透水沥青路面是一种能够增大城区内透水区域面积的低影响开发措施,能够有效控制地表径流量和地表径流污染,具有广泛的应用前景。本文以应用于高等级城市道路的透水沥青路面作为研究对象,从路面结构形式、路面结构材料和路面结构分析等方面对其进行了精细化设计,并在此基础上深入探究了透水沥青路面的径流削减效果和水质净化效果。本文主要研究成果及结论如下:(1)北京地区适宜在路面内部设置排水系统,且路面内部的透水结构层厚度至少为30cm,兼具路面结构强度和排水性能的II型透水沥青路面是适宜应用于北京地区高等级城市道路的最佳选择;路面结构材料的差异主要体现在透水基层材料的选取中,多孔水泥稳定碎石是一种应用广泛且综合性能良好的透水基层材料;结合国内外透水沥青路面的结构组合形式,提出了A型和B型两种适用于北京地区高等级城市道路的透水沥青路面结构形式。(2)对透水沥青混凝土(PAC)和多孔水泥稳定碎石(CTPB)的材料性能进行了整理与归纳,确定了两种路面结构材料的目标空隙率,选用了适当的路面材料性能指标转换模型,为后文模型中所需的空隙率、渗透系数等重要参数提供取值依据;选用路表弯沉、沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层剪应力和半刚性材料基层层底拉应力作为路面结构验算的设计指标,利用有限元分析软件ANSYS对A型和B型两种透水沥青路面进行了的路面结构分析,探究了结构层厚度对各项设计验算指标的影响程度,从而确定了能够满足路面承载力要求的各结构层适宜厚度。(3)选用SWMM暴雨径流模拟模型对A型和B型两种透水沥青路面结构进行了地表径流削减效果评估;在一定的降雨重现期范围内,通过设置透水沥青路面可以消除地表径流,路面内部透水结构层的铺设厚度直接决定着径流消除效应所对应的降雨重现期临界值。A型透水沥青路面可以消除重现期为5年及以下的地表径流,B型透水沥青路面可以消除重现期为50年及以下的地表径流;(4)当降雨重现期超过径流消除效应所对应的临界值时,透水沥青路面内部达到蓄满状态,从而会在路表产生径流。当降雨重现期超过径流消除效应所对应的临界值,且小于100年时,A型透水沥青路面可以削减55%～85%的径流总量和56%～86%的径流峰值,将径流系数控制在0.45以内;B型透水沥青路面可以削减91.4%的径流总量和90%径流峰值,将径流系数控制在0.1以内。因此,透水沥青路面可以有效控制径流总量和径流峰值,具有显著的地表径流削减作用。(5)将所建立的SWMM城市暴雨径流模拟模型完善为能够良好模拟水质变化的综合模拟模型,并对A型和B型两种透水沥青路面结构进行了水质净化效果评估;在一个完整的降雨事件中,道路雨水管道中的污染物浓度变化趋势分为两个阶段。第一个阶段为污染物浓度急剧升高至最大值,而后急剧下降至较小稳定值的冲刷阶段。第二阶段为污染物浓度保持在较小稳定值直至下降为0的稳定阶段。在应用透水沥青路面后,被迟滞的地表径流中各项污染物浓度只具备稳定阶段的变化趋势,而不具备冲刷阶段的变化趋势,从而说明透水沥青路面对污染物具有过滤及吸附作用。(6)当降雨重现期小于径流消除效应所对应的临界值时,由于地表不会产生径流,透水沥青路面可以将地表污染物冲刷量削减至0;当降雨重现期超过径流消除效应所对应的临界值,且小于100年时,由于透水沥青路面同时具有径流的削减效应和污染物的过滤及吸附效应,在两种效应的共同作用下,A型透水沥青路面可以削减93%～98%的地表污染物冲刷量;B型透水沥青路面能削减98%以上的地表污染物冲刷量。因此,透水沥青路面具有显著的水质净化作用,且受透水结构层铺设厚度的影响较小。