【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法及系统。
技术介绍
1、近年来，改扩建或新建高速公路不断向超宽幅(路幅宽度从双向四车道的24.5m或双向六车道的33m增加至双向八车道的42m或双向十车道的52.5m以上)高速公路迈进，极大的提升了道路通行能力，同时，也带来了一些新的问题。当遭遇强降雨时，路幅宽度的增加导致雨水径流路径变长，采用传统的密级配沥青路面难以及时排出路表雨水，从而在路表形成“水膜”，当水膜厚度大于4mm时，将显著降低汽车轮胎与路面接触之间的摩阻系数，导致车辆发生水滑，引发交通事故。目前对于超宽幅路面排水需求路段，一般根据经验简单的设置4cm的pac-13或ogfc-13作为路面排水功能层(或将4cm的pac-13或ogfc-13替换原来的sma-13或ac-13作为路面排水功能层)，但该排水功能层的空隙率、排水层厚度是否能够满足该路段排水需求未进一步研究论证。另外，排水沥青路面设计时，主要是通过测试室内成型的马歇尔试件渗透系数(≥0.2cm/s)与室外路面渗水仪测定的路面渗透系数(≥5000ml/min)进行判定，并未建立降雨强度与渗透系数、空隙率等之间的联系。沥青路面排水功能层结构参数的确定也未与项目所处路段的气候环境、路幅宽度及坡度等建立联系，导致排水功能层难以满足实际路段的排水需求。
2、为解决这一问题，关键在于建立降雨强度与排水沥青路面排水能力之间的关系。在降雨强度一定的条件下，排水沥青路面的排水能力主要由渗透系数、排水层厚度、合成坡度及路幅宽度决定。渗
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法及系统，实现不同降雨强度下大孔隙排水沥青路面排水层厚度、空隙率的精准合理设计，提高排水沥青路面的排水效果及雨天行车安全。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，包括：
4、获取排水需求路段的暴雨强度公式；暴雨强度公式用于计算不同重现期和降雨时间条件下的最大瞬时降雨强度；
5、根据室内成型的标准马歇尔及车辙板试件，测定不同空隙率下的渗透系数；并构建空隙率与渗透系数之间的函数模型；空隙率与渗透系数之间的函数模型用于计算不同降雨强度下的空隙率；
6、构建大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置；
7、利用大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置测试不同降雨强度及坡度下排水沥青路面的临界排水能力，并利用seep/w数值模拟软件建立与排水能力检测试验装置同尺寸的足尺模型，模拟计算不同排水层厚度、不同空隙率的临界排水能力，并利用试验值进行验证；
8、利用seep/w数值模拟软件模拟计算不同路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度的临界排水能力，构建排水沥青路面临界排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型；
9、根据排水需求路段的暴雨强度公式、空隙率与渗透系数之间的函数模型、排水沥青路面排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型，确定排水沥青路面的空隙率及排水层厚度；
10、根据空隙率及排水层厚度确定排水需求路段排水沥青路面的结构层参数。
11、可选地，所述构建大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置，具体包括：
12、确定封闭壳体；
13、在封闭壳体的顶部设置可移动降雨喷头；
14、在封闭壳体两个相邻的侧面中部设置上下调节螺栓；
15、将承台设置在上下调节螺栓上；承台的三个边与封闭壳体的侧边贴合，且不漏水；承台的剩余一边用于模拟实际道路一侧路表排水；且剩余一边与上下调节螺栓接触，并用于调节坡度；
16、将车辙板试件放置在承台上。
17、可选地，所述利用seep/w数值模拟软件模拟计算不同路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度的临界排水能力，构建排水沥青路面临界排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型，具体包括：
18、将抽水机与可移动降雨喷头连接；
19、将车辙板试件的边部、底部用止水材料密封，保证不漏水；
20、通过控制可移动降雨喷头的出水量以及调节承台的不同坡度，模拟不同降雨强度、不同降雨历时下排水沥青路面在不同空隙率、不同排水层厚度、不同坡度情况下的排水能力，以路表出现径流时作为排水沥青路面临界排水能力；
21、根据不同降雨强度、降雨历时下排水沥青路面排水状况，确定相应的空隙率及排水层厚度取值。
22、可选地，所述室内成型的马歇尔试件尺寸为直径101.6mm±0.2mm、高63.5mm±1.3mm；车辙板试件尺寸为30cm×30cm×5cm。
23、一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定系统，包括：
24、暴雨强度公式获取模块，用于获取排水需求路段的暴雨强度公式；暴雨强度公式用于计算不同重现期和降雨时间条件下的最大瞬时降雨强度；
25、空隙率与渗透系数之间的函数模型构建模块，用于计算不同降雨强度下的空隙率；
26、大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置及seep/w数值模拟软件构建模块，用于构建大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置；利用大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置测试不同降雨强度及坡度下排水沥青路面的临界排水能力，并利用seep/w数值模拟软件建立与排水能力检测试验装置同尺寸的足尺模型，模拟计算不同排水层厚度、不同空隙率的临界排水能力，并利用试验值进行验证；利用seep/w数值模拟软件模拟计算不同路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度的临界排水能力，构建排水沥青路面临界排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型；
27、空隙率及排水层厚度确定模块，用于根据排水需求路段的暴雨强度公式、空隙率与渗透系数之间的函数模型、排水沥青路面排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型，确定排水沥青路面的空隙率及排水层厚度。
28、排水沥青路面结构层参数确定模块，用于根据空隙率及排水层厚度确定排水需求路段排水沥青路面的结构层参数。
29、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
30、本专利技术所提供的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法及系统，根据排水需求路段的暴雨强度公式、空隙率与渗透系数之间的函数模型、排水沥青路面排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型，确定项目所处路段不同降雨强度下排水沥青路面的空隙率及排水层厚度；本专利技术通过室内试验构建了空隙率与渗透系数之间的关系，建立了与降雨强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，所述构建大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，所述利用Seep/w数值模拟软件模拟计算不同路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度的临界排水能力，构建排水沥青路面临界排水能力与路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度之间的函数模型，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，所述室内成型的马歇尔试件尺寸为直径101.6mm±0.2mm、高63.5mm±1.3mm；车辙板试件尺寸为30cm×30cm×5cm。
5.一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，所述构建大孔隙排水沥青路面排水能力检测试验装置，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种大孔隙排水沥青路面结构层参数的确定方法，其特征在于，所述利用seep/w数值模拟软件模拟计算不同路幅宽度、空隙率、排水层厚度及坡度的临界排水能...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆保国，李林涛，许新权，豆莹莹，林招伟，吴传海，刘泽娟，胡鑫，
申请(专利权)人：广东省高速公路发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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