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开级配沥青磨耗层(OGFC)排水性能研究
| 论文题名： | 开级配沥青磨耗层(OGFC)排水性能研究 |
| 关键词： | 城市道路;沥青路面;开级配沥青磨耗层;排水性能;水力特性参数;管沟引流 |
| 摘要： | 开级配沥青磨耗层(OGFC)也称为大空隙开级配的排水式沥青磨耗层，它具有吸纳、蓄渗和缓释降雨的作用，并能够有效消除雨水径流，缓和径流高峰，改善地表的水文环境。论文以宁波市某沥青制品厂的一种成熟的OGFC-13产品及OGFC面层作为排水层的结构形式为研究对象，OGFC面层排水即雨水只通过表面层入渗和短暂蓄积，以横向排流的方式，将水引入附近的排水设施中。OGFC沥青路面作为海绵城市实现道路对雨水控制与管理的解决方案之一，目前其路用性能的研究已经比较成熟，而对其排水性能的研究还不够，在建设时只能依靠经验选用OGFC路面类型，不能科学、恰当地设计以满足当地排水性能的要求。因此对开级配沥青磨耗层(OGFC)的排水性能进行研究，具有重要意义。 论文分析了研究对象的目标空隙率范围。OGFC面层合理的目标空隙率应该在15％~25%，才能保证沥青混合料的强度、稳定性及耐久性，发挥其高效的排水功能。并明确了研究对象(OGFC-13产品)的目标空隙率为19%。 论文分析了OGFC面层的排水机理，明确了论文的技术路线。结合实际工程中存在的OGFC面层排水不畅的问题，对降雨模式进行分析，并论述了降雨水文学与水力学特点。 论文在总结现有OGFC材料透水系数测试方法的基础上，基于常水头自行开发了OGFC降水模拟装置及透水性能测试仪。并进行了OGFC模型试验研究，得到了OGFC材料自身的水力特性参数。并将OGFC面层的水流运动过程总结为四个模式：贴附扩散、附着流动、侧向渗流、稳态渗流，为OGFC面层的水流现象提供了一种科学描述。 论文得到了这种OGFC-13产品模型材料的水力特性参数。在总结适用于OGFC混合料有限元分析的渗流原理和排水理论的基础上，进行了OGFC面层模型的入渗-排水有限元模拟。论文通过与试验对比，验证了有限元分析的准确性与合理性。 论文得到了不同路幅宽度OGFC-13面层产品的极限排水能力(所能承受的最大降雨强度)，并提出了其三种OGFC道路断面类型在全国的适用范围。论文通过对不同路幅宽度的OGFC足尺模型进行有限元模拟，得到了OGFC面层的浸润曲线及浸润线方程，为评价OGFC路面的排水性能提供了科学依据。根据有限元模拟结果，结合我国年最大点降雨量资料，对这种OGFC-13产品进行了两车道(单幅4.5m)、四车道(单幅8.5m)、六车道(单幅12m)三种道路断面类型的适用性研究，为OGFC面层的设计提供科学、合理的指导，减少设计的随意性及盲目性。 论文总结了OGFC路面排水的基本技术思路，分析并明确了OGFC路面排水系统所有的构造形式。基于上述研究结论，提出了OGFC路面管沟引流的设计方法，分析并论述了一个恰当的透水管排布方案。 |
| 作者： | 李辉 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 李家春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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