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动水压下透水沥青混合料渗透性能与路面力学响应分析
| 论文题名： | 动水压下透水沥青混合料渗透性能与路面力学响应分析 |
| 关键词： | 排水沥青路面;动水压力;透水沥青混合料;渗透性能;力学响应 |
| 摘要： | 由于城市化进程的加快，以及高强度基础设施的建设，城市可持续发展面临挑战，基于此，我国提出了海绵城市理念。排水沥青路面作为海绵城市的重要应用之一，可减缓城市内涝、降低城市噪音、缓解水资源短缺等问题，受到人们的广泛关注。但排水沥青路面特殊的大空隙结构，使其易受动水损害，不仅降低路面的使用性能，也增加了路面养护成本。因此，开展动水压下透水沥青混合料渗透性能以及排水沥青路面力学特性的研究具有重要现实意义。 本文以透水沥青混合料PAC-13以及排水沥青路面为研究对象，通过自制加压渗透仪，研究了PAC-13沥青混合料动水压力、渗透系数以及空隙率之间的关系，为数值模拟提供渗透参数，并基于离散元法建立了排水沥青路面饱水结构模型，探讨了饱水状态下的排水沥青路面在不同形式荷载作用下的力学响应规律。主要研究成果如下： （1）通过改性沥青指标试验，对添加不同掺量外掺组分的改性沥青指标性能进行分析，提出了改性效果最优的外掺剂掺配比例；通过级配设计、析漏试验以及飞散试验，得到三组目标空隙率的PAC-13沥青混合料的级配以及最佳油石比。 （2）采用自制渗透仪，探究PAC-13沥青混合料的总空隙率、有效空隙率以及渗透系数三者之间的关系，结果表明：有效空隙率与渗透系数间的关联性高于总空隙率与渗透系数间的关联性，有效空隙率能更好的评价透水沥青混合料的渗透性能。 （3）通过分析动水压力作用后，透水沥青混合料的渗透性能以及路用性能，结果表明：随动水压力的增大，渗透系数呈增大趋势，路用性能呈下降趋势，且渗透系数变化程度与混合料初始空隙率相关，路用性能影响程度随动水压作用时间的增加而变大。 （4）基于离散元法和管域法，建立排水沥青路面饱水结构模型，对排水沥青路面结构模型施加三种不同形式的荷载，研究表明：饱水状态下的排水沥青路面上面层受压最大，面层与基层粘结处受剪最大。为提高排水沥青路面的抗水损坏能力，延长排水功能的使用时间，应提高面层的抗压能力，增强面层与基层粘结部位的抗剪性能。 |
| 作者： | 刘璐 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杨三强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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