉龙,高博,杨幼江,吴进良,王冠. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(06)
[7]21世纪中国的城市化特点及其生态环境挑战[J]. 邱国玉,张晓楠. 地球科学进展. 2019(06)
[8]海绵城市透水水泥混凝土路面结构力学响应分析[J]. 郑木莲,邓朝显,梁行行,姬国强,马越,高骞,马笑,马强. 路基工程. 2019(02)
[9]海绵城市研究进展综述:从水文过程到生态恢复[J]. 赵银兵,蔡婷婷,孙然好,倪忠云,张婷婷. 生态学报. 2019(13)
[10]透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究[J]. 李辉,李昊臻,王雪峰,张胜,张萌瑶,张恒基. 中国公路学报. 2019(04)
博士论文
[1]水—温耦合作用对沥青混合料性能影响及防治措施研究[D]. 侯明昊.哈尔滨工业大学 2015
[2]西安市路面径流污染特征及控制技术研究[D]. 陈莹.长安大学 2011
[3]降雨非饱和入渗过程的水势描述及理论模型研究与应用[D]. 王建新.清华大学 2010
[4]大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D]. 关彦斌.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于模糊综合评价的海绵城市LID措施综合效能评价体系研究[D]. 马萌华.西安理工大学 2019
[2]基于SWMM海绵城市水文水质过程模拟与LID措施研究[D]. 刘宇涵.沈阳大学 2018
[3]不同类型透水铺装系统对径流雨水控污效能及其机制研究[D]. 李志霏.北京建筑大学 2018
[4]多雨地区路基路面饱和—非饱和渗流特性研究[D]. 唐勇斌.华南理工大学 2016
[5]开级配沥青磨耗层（OGFC）排水性能研究[D]. 李辉.长安大学 2016
[6]高效渗透减排透水铺装对径流的控制研究[D]. 张玉玉.北京建筑大学 2015
[7]城市透水性铺装系统对局地热湿气候调节作用的研究[D]. 敖靖.哈尔滨工业大学 2014
[8]基于低影响开发的城市道路雨水系统衔接关系研究[D]. 陈宏亮.北京建筑大学 2013
[9]城市透水铺装材料与结构设计研究[D]. 赵亮.长安大学 2010
[10]排水性沥青混合料配合比设计及技术性能研究[D]. 张铭铭.长安大学 2009
本文编号：3371541
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