【博士】排水性沥青路面路用特性及其衰变规律研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学交通运输工程学院　　学位年度： 2008年　　与传统密级配沥青路面相比，排水性沥青路面由于路表空隙率较大，从而具有降噪、抗滑、降温和排水等特点。但是由于国内道路周边环境较差、空气浑浊，导致细小颗粒状垃圾覆盖于路表，造成路面空隙堵塞，从而导致排水性沥青路面一些特有路用性能发生衰减甚至完全丧失。本文在总结、借鉴国内外已有研究成果的基础上，采用理论分析、试验研究、数值模拟和现场监测等相结合的方法，对排水性沥青路面所特有路用性能进行系统、深入的研究，掌握了其作用机理、影响因素及其衰变规律，据此提出了排水性沥青路面路用性能的衰变模型。依托五洲大道、滨州路、冬融路等实体工程对模型进行了验证。最后，针对路面不同的渗水性能状况，制定了相应的维护对策与方案，以指导排水性沥青路面运营期间的养护与维修工作。研究取得的主要成果分述如下：　　 (1)较之密级配沥青路面，排水性沥青路面可降低交通噪声3～4dB。基于现场监测、理论分析和模型仿真，研究了不同路面结构形式(排水性沥青路面、SMA路面和橡胶路面)路面/轮胎噪声与车速之间的关系；针对排水性沥青路面，基于多孔材料毕奥吸声理论，分别建立了其吸声性能与空隙率和运营时间的预估模型。　　 (2)通过长期的现场检测，明确了排水性沥青路面和密级配沥青路面构造深度的时间衰变规律；结合室内实验测试结果，提出了排水性沥青路面构造深度与空隙率之间的定量关系。　　 (3)基于多孔介质热传导理论，深入分析了排水性沥青路面的降温机理及其影响因素。在理论分析的基础上，通过对现场大量监测数据的分析，建立排水性沥青路面和密级配沥青路面中面层测点温度与路表温度之间的关系式，并以空隙率为变量，提出了沥青路面降温能力的预估模型。实体工程现场监测的结果表明，模型的预估结果与实际吻合良好。　　(4)现场监测和室内试验的结果表明，排水性沥青路面的渗水性能随通车运营时间的增加呈线性降低，随空隙率的增加而提高。在对监测与试验数据分析的基础上，分别提出了排水性沥青路面渗水系数与通车时间和空隙率之间的定量关系。　　(5)在全面认识排水性沥青路面路用性能机理的基础上，对构造深度、降噪量、渗水系数和空隙率等4个指标进行全面比选分析，最终确定以渗水系数作为排水性沥青路面空隙堵塞状况的评价指标。在国内外相关研究成果的基础上，比较分析了国外排水性沥青路面路用性能恢复方法的工作机理及其优缺点，结合我国目前沥青路面养护维修的技术现状，推荐部分措施作为我国排水性沥青路面养护、维修的技术手段与方法，为这一新型沥青路面在今后进一步推广应用提供技术支持。排水性沥青路面的降噪、降温等性能对建设生态城市具有重要意义，本研究所取得的成果不仅对排水性沥青路面后期的养护和维修工作具有重要指导意义，而且对这一新型路面结构形式的设计、施工也具有一定的参考价值。　　

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