论文部分内容阅读
透水沥青路面具有较大的空隙率,能够起到渗水、蓄水和排水的作用,有利于解决城市热岛效应加剧、地下水位下降、暴雨内涝频发、水资源短缺及噪声污染严重等问题,符合海绵城市建设的理念。由于山地城市纵坡大、降雨多的特点,其透水沥青路面的渗透率与平原城市不同,相关的材料与结构设计也有所区别。本文采用理论分析与室内试验研究相结合的方法,对山地海绵城市透水沥青路面各结构层的材料设计、承载能力和渗透性能进行了系统研究,提出了山地海绵城市全断面透水式沥青路面典型结构的推荐型式。
对重庆市暴雨特性进行了调查,通过自制的降雨模拟装置研究了不同暴雨强度、纵坡和空隙率下透水沥青路面的渗透情况,分析了各因素对渗透率的影响,建立了路面渗透率与纵坡、空隙率与暴雨强度的预估模型。结果表明渗透率随纵坡和暴雨强度的增大而降低,随空隙率的增大而升高;同时随着纵坡的增大,不同暴雨强度下同一空隙率的透水沥青路面渗透率趋于一致,暴雨强度对渗透率的影响逐渐减小,各因素对渗透率的影响程度由高到低依次为纵坡、空隙率和暴雨强度。
根据山地海绵城市透水沥青路面渗透率的研究成果,综合考虑了透水沥青路面的承载能力与渗透性能,确定了山地海绵城市透水沥青路面的合理渗透率和目标空隙率,进行了山地海绵城市透水沥青混合料配合比设计,根据配合比设计结果选取出级配B和级配E进行路用性能和渗透性能试验,试验结果均满足要求。
在承载能力为主,兼顾渗透性能的前提下,将山地海绵城市透水沥青路面基层设计为半刚性基层,选择透水水泥稳定碎石作为基层和蓄水材料,选择砂土、粉土和粘土作为土基材料并对其渗透性能和强度特性进行了研究。结果表明级配G可作为透水水泥稳定基层和蓄水层的设计级配,最佳水泥用量分别为7%和5%,其抗压强度和渗透性能均满足设计指标要求;砂土在饱水后的承载能力可达饱水前的的70%以上,强度损失最小,同时其渗透系数远高于粉土和粘土,具有良好的渗透性能,是理想的山地海绵城市透水沥青路面土基材料。
针对所研究的山地海绵城市透水沥青路面,借助Abaqus有限元软件开展了不同参数下路面结构的力学响应分析,利用APAD沥青结构分析软件对路面结构进行了验算,结合重庆市的气候、地形及地质情况,提出了适用于山地海绵城市主干路、次干路和支路的全断面透水式沥青路面典型结构的推荐型式,为山地海绵城市建设提供参考。另外,在进行山地海绵城市透水沥青路面设计时,可通过增大基层和蓄水层的组合厚度、适当降低基层和蓄水层水泥用量以及采用模量较大的土基来提高路面结构的整体承载能力。
对重庆市暴雨特性进行了调查,通过自制的降雨模拟装置研究了不同暴雨强度、纵坡和空隙率下透水沥青路面的渗透情况,分析了各因素对渗透率的影响,建立了路面渗透率与纵坡、空隙率与暴雨强度的预估模型。结果表明渗透率随纵坡和暴雨强度的增大而降低,随空隙率的增大而升高;同时随着纵坡的增大,不同暴雨强度下同一空隙率的透水沥青路面渗透率趋于一致,暴雨强度对渗透率的影响逐渐减小,各因素对渗透率的影响程度由高到低依次为纵坡、空隙率和暴雨强度。
根据山地海绵城市透水沥青路面渗透率的研究成果,综合考虑了透水沥青路面的承载能力与渗透性能,确定了山地海绵城市透水沥青路面的合理渗透率和目标空隙率,进行了山地海绵城市透水沥青混合料配合比设计,根据配合比设计结果选取出级配B和级配E进行路用性能和渗透性能试验,试验结果均满足要求。
在承载能力为主,兼顾渗透性能的前提下,将山地海绵城市透水沥青路面基层设计为半刚性基层,选择透水水泥稳定碎石作为基层和蓄水材料,选择砂土、粉土和粘土作为土基材料并对其渗透性能和强度特性进行了研究。结果表明级配G可作为透水水泥稳定基层和蓄水层的设计级配,最佳水泥用量分别为7%和5%,其抗压强度和渗透性能均满足设计指标要求;砂土在饱水后的承载能力可达饱水前的的70%以上,强度损失最小,同时其渗透系数远高于粉土和粘土,具有良好的渗透性能,是理想的山地海绵城市透水沥青路面土基材料。
针对所研究的山地海绵城市透水沥青路面,借助Abaqus有限元软件开展了不同参数下路面结构的力学响应分析,利用APAD沥青结构分析软件对路面结构进行了验算,结合重庆市的气候、地形及地质情况,提出了适用于山地海绵城市主干路、次干路和支路的全断面透水式沥青路面典型结构的推荐型式,为山地海绵城市建设提供参考。另外,在进行山地海绵城市透水沥青路面设计时,可通过增大基层和蓄水层的组合厚度、适当降低基层和蓄水层水泥用量以及采用模量较大的土基来提高路面结构的整体承载能力。