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《北京交通大学》 2008年
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大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究

关彦斌  
【摘要】: 随着城市化的发展,城市原有的天然土壤不断被建筑物及非透水硬化地面所取代,致使不透水面积急剧增加,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透性。传统不透水路面形成的积水使雨天行车产生漂滑、飞溅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;在强降雨的情况下会产生较大的地表径流量,增加了原有城市管网排水负担,甚至会引起城市型雨洪的发生。生态环保型透水路面结构是缓解问题的有效途径,引起了国内外许多研究者的极大关注。 本文首先利用理论计算与试验分析相结合的方法,对透水性沥青路面透水机理过程进行了分析,在对降雨条件下透水性沥青路面产流机制分析的基础上,提出了透水性沥青路面渗透的计算模型,通过对透水性沥青混合料的渗透试验,得出了渗透系数与孔隙率、有效孔隙率及孔隙率与有效孔隙率的关系,并得到了透水性沥青路面控制城市地表径流的目标孔隙率表达式;为得到不同水头高度透水性沥青混合料的渗透量及渗透能力,采用理论分析方法建立了透水性沥青混合料的雨水渗透随机网络模型,并利用数值计算得到了随机网络模型渗透量、渗透能力及有效孔隙率,得到了雨水渗透模型基于控制城市地表径流的透水性沥青混合料的目标孔隙率的表达式;从透水性沥青路面控制地表径流效果的角度,利用透水性沥青混合料雨水渗透模型分析了透水性沥青路面结构设计参数体系,这些参数可用于控制城市地表径流的透水性沥青路面结构型式设计;根据透水性沥青混合料雨水渗透模型得到控制地表径流的目标孔隙率,进行了透水性沥青混合料的级配组成设计分析,并对混合料进行了性能试验研究,根据透水性沥青路面应用场所的不同设计了不同的透水性沥青路面结构型式,进行了模拟降雨条件下雨水入渗过程试验研究,分析了透水性沥青路面地表径流入渗的效果,同时利用透水性沥青混合料的渗透模型分析了不同降雨强度、不同目标孔隙率下控制地表径流的透水性沥青路面断面型式。 通过上述研究主要成果: 1、在对降雨条件下透水性沥青路面产流机制分析的基础上,建立了透水性沥青路面渗透的计算模型,得到了透水性沥青路面渗透量的计算表达式。 2、通过对透水性沥青混合料的渗透试验分析,得出了渗透系数与孔隙率的相关关系,基于透水性沥青路面地表径流量及透水性沥青混合料孔隙率与渗透系数的相关关系,建立了透水性沥青路面控制城市地表径流的目标孔隙率表达式。 3、依据透水性沥青混合料最大骨料粒径建立了透水性沥青混合料雨水渗透的随机网络模型及数学模型。该模型可以模拟在不同水头高度下任意最大骨料粒径、任意开级配的透水性沥青混合料的雨水渗透过程;为透水性沥青混合料目标孔隙率、透水性沥青路面结构设计参数、广域透水性沥青路面的雨水渗透预测及雨水回归效果的确定提供了有效方法。 4、建立了透水性沥青混合料渗透模型的渗透量与透水性沥青混合料有效孔隙率的表达式,此表达式的建立可用于指导透水性沥青混合料级配组成设计。 5、从透水性沥青路面控制地表径流效果的角度,利用透水性沥青混合料雨水渗透模型建立了透水性沥青路面结构设计参数体系,这些成果的建立可确定基于控制城市地表径流的透水性沥青路面结构型式。 6、通过不同降雨强度、不同目标孔隙率下对不同透水性沥青路面断面组合规律分析,提出了基于控制城市地表径流的透水性沥青路面典型断面结构型式。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U416.217

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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7 蒋玮;沙爱民;肖晶晶;裴建中;;透水沥青路面的储水渗透模型与效能[J];同济大学学报(自然科学版);2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐希娟;SBS纤维改性沥青排水混合料设计与性能研究[D];长安大学;2010年
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2 赵亮;城市透水铺装材料与结构设计研究[D];长安大学;2010年
3 朱荡荡;透水性混凝土护坡板的性能及应用的研究[D];湖南科技大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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1 王波,霍亮,高建明;多孔混凝土铺装吸声性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年04期
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9 杨洋;;沥青混凝土面层施工工艺与应用[J];安徽建筑;2009年02期
10 叶彬;;SBS改性沥青配合比设计及施工技术的探讨[J];安徽建筑;2010年02期
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1 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 陆学元;张素云;郑南翔;;SMA混合料大马歇尔体积参数研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
4 任吉萍;郭家秀;尹华强;楚英豪;梁娟;;室内甲醛气体净化技术的研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
5 李东海;纪瀛皇;李明大;刘京宫;;一类分布参数系统的PID控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
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7 荆福全;;城市景观生态环境设计研究[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
8 夏发涛;;高水头电站取压力钢管水作为冷却水的一次尝试[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
9 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
10 唐邦铭;梁子青;安学锋;李艳亮;张明;益小苏;;复合材料液态成型增强织物毛细渗透特性研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
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1 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
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4 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
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6 陈小光;超高效螺旋式厌氧反应器三相流动特性的研究[D];浙江大学;2011年
7 王骁;纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变特性研究[D];武汉理工大学;2010年
8 曾岩;非高斯随机激励下非线性系统的随机平均法[D];浙江大学;2010年
9 王国新;杭州城市湿地变迁及其服务功能评价[D];中南林业科技大学;2010年
10 邱桔;城市生态风险评价研究[D];中南林业科技大学;2006年
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1 孙敏;武汉市武昌地区道路绿地配置及景观效果分析[D];华中农业大学;2010年
2 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
3 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
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6 李媛媛;MAC改性沥青SMA在高等级公路罩面中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
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10 王玲玲;南水北调中线总干渠节制闸控制运行方式研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王波,霍亮,高建明;透水性地砖蒸发试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年03期
2 王波,霍亮,高建明;多孔混凝土铺装吸声性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年04期
3 徐伟;刘茂;;城市雨水管网内涝失效的可靠性分析[J];安全与环境学报;2010年02期
4 关彦斌;孔永健;张金喜;;大空隙沥青混合料渗透模型[J];北京工业大学学报;2010年10期
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9 吴初航;顾民治;;透水性多功能混凝土研发与应用前景[J];城市道桥与防洪;2007年02期
10 何鑫;曹霞;张欣红;邢文文;;浅谈透水人行道结构的设计及工程应用[J];城市道桥与防洪;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈有雄;陈奇荣;许英明;;OGFC之高粘改性剂改性动稳定度室内研究[A];第十七届华东六省一市建筑施工技术交流会论文集[C];2008年
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1 郑木莲;多孔混凝土排水基层研究[D];长安大学;2004年
2 李常斌;陇西黄土高原祖厉河流域分布式水文模拟研究[D];兰州大学;2006年
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4 吕文江;沥青路面结构与材料设计一体化研究[D];长安大学;2006年
5 郭乃胜;聚酯纤维沥青混凝土的静动态性能研究[D];大连海事大学;2007年
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7 黄晚清;SMA粗集料骨架结构的细观力学模型研究[D];西南交通大学;2007年
8 颜文涛;基于GIS的城市污水管网监测维护决策系统研究[D];重庆大学;2007年
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1 王莱;透水透气性材料在园林中的应用研究[D];浙江农林大学;2010年
2 赵军军;水泥混凝土预制块在高速公路紧急停车道上的应用[D];重庆交通大学;2011年
3 李伟;透水性混凝土力学性能及其在护坡板上的应用研究[D];湖南科技大学;2011年
4 支学军;排水性沥青路面研究[D];河北工业大学;2002年
5 陈华鑫;纤维沥青混凝土路面研究[D];长安大学;2002年
6 黄绍龙;开级配沥青磨耗层级配和性能的研究[D];武汉理工大学;2004年
7 张方方;沥青混合料抗车辙性能研究[D];长安大学;2004年
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9 霍亮;透水性混凝土路面材料的制备及性能研究[D];东南大学;2004年
10 张熙颖;沥青混合料低温抗裂性能研究及粘弹性分析[D];吉林大学;2005年
【二级引证文献】
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1 邱青云;魏庆朝;关彦斌;;基于空隙模型的大空隙沥青混合料设计[J];北京交通大学学报;2011年04期
2 李庆胜;黄宇琳;;大粒径沥青混合料防裂性能研究进展[J];大众科技;2012年08期
3 王雪;李海洋;周云;胡海辉;;哈尔滨建设节水型园林绿地改进建议[J];北方园艺;2013年01期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 文湘;透水性沥青混合料耐久性研究[D];长沙理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 徐建达,陈桁,吕伟民,王佐民;低噪声透水性沥青路面应用[J];公路;1998年01期
2 沈金安;解决高速公路沥青路面水损害早期损坏的技术途径[J];公路;2000年05期
3 袁宏伟,习明星,张敬君;沥青路面的渗水性检测方法及影响因素[J];公路;2002年05期
4 吉青克;大孔隙材料渗透系数的室内测定[J];公路交通科技;2002年02期
5 林正清;;欧洲国家采用透水沥青材料铺路的经验[J];国外公路;1992年01期
6 沈金安;开级配多空隙排水型沥青路面[J];国外公路;1994年06期
7 魏如喜;排水性沥青混合料的配合比设计方法[J];国外公路;2000年05期
8 黄勇生,项新里;排水沥青路面混合料试验研究[J];国外公路;2001年01期
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【相似文献】
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1 王丹绮;王隆昌;;人行道透水性铺面之效果评估——以台北市北安路为例[J];土木建筑与环境工程;2010年02期
2 席爱萍;;吕梁市地表径流资源及其利用[J];山西水利;2009年03期
3 崔飞涛;;透水性沥青路面透水机理研究[J];山西建筑;2010年17期
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5 商慧炎,施锦敏;港城路透水性沥青路面下排水通道的设置[J];上海公路;2004年01期
6 关彦斌;陈建国;赵光明;;透水性沥青路面的实践与研究[J];河北建筑工程学院学报;2006年04期
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8 药世文;;沁源县地表径流量近几十年持续衰减成因分析[J];山西水利科技;2007年02期
9 魏建军;关彦斌;张新;孔永健;;透水性沥青路面降低路表温度的研究与分析[J];交通科技与经济;2007年05期
10 徐建新,李振全,张福芬,邱林;用灰色系统理论进行径流预测研究[J];华北水利水电学院学报;2005年03期
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1 曲金华;蔡哲;谭桂容;孙力;;吉林地表水资源对气候变化的响应[A];第28届中国气象学会年会——S4应对气候变化,发展低碳经济[C];2011年
2 邓洪亮;廖丹;王正念;尹春荣;高博;;生态型透水路面及其典型结构应用研究[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
3 余新晓;秦富仓;张满良;李建牢;;小流域森林植被/土地利用格局与径流、产沙关系研究[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
4 刘长武;赵海云;;顺层透水机理的模拟研究[A];第二届全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C];1993年
5 周石斫;;纳木错湖水量不平衡研究[A];新观点新学说学术沙龙文集30:青藏高原冰川融水深循环及其地质环境效应[C];2009年
6 张金池;庄家尧;林杰;;不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应[A];南方水土保持研究会第十四届年会暨2004年学术讨论会论文集[C];2004年
7 高建芳;吴力平;袁玉江;;降水变化对天山东部地区河川径流量的影响与评估[A];新疆水利学会第七次代表大会获奖论文集[C];2001年
8 房稳静;;洪涝灾害的模拟研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
9 石俊汇;杨振荣;张景钰;;平原县水资源开发利用中存在的问题及对策[A];山东水利学会第八届优秀学术论文汇编[C];2003年
10 陈起凤;;集水区土地利用管理之探讨——从水质保护立场[A];节约集约用地及城乡统筹发展——2009年海峡两岸土地学术研讨会论文集[C];2009年
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1 焦春江 叶国春;丰宁让北京的自来水龙头“清水长流”[N];承德日报;2010年
2 记者刘威;帕尔哈提·吐尔地会见区水利厅党组书记伊力哈木[N];克孜勒苏报;2009年
3 尹俊岭;我市水资源现状分析[N];衡水日报;2007年
4 本报记者 张小川 吕宁丰 本报通讯员 王建杰 王红杰;一场影响深远的“角色变革”[N];南京日报;2009年
5 徐宗学 北京师范大学水科学研究院;德国城市雨水利用的启示[N];中国水利报;2006年
6 通讯员 梁作坤;全力增水、节水、保水、管水[N];阿勒泰日报;2009年
7 本报通讯员 冯虎昌 齐作鹏;阿克塞:合理利用水资源打造塞外园林新城[N];甘肃经济日报;2009年
8 刘绿柳;气候变化将使全球水紧张程度提高20%[N];中国气象报;2007年
9 柳德新;局部地区水资源污染严重[N];湖南日报;2007年
10 乔地;河南“最迷你城市”欲造“北方水城”[N];科技日报;2008年
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1 关彦斌;大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D];北京交通大学;2008年
2 王栋;长江三峡库区不同植被类型对降雨产流影响的研究[D];北京林业大学;2007年
3 邹桂红;基于AnnAGNPS模型的非点源污染研究[D];中国海洋大学;2007年
4 李德生;山东泰安黄前水库流域主要植被类型的水文特征研究[D];北京林业大学;2007年
5 代海燕;大青山主要森林类型生态效益的研究与评价[D];内蒙古农业大学;2008年
6 王少丽;农田氮转化运移及流失量模拟预测[D];清华大学;2008年
7 王延平;陕北黄土区陡坡地土壤水分植被承载力研究[D];西北农林科技大学;2009年
8 程云;缙云山森林涵养水源机制及其生态功能价值评价研究[D];北京林业大学;2007年
9 王华;亚热带区域几种典型人工林生态系统服务功能研究[D];湖南农业大学;2007年
10 周刚;湖南省水土保持林树种选择及配置模式研究[D];北京林业大学;2008年
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1 李矗;透水性沥青路面结构设计[D];长安大学;2009年
2 文湘;透水性沥青混合料耐久性研究[D];长沙理工大学;2012年
3 韩永刚;木荷、杉木人工林水文效应的研究[D];福建农林大学;2005年
4 韩胜利;大青山油松人工林地土壤水分特征研究[D];内蒙古农业大学;2006年
5 邢明亮;透水性沥青混合料组成设计及性能研究[D];长安大学;2007年
6 俞冰;土地利用变化及其对径流的影响[D];河海大学;2007年
7 王峰;红壤丘陵区坡地降雨产流规律试验研究[D];华中农业大学;2007年
8 杨君;基于BASINS系统的LUCC水文效应对比分析[D];河北师范大学;2007年
9 高朋杰;节理岩石透水机理的试验研究[D];西安科技大学;2008年
10 王丽;海安县城区地表径流污染负荷研究[D];扬州大学;2008年
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