山地海绵城市透水性路面研究与应用

发布时间：2020-06-01 19:05

【摘要】：我国在城镇化建设取得巨大成就的同时,城市也出现了一系列生态环境问题,比如城市内涝、热岛效应、地下水缺乏等。究其原因,是因为在城市绝大多数道路、广场中使用非透水铺装,使得雨水得不到有效的排除。海绵城市建设的大力发展,正是为了解决此类环境问题。透水性沥青路面是一种新兴的路面结构型式,通过使用大孔隙结构层使得雨水能够进入路面结构,最终进入土基或通过排水设施排走。这一设计理念正好与海绵城市的建设相符合。透水性沥青路面结构需要满足透水功能和结构承载力两方面的要求,本文在参考国内外透水性沥青路面的研究成果的基础上,重点研究了透水性沥青路面结构设计与应用。对透水性沥青路面原材料进行研究,初选了三种合成级配,并用飞散试验和析漏试验确定最佳沥青用量,对透水性沥青混合料分别进行了高温稳定性、低温稳定性和水稳定性试验,研究结果表明,材料合理、级配良好的透水性沥青混合料具有良好的路用性能。研究了透水性沥青路面的透水机理以及各结构层的渗透系数,对影响透水设计的降雨特性、地下水位高度、路面结构特性等因素进行分析,将透水设计分为路面透水能力和路面内部排水设施进行设计。采用有限元软件ABAQUS对典型的路面结构进行透水分析,通过改变面层厚度、底基层厚度以及土基渗透系数对降雨结束后路面结构饱和度进行分析,研究了各因素对路面结构储水能力的影响,提出了保证透水性沥青路面结构储水能力的措施。选取结构处于饱水最不利状态下,改变面层厚度、基层厚度、基层模量以及土基模量对国内常用的三种透水性沥青路面结构承载力进行分析,找出影响透水性沥青路面结构承载力的影响因素,提出了改善透水性沥青路面结构承载力的技术措施。提出了在透水沥青路面结构设计时,承载力验算方法。对透水性沥青路面设计进行归纳,给出了透水性沥青路面结构设计流程,并结合重庆市悦来新城透水性路面工程应用对透水性沥青路面施工工艺进行总结。
【图文】：

示意图,透水性沥青,路面结构,水流方向

入路面结构内部空隙中的一种沥青路面。在设计时，装材料应用到面层、基层、垫层以及土基中，保证路磨性和耐久性的同时，，使路面上的水能够迅速地进入时蓄水功能的基层进入土基或者路面结构排水系统排新建、扩建或改建的城镇道路工程、室外工程、市政、停车场及人行道等路面。根据透水（排水）沥青路分为透水性沥青路面 I 型、透水性沥青路面 II 型和透路面 I 型是指路表水进入路面结构表面层后通过面层性沥青路面只有路面结构的面层具有透水性，面层下过面层到达隔水层上时就会横向排出。主要作用是能小行车噪音、增加地面抗滑和道路安全性能。透水沥流入上面层或下面层再进入附近的排水设施这种类型外高速公路和城市道路上被广泛应用，其表面层一般辆行驶的安全性能，其路面结构示意图如图 1.1 所示。

示意图,透水性沥青,路面结构,水流方向

图 1.2 II 型透水性沥青路面结构及水流方向性沥青路面 III 型是指路面的水进入整个路面，不设置隔水层基层，再到垫层，最后直接进入土基中。这种路面结构的面层透水性强的特点，并且土基应具有透水能力好和遇水能有较高性沥青路面 III 型最鲜明的特点是雨水能够通过面层、基层、垫的补给城市地下水资源，从而提升该地区的水平衡和生态条件的生活条件。在国外，此类型材料常见于广场、人行道等轻荷载少应用，部分城市在人行道上采用该材料。类型的路面结构需要保证土基土体的透水性，即保证土基层有其基本结构示意图如下图 1.3 所示。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.2;TU992

【参考文献】