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原文传递路面内部排水系统设计

论文题名：	路面内部排水系统设计
关键词：	路面内部排水系统;渗透系数;排水系统设计;渗入率;水泥碎石;排水层;计算公式;材料;控制标准;集水管;组成设计;渗流模型;设计方法;设计变量;排水基层;路面结构;测定;试件;渗透仪;孔隙率
摘要：	降雨可以通过路面的裂(接)缝渗入路面内部并积聚其中，对路面结构产生破坏性作用。为此在路面内部设置排水基层，并与设于路缘带下的集水沟、集水管等组成排水系统，以排出渗入路面内部的水分。虽然国内外道路工作者进行了大量工作，但还是有一些问题有待解决。本文致力于对路面内部排水系统设计的完善，以为今后的设计与研究提供理论参考。进行路面内部排水系统设计的基础就是渗入路面内部水量的大小。本文通过对路表水渗入的物理过程及水文学分析，认为在影响路表水渗入率大小的因素中，最主要的是用面层渗透系数表征的面层损坏程度。为此，建立了透水面层下含透水层的渗流模型，得到了面层渗入率计算公式。经过对渗入率测试数据进行的分析，认为在影响裂(接)缝透水能力的诸多因素中，最主要的是裂(接)缝的堵塞程度，而这种堵塞程度又是和路面的养护水平相关系的。为此研究将路面养护水平分为三个等级，分别给出了面层的渗透系数标准。在此基础上，文中给出了渗入率设计的上下限标准。为了减少路面结构的水损害，文中给出了排水层退水时间的计算公式，并建议按照 AASHTO退水时间标准的“优”作为验证标准。为了保证渗入路面内部水分的顺畅排出，需要保证路面内部排水系统渗流的通畅性。研究按照排水系统的渗流顺序，给出了集水沟材料渗透系数、集水管开口面积、集水管管径等参数的计算公式。为了测定排水层材料的渗透系数，在分析影响渗透系数测定结果各种因素的基础上，总结国内外相关经验，设计并制作了可以用于室内成型试件和野外钻芯试件渗透系数测定的常水头渗透仪，给出了测定方法。文中对用于排水层材料的多孔水泥碎石的性质进行了分析，将渗透系数、抗压强度和抗压回弹模量作为判定材料是否符合功能要求的控制标准，将水泥/集料比、9.5mm和2.36mm 筛孔通过率以及孔隙率作为设计变量进行了组配设计和室内试件的成型与测试。经过对试验结果的分析整理，回归得到了三个控制标准与材料孔隙率及设计变量之间的换算关系。由换算关系建立了多孔水泥碎石排水层材料的组成设计方法。经过对排水系统各影响因素的分析，本文最后给出了完整的路面内部排水系统设计方法和算例，可以给路面内部排水系统设计提供参考。关键词：路面内部排水系统；排水基层；渗透系数；渗透仪；测试方法；多孔水泥碎石；渗流模型；组成设计
作者：	吉青克
专业：	道路与铁道工程
导师：	姚祖康
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输学院
学位年度：	2002
正文语种：	中文