近年来,随着城市化进程的不断推进,传统不透水硬化路面已经逐渐满足不了城市快速发展的要求。传统不透水路面形成的积水使雨天行车产生滑移、飞溅以及夜间眩光等现象给行人出行和车辆行驶带来不便和安全隐患;与此同时,在强降雨的情况下会产生较大的地表径流量,大大增加城市排水管网负担,甚至会引发大面积的城市内涝。以“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”新型城市建设模式孕育而生。海绵城市是指将城市比作海绵,在遵循生态优先的原则下,根据低影响开发的“渗、滞、蓄、净、用、排”等设计原则,将人工措施与自然途径相结合,有效缓解城市内涝、消减城市径流负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境等。透水路面作为海绵城市建设理念中重要的一环,是缓解城市内涝的有效途径,引起了国内外许多研究者的极大关注。本文以透水路面为研究对象,首先,设计开发并制备了透水路面堵塞模拟试验装置,在多工况条件及复杂环境背景下,探索了透水路面的渗透特性劣化规律,进一步讨论了透水路面这一多孔介质材料的阻塞行为;接着,讨论了在微生物作用下,多孔介质中生物膜形成减小渗流路径,降低渗透系数这一内在孔隙阻塞机理,并基于土颗粒球体假设推导了生物膜影响下孔隙演化规律,进一步提出了渗透系数响应函数;然后,将推导响应函数进行严格的数学量化,以相对概念分析孔隙率与渗透系数之间的一般规律;最后,在耦合生物膜效应、吸附作用、对流扩散条件下建立了溶质运移理论方程,并建立了一般道路标准横断面模型,进而探究在透水路面服役过程中,孔隙淤堵过程下的污染物运移研究,预测了基于时空效应的地表污染物在透水路面失效前后击穿过程。主要研究结果如下:（1）研发了可模拟真实道路结构层（面层、基层、底基层及路基）的道路透水特性测试装置;基于该装置进行了路面孔隙淤堵模拟试验,结果表明,透水路面的堵塞过程存在一定的先后关系,大颗粒物质先于小颗粒堵塞孔隙,随后孔隙堵塞越发越严重,渗流类型逐渐从紊流向层流转变,但通过实验证实孔隙并不会被完全堵死,对数据进一步拟合发现,透水路面颗粒堵塞模型与函数y=0.23 9x3+0.0122x2的相关系数较高,能够用于对透水路面性能劣化做出较好的预判。（2）微生物在层流条件下易附在多孔介质表面,形成生物膜。通过对经典Taylor以及Clement孔隙渗流及淤堵模型的进一步假设约束,提出以最大生物量为阀值条件下,对以上两个基本模型方程进行修正,获得了在生物膜影响下的多孔介质的渗透系数k对孔隙率n变化的响应关系。（3）将推导的响应函数进行严格的数学量化。通过假设固相几何均为球体以及随机半径模型,得到在生物膜附着下的孔隙率n以及比表面积M的相关表达式、以相对概念并结合经典KC方程探讨生物膜厚度、孔隙率和渗透系数三者之间的函数关系。研究表明,生物膜厚度不断增加将直接影响多孔介质的孔隙率的下降,并造成孔隙淤堵,导致多孔介质整体渗透能力的降低。（4）在考虑生物膜及吸附作用下,采用某种多物理场模拟仿真软件对孔隙淤堵后污染物运移并击穿路面行为进行分析,结果发现区域降雨量、初始地表水污染物浓度、生物膜发育以及路面材料的吸附性能均对污染物运移扩散有着显著影响。综上所述,透水路面在使用初期,可快速将地表水导入地下,但此过程中细颗粒不断累积,透水性能急剧降低,渗透类型从紊流转换为层流;地表雨污水中固有微生物进而附着在细颗粒表面形成生物膜,进一步阻塞了渗流路径,降低了材料渗透系数;在此条件下,地表水无法快速排除,其中污染物（有机、无机）通过扩散效应进入路面受力骨架及填充材料内,可能对路面性能造成负面影响。项目具有重大科研价值及现实意义,结论对于指导道路运营、维护有着较强的可操作性和广阔的应用前景。