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多因素共同作用下透水沥青路面渗透性衰减机理的试验研究
| 论文题名： | 多因素共同作用下透水沥青路面渗透性衰减机理的试验研究 |
| 关键词： | 透水沥青路面;渗水系数;堵塞程度;有效空隙率;衰减机理 |
| 摘要： | 透水沥青路面作为海绵城市的重要组成，其高空隙结构能够有效减少地表雨水径流,保证行车安全，贯通性孔隙还可以吸音降噪，提高道路服务质量，具有良好的生态功能、可调节地表温湿度、减缓城市热岛效应。但其结构特点也使其易受到循环交通荷载的压密作用和径流携带颗粒物的堵塞作用双重影响，使得透水沥青路面的有效空隙率降低，透水沥青路面的功能性优势逐渐减弱，同时空隙率的降低也导致其服役寿命大大缩减。 本研究从公路工程的透水沥青路面配合比设计开始，在实际透水沥青路面上设置原位堵塞试验研究不同堵塞条件对于透水沥青路面渗透性能影响。在一定道路服役时间内,测试道路横断面上不同位置处的渗水系数以研究实际透水沥青路面渗透性能衰减特征。为了研究车辆荷载对渗透性能的影响，设置不同荷载条件的加速加载试验。在此基础上，添加堵塞颗粒条件和雨水冲刷条件，用以研究多因素共同作用下的透水沥青路面渗透性能衰减机理。在研究渗透性衰减机理的同时，为了得到一个可以有效缓解渗透性衰减的透水沥青路面结构，设置了不同空隙率和不同集料粒径的沥青混合料进行多因素耦合的加速加载试验。在上述基础上，结合工业CT扫描技术，从细观角度研究不同粒径集料的透水沥青混合料空隙特征并分析其渗透性能，同时分析不同级配堵塞砂经过加速加载试验后的空隙特征。 根据原位堵塞试验和渗水系数测量结果发现:全集配颗粒对于透水沥青路面的堵塞效果最严重，粗颗粒其次，细颗粒最轻微;降雨强度越大，透水沥青路面堵塞程度越低;冲刷次数越多，堵塞程度逐渐恢复。透水沥青路面服役时间较短时，路面渗透性能由中间带向绿化带发展的整体趋势是渗透性能越来越低。根据加速加载试验发现:随着加载次数和轴载的增加，渗透性能逐渐降低;随着加载速度的增加，渗透性能的损失逐渐减少;有水环境使得渗透性能衰减更严重，同时车辙深度也更大;堵塞颗粒在一定程度上可以缓解车辙的加剧;在多因素共同作用下，全集配砂对于透水沥青路面的渗透性衰减贡献最大;空隙率越低，渗透能力衰减越小;空隙率相同时，PAC-16的渗透能力保留程度最高。依据CT扫描技术和分析结果发现:最大公称粒径越大，连通空隙率所占比例越低，二维空隙分布越不均，整体孔隙数量越少。PAC-13的空隙结构配位数更高，相同设计空隙率条件下的渗透性能是最优的。全集配砂对于透水沥青路面的空隙率降低程度最大，粗砂的堵塞颗粒基本集中在透水沥青路面表层，细砂能够造成更深处的结构堵塞。 |
| 作者： | 熊靖莹 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 张炯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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