在我國南方多雨濕熱地區(qū),公路路面路基水損害問題比較突出,其中需解決的最基本問題是準確得到路面路基材料的滲流特性與路面水滲入率,從而經濟合理地進行路面路基防排水結構設計、施工與養(yǎng)護。以往的相關研究,多基于宏觀角度及傳統(tǒng)計算流體力學方法,但基于細觀結構的滲流規(guī)律研究較少。論文首次將格子Boltzmann方法(LBM)引入路面路基防排水設計與分析中,通過X-ray CT和SEM掃描圖像技術研究不同類型的路面路基材料細觀結構;采用飽和單相流動模擬計算路面瀝青混合料與路基花崗巖殘積土填料細觀滲流特性,并通過室內試驗進行驗證;利用LBM方法的特點與優(yōu)勢,進一步探討多孔介質孔隙細觀滲流與裂隙細觀滲流一般特性及其影響因素;綜合上述研究結果,分析討論了路面路基整體結構路面水滲入率問題;最后,通過南方多雨地區(qū)不同路面結構狀況下的路基現(xiàn)場含水率長期、系統(tǒng)監(jiān)測,驗證了本文路面路基材料細觀滲流特性的有關研究結論。論文的主要工作和創(chuàng)新成果如下:(1)通過室內成型與現(xiàn)場取芯,基于X-ray CT圖像探討南方地區(qū)實際工程中四類典型瀝青混合料(AC-13C、SMA-13、GAC-16C、OGFC-13)的內部空隙結構特...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1瀝青路面水損害坑槽發(fā)展過程

結果認為：熱-水-交通荷載及其耦合作用是其早期水損害的主要原因，路面結構內部溫度場、滲流場、應力場及其耦合效應決定其強度、變形與耐久性。典型瀝青路面坑槽發(fā)展過程見圖1-1。圖1-1瀝青路面水損害坑槽發(fā)展過程Fig.1-1Developmentprocessofpot....

圖1-2半剛性基層瀝青路面裂縫Fig.1-2Crackofsemi-rigidbaseasphaltpavement

多由于路基不均勻沉降引起的縱向裂縫。通常認為半剛性基層密實不透水，路面水通過裂縫滲入后滯留在基層表面，在長期交通荷載作用下容易造成半剛性基層沖刷、脫空、表面唧漿、甚至瀝青面層大面積龜裂，典型路面裂縫型式見圖1-2。排水基層可以快速排除瀝青路面內的水分,提高瀝青路面結構的抗水損害....

圖1-3路面路基水分遷移過程示意圖

[12-13]，路基水分遷移過程示意見圖1-3。因此，研究路面水滲入率與路基土在不同壓實度下的孔隙結構及其滲流特性是確定路基回彈模量及其變形規(guī)律的重要依據(jù)。圖1-3路面路基水分遷移過程示意圖Fig.1-3Diagramofwatermigrationprocessw....

圖2-1X-rayCT掃描系統(tǒng)

圖2-1X-rayCT掃描系統(tǒng)Fig.2-1X-rayCTscanningsystem圖2-2CT掃描斷層圖像與3D圖像Fig.2-2CTscanimageofsliceand3DimageT掃描原始圖初步處理程序為：候重建參數(shù)加射束硬化或者強度偏移....

本文編號：3967989