本文關(guān)鍵詞：開級配瀝青磨耗層（OGFC）排水性能研究

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【摘要】：開級配瀝青磨耗層(OGFC)也稱為大空隙開級配的排水式瀝青磨耗層,它具有吸納、蓄滲和緩釋降雨的作用,并能夠有效消除雨水徑流,緩和徑流高峰,改善地表的水文環(huán)境。論文以寧波市某瀝青制品廠的一種成熟的OGFC-13產(chǎn)品及OGFC面層作為排水層的結(jié)構(gòu)形式為研究對象,OGFC面層排水即雨水只通過表面層入滲和短暫蓄積,以橫向排流的方式,將水引入附近的排水設(shè)施中。OGFC瀝青路面作為海綿城市實現(xiàn)道路對雨水控制與管理的解決方案之一,目前其路用性能的研究已經(jīng)比較成熟,而對其排水性能的研究還不夠,在建設(shè)時只能依靠經(jīng)驗選用OGFC路面類型,不能科學(xué)、恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計以滿足當(dāng)?shù)嘏潘阅艿囊�。因此對開級配瀝青磨耗層(OGFC)的排水性能進(jìn)行研究,具有重要意義。論文分析了研究對象的目標(biāo)空隙率范圍。OGFC面層合理的目標(biāo)空隙率應(yīng)該在15%~25%,才能保證瀝青混合料的強度、穩(wěn)定性及耐久性,發(fā)揮其高效的排水功能。并明確了研究對象(OGFC-13產(chǎn)品)的目標(biāo)空隙率為19%。論文分析了OGFC面層的排水機理,明確了論文的技術(shù)路線。結(jié)合實際工程中存在的OGFC面層排水不暢的問題,對降雨模式進(jìn)行分析,并論述了降雨水文學(xué)與水力學(xué)特點。論文在總結(jié)現(xiàn)有OGFC材料透水系數(shù)測試方法的基礎(chǔ)上,基于常水頭自行開發(fā)了OGFC降水模擬裝置及透水性能測試儀。并進(jìn)行了OGFC模型試驗研究,得到了OGFC材料自身的水力特性參數(shù)。并將OGFC面層的水流運動過程總結(jié)為四個模式:貼附擴散、附著流動、側(cè)向滲流、穩(wěn)態(tài)滲流,為OGFC面層的水流現(xiàn)象提供了一種科學(xué)描述。論文得到了這種OGFC-13產(chǎn)品模型材料的水力特性參數(shù)。在總結(jié)適用于OGFC混合料有限元分析的滲流原理和排水理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了OGFC面層模型的入滲-排水有限元模擬。論文通過與試驗對比,驗證了有限元分析的準(zhǔn)確性與合理性。論文得到了不同路幅寬度OGFC-13面層產(chǎn)品的極限排水能力(所能承受的最大降雨強度),并提出了其三種OGFC道路斷面類型在全國的適用范圍。論文通過對不同路幅寬度的OGFC足尺模型進(jìn)行有限元模擬,得到了OGFC面層的浸潤曲線及浸潤線方程,為評價OGFC路面的排水性能提供了科學(xué)依據(jù)。根據(jù)有限元模擬結(jié)果,結(jié)合我國年最大點降雨量資料,對這種OGFC-13產(chǎn)品進(jìn)行了兩車道(單幅4.5m)、四車道(單幅8.5m)、六車道(單幅12m)三種道路斷面類型的適用性研究,為OGFC面層的設(shè)計提供科學(xué)、合理的指導(dǎo),減少設(shè)計的隨意性及盲目性。論文總結(jié)了OGFC路面排水的基本技術(shù)思路,分析并明確了OGFC路面排水系統(tǒng)所有的構(gòu)造形式�；谏鲜鲅芯拷Y(jié)論,提出了OGFC路面管溝引流的設(shè)計方法,分析并論述了一個恰當(dāng)?shù)耐杆芘挪挤桨浮?br/> 【關(guān)鍵詞】：開級配瀝青磨耗層(OGFC) 排水性能 試驗測定 足尺模型 有限元模擬 適用性 管溝引流設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 選題背景及研究意義10-12
• 1.2 目前研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 技術(shù)路線18-19
• 第二章 OGFC面層排水機理研究19-31
• 2.1 OGFC路面材料特征19-21
• 2.1.1 目標(biāo)空隙率的選定19-20
• 2.1.2 有效空隙率20
• 2.1.3 透水性瀝青面層與透水性瀝青基層20-21
• 2.2 降雨與內(nèi)部產(chǎn)流機理21-27
• 2.2.1 降雨模式21-25
• 2.2.2 產(chǎn)流模式25-27
• 2.3 路面雨水徑流27-30
• 2.3.1 構(gòu)造深度與水膜厚度27-29
• 2.3.2 徑流系數(shù)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 OGFC材料模型試驗與分析31-55
• 3.1 試驗?zāi)康?/span>31-32
• 3.2 材料配合比及試驗?zāi)Ｐ偷闹谱?/span>32-35
• 3.3 降水模擬及透水性能測試儀的設(shè)計35-41
• 3.3.1 現(xiàn)有的OGFC透水系數(shù)測試方法35-39
• 3.3.2 自行開發(fā)的OGFC透水性能測試儀39-41
• 3.4 透水性能試驗及分析41-54
• 3.4.1 實驗室透水性能試驗42-49
• 3.4.2 試驗分析49-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 OGFC面層排水模型有限元模擬55-83
• 4.1 有限元模擬的方法55-62
• 4.1.1 非飽和滲流的原理55-58
• 4.1.2 NCHRP排水模型58-60
• 4.1.3 非飽和滲流的有限單元法60-62
• 4.2 與試驗?zāi)Ｐ偷膶Ρ确治?/span>62-70
• 4.2.1 模型本構(gòu)的建立62-64
• 4.2.2 邊界條件的選取64-65
• 4.2.3 排水性能模擬分析65-70
• 4.3 足尺路面模型的模擬與分析70-82
• 4.3.1 建模與模擬的思路70-71
• 4.3.2 三組足尺路面模型模擬分析71-77
• 4.3.3 OGFC-13產(chǎn)品路面適用性評價77-82
• 4.4 本章小結(jié)82-83
• 第五章 OGFC路面排水系統(tǒng)的構(gòu)成83-93
• 5.1 OGFC路面的技術(shù)思路83-84
• 5.2 排水系統(tǒng)的構(gòu)造84-90
• 5.2.1 自由出流84-87
• 5.2.2 孔槽接流87-89
• 5.2.3 管溝引流89-90
• 5.3 OGFC路面管溝引流設(shè)計90-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論與建議93-95
• 主要結(jié)論93
• 進(jìn)一步研究建議93-95
• 參考文獻(xiàn)95-100
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果100-101
• 致謝101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1037370