透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究

论文摘要

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程,探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响,提出透水铺装雨水入渗模型,并针对影响因素的相关性进行研究。首先,基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性,利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究,并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画,最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次,针对该模型的诸多输入参数,进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性,寻找关键控制指标;基于该结论拟定典型透水铺装结构组合,选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明:所建模型与文献数据具有较好的吻合性,NSE指数可达0.45以上;路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关,暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低,地表径流占比达到30%以上,并且几乎丧失连续储水能力,而路基土饱和渗透系数的影响性较小;溢流管可有效减少地表径流量,降低溢流风险,在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流,并具有50%以上的连续储水能力;时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂,雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律,因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。

论文目录

• 0 引 言
• 1 雨水入渗模型
•   1.1 降雨阶段数学模型
•     1.1.1 降雨强度
•     1.1.2 时程雨型
•     1.1.3 降雨特性
•     1.1.4 降雨折损系数
•   1.2 路面产渗流模型
•     1.2.1 参数讨论
•     1.2.2 入渗物理过程
•       （1） 阶段1 （0～t0） :
•       （2） 阶段2 （t0～t1） :
•       （3） 阶段3 （t1～t2） :
•       （4） 阶段4 （t2～t3） :
•       （5） 阶段5 （t3～t4） :
•       （6） 阶段6 （t4～tend） :
•   1.3 溢流管设计
•   1.4 模型验证
• 2 影响因素相关性分析
• 3 效果评价与验算
•   3.1 输入参数
•   3.2 验算指标
• 4 结果分析与讨论
•   4.1 路基土类型的影响分析
•   4.2 溢流管设置的影响分析
•   4.3 不同设计雨型的影响分析
• 5 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李辉,李昊臻,王雪峰,张胜,张萌瑶,张恒基

关键词: 道路工程,雨水入渗模型,数值模拟,透水铺装,降雨特性,溢流管

来源: 中国公路学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输,建筑科学与工程

单位: 同济大学道路与机场工程系

基金: 科技部国家重点研发计划项目中美政府间合作项目(2016YFE0108200),河北省交通运输厅科技项目(QG2018-5)

分类号: U416.2;TU992

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.04.012

页码: 148-157

总页数: 10

文件大小: 2045K

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