带边缘排水系统的排水性基层路面结构排水性能分析

为了分析带边缘排水系统的排水性基层路面结构的排水效果,基于非饱和渗流理论,对高速公路路面结构降雨入渗进行数值模拟分析,建立了二维路面结构渗流分析模型,并采用AASHTO评价指标t50进行排水性能评价.结果表明:在没有内部排水系统的路面结构中雨水排出很慢,并会在基层与底基层中长时间滞留;带边缘排水系统的排水性基层路面结构...     

降雨入渗条件下新型路面排水系统性能研究

为实现路面结构快速有效排水,基于非饱和渗流理论,提出采用复合土工合成排水材料的新型路面排水系统,该系统由三部分组成,从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展了新型路面排水系统模型试验和数值模拟分析以研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能;模型试验通过在路面结构的基层和路基分别设置张力计,实时监测基层和路基基质吸力变化;采用控制变量方法,建立考虑非饱和渗流的数值分析模型,分析新型路面排水系统设置位置、厚度、坡度对排水性能的影响。研究结果表明:新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除,基层材料在试验过程始终处于非饱和状态,并在降雨停止后第10min基层的基质吸力开始回升;新型路面排水系统能够防止水下渗至路基,降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值;采用新型路面排水系统时,基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率,在降雨停止后基层体积含水率呈现小幅下降,路基体积含水率则保持不变;在面层和基层之间、基层和路基之间均设置新型路面排水系统更有利于控制基层吸力和体积含水率;增加新型路面排水系统厚度和坡度可在一定程度上减小基层材料的含水量,提高基层承载比;研究成果可为新型路面排水系统工程应用提供理论依据。     

路面结构内部排水系统排水效果的数值分析

基于饱和-非饱和渗流理论,利用有限元分析软件,分别建立了具有边缘排水、排水基层和排水垫层等单一路面结构内部排水子系统的路基路面二维数值模型,旨在研究降雨入渗条件下,各排水子系统的排水功能与效果。分析结果表明:在排除面层结构内部积水方面,排水基层的效果最优;在水分消散后,排水垫层能使面层结构处于较低的含水率状态,但使得底基层含水率较高;边缘排水系统和排水基层均可缩短底基层受雨水影响的时间;各路面结构内部排水子系统均可减少水分下渗至路基,但排水垫层的效果最好。     

上海沪青平公路水泥稳定碎石排水基层施工工艺

为了探讨路面排水基层的施工方法，并观察其使用效果。在上海沪青平一级公路上修建一段水泥面层下的内部排水试验路，采用10cm的水泥稳定碎石做排水基层。使沿路面下渗的水分，进入多孔隙的水泥稳定碎石排水基层面排出道路结构外。本文综合国外修建水泥稳定碎石排水基层施工工艺的经验和研究成果，并在成功修建上海浦东远东大道沥青面层下内部排水试验路的基础上，继续探索适合上海地区水泥面层下的设置水泥稳定碎石排水基层排水系统的施工工法，从而为内部排水系统的广泛运用积累经验。     

基于多孔介质理论的高速公路中央分隔带雨水渗流规律研究

水损坏病害是高速公路沥青路面常见病害之一,其中雨水通过中央分隔带渗透至路面结构是引起水损坏的重要原因。建立高速公路沥青路面中央分隔带雨水渗流模型,模拟了不同降雨强度和不同时间下中央分隔带及路面结构中雨水渗流状况,分析中央分隔带雨水渗流影响深度和广度,提出了中央分隔带排水设计方案。结果表明,中央分隔带雨水渗流集中区域横向位于内侧行车道,深度方向主要位于面层至底基层范围内。     

透水路面非饱和状态排水时间数值分析

关于透水路面排水质量评价及排水路面结构的设计,我国现行《公路排水设计规范》是基于饱和流理论,认为在降雨期间和降雨后的路面结构都是处于饱和状态,渗透系数是固定值。实际上,路面结构处于饱和状态下的时间是非常短暂的,仅仅是在降雨过程中排水层的含水量达到了饱和并且形成稳定流态这段时间,而大多数情况下的路面结构都是非饱和状态。本文基于Van Genuchten模型,提出了非饱和状态下的排水时间数值计算方法,使得透水路面排水性能的评价更为合理。     

基于公路沥青路面裂缝处治影响因素研究

沥青路面开裂是一种无法彻底消除的道路损坏形式,如半刚性基层的沥青路面反射裂缝、寒冷地区的沥青路面温缩裂缝等,目前均缺乏有效的措施予以彻底避免。路面出现裂缝后,雨水、雪水等沿裂缝渗入面层、基层中,使基层甚至路基软化,造成基层、路基强度降低、路面局部或成片损坏,从而导致行车速度、舒适性和安全性迅速降低,且会降低路面寿命。深入调查分析公路沥青路面裂缝处治现状及问题分析基础上,结合当前公路沥青路面裂缝处治材料的特性,开展对公路沥青路面裂缝处治影响因素进行分析研究。     

排水沥青混合料透水性能的评价研究

排水沥青面层的主要功能为排水功能，即在降雨期间，雨水通过结构内部的孔隙排出路面，使路表保持相对干燥，从而提高行车安全度，排水功能的大小与混合料的透水能力有关。根据水流在其结构内部的流动特征，本文提出了透水能力的计算和测试方法。通过在不同空隙率和坡度条件下对排水沥青混合料的透水能力进行测试。得到了混合料透水能力与其混合料空隙率和路面横坡，以及混合料目标空隙率与降雨强度的关系，用于指导排水沥青面层的结构设计和混合料组配设计。     

排水性沥青路面排水性能评定方法研究

排水性沥青路面的排水性能是此种结构最重要的性能,本文建立了排水性路面排水表层的渗流模型,从理论上分析研究了排水性路面排水面层的排水机理及排水性能的评价指标,给出了各主要参数的确定方法;介绍了自行开发的试验仪器,并通过室内试验对排水性沥青混合料竖向和横向渗透系数的测定方法进行研究,给出了计算公式;设计试验方法,对排水性沥青混合料进行室内的模拟降雨试验,研究路面两端断面的边界条件,找出了断面上的潜水层厚度与路面坡度及降雨强度之间的关系。     

级配碎石排水性能及基层排水系统研究

在半刚性底基层和面层之间设置级配碎石基层,可有效解决半刚性基层沥青路面结构排水性能差的缺陷。采用自行研制的渗透仪测试了6种不同空隙率级配碎石的渗透系数,计算了自由水在级配碎石基层的渗流时间和渗流路径,用路面渗水仪比较分析了级配碎石和水泥稳碎石的透水效果,设计了两种路面内部基层排水系统。结果表明,渗透系数与空隙率有很好的相关性,随着空隙率增加,级配碎石的渗透系数增加;渗入水在路面结构内的渗流时间缩短,排水性能提高;级配碎石基层具有良好的排水效果,可减少水损害的发生。通过设计的基层排水系统,可将级配碎石基层中的水排出路面结构以外。     

薄层沥青混凝土路面裂缝防治措施研究

我国二、三级公路一般采用半刚性基层和较薄的沥青混凝土面层。半刚性基层承载能力强,但是容易产生裂缝,并会逐渐在沥青混凝土面层上形成反射裂缝。面层裂缝是我国沥青混凝土路面的主要病害,也是引起沥青混凝土路面早期损坏的主要原因,二、三级公路面层较薄,反射裂缝更为严重。因此,研究半刚性基层的薄层沥青混凝土路面裂缝防治方法,对于提高低等级公路路面使用性能、延长公路使用寿命具有十分重要的意义。本文着重介绍“薄层沥青混凝土路面裂缝防治措施研究”科研项目的主要内容、观测结果和主要研究结论。     

平顶山地区抗裂排水型路面选用及参数推荐

本文通过对平顶山地区公路路面状况、结构情况及材料设计参数的调查,对路面破坏原因进行了分析,提出了抗裂排水型路面结构的使用,并结合地区特点,推荐出了土基回弹模量、基层底基层材料、面层材料等路面设计参数。     

水泥稳定碎石排水基层试验路铺筑与检测分析

通过上海浦东新区远东大道修建的沥青面层内部排水试验路段，采用水泥稳定碎石做排水基层，阐述了该结构排水系统的施工过程，排水设施布置方案以及材料规格等并作了简要评价，对排水基层孔隙率的测试，渗透系数检测和渗入量的计算验证了路面渗入水的排水性能。     

路面结构内部排水系统研究进展

路面水结构损坏的实际情况表明,进入路面结构内的水是造成或加速路面损坏的主要原因,设置路面结构内部排水系统有利于防止病害产生,延长路面使用寿命。文章从需要及经济两方面提出了路面内部排水系统的设置条件和设计要求,阐述了目前国内外应用的路面内部排水系统的各种形式,详细论述了开级配粒料、结合料稳定粒料及多孔混凝土排水基层,边缘集水沟管和隔离层等内部排水系统的材料组成,就路面内部排水系统的施工及注意事项予以概要介绍。     

沥青稳定碎石排水基层施工工艺

为了探讨路面排水基层的施工方法，并观察其使用效果，在上海浦东新区远东大道修建一段沥青层内部排水试验路，采用沥青稳定碎石做排水基层。使沿路面下渗的水分，进入多孔隙的排水基层而出道路结构外。本文综合国外修建路面内部排水基层施工工艺的经验和研究成果，探索适合上海地区路面设置沥青稳定碎石基层排水系统的施工工法，从而为沥青稳定碎石基层的广泛运用积累经验。     

排水沥青路面排水能力分析及目标空隙率确定

为提高排水沥青路面的设计可靠性,通过分析排水沥青路面的渗流特性,建立排水沥青路面的渗透计算模型,利用渗透计算模型计算特定降雨强度下排水沥青路面的排水能力,并依据实际降雨强度初步提出排水沥青路面目标空隙率的确定方法。研究结果表明:增加排水面层的厚度、增大路面坡度、提高排水面层的渗透系数、缩短排水长度都能降低路表发生径流的可能。联合渗透系数与降雨强度的关系式,可确定特定降雨强度下排水沥青路面的目标空隙率。     

AASHTO 2002高速公路路面结构层防排水系统设计

水损坏已经成为南方多雨地区的最主要病害之一。引起水损坏的原因为多方面,既有沥青面层的施工质量、原材料以及车辆超载等原因,也有路面结构防排水系统设计的不完善。介绍美国AASHTO 2002路面结构层防排水系统设计理念,以供同行共同学习、探讨。     

公路路面防水抗裂层在青银高速公路养护工程中的应用

半刚性基层材料易受水和温度的影响产生干缩和温缩裂缝,并在行车荷载、温度和湿度等因素作用下形成反射裂缝,雨水或雪水的浸入会导致基层变软,路面强度降低,直至路面结构性破坏。本文笔者从解决路面开裂水损害问题出发,研发出一种新型沥青结构功能层,能够将裂缝引起的应力消散,有效消弱基层裂缝对沥青面层的应力集中,防止基层开裂向面层传递,起到防水、抗裂效果,从而实现面层无裂缝,防止基层水损害,延长道路使用寿命的目的。通过应用于青银高速预防性养护工程,跟踪观测达到了预期的效果。     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。     

大孔隙混凝土排水基层的施工与检测

提出了2种形式的路面结构内部排水系统，通过试验路施工总结出大孔隙混凝土排水基层的施工工艺。在施工完成后对其强度及空隙率等指标进行了检测，并对其排水性能进行了验算。