由于快速的城市化,大多数地方都覆盖着不透水材料,如水泥混凝土、密级配沥青混合料等,这严重影响了地下水位;同时当出现强降雨天气时,雨水淹没路面严重影响车辆通行,透水路面是改善这些问题的有效方法。关于透水路面,透水混凝土(PC)和多孔沥青混凝土(PAC)是常见的道路铺筑材料,目前国内外学者集中关注于单一混合料的渗透性和抗堵塞性相关研究,而对于这两种混合料细观结构对比研究相对较少。本项研究从混合料细观结构的角度出发,探究透水混凝土和多孔沥青混凝土的透水和堵塞特性。主要从水泥净浆和沥青材料表面物理化学差异、内部空隙结构差异两个方面,解释分析在同等空隙率下,两种混合料的透水和堵塞特性的差异。胶结材料性质的差异。首先,通过试验研究水泥净浆和沥青材料表面与堵塞物(级配黄土颗粒)粘附性差异,发现沥青材料表面与堵塞物更容易发生粘附;其次,利用分子动力学模拟技术模拟出堵塞物在水化硅酸钙和沥青表面的微观粘附行为,进一步解释了产生粘附差异的原因。最后,通过使用激光扫描仪扫描两种材料表面和查找两种材料的介电常数,发现沥青材料表面纹理更加光滑且介电常数较低,这表明沥青材料表面与微小颗粒接触面积较大且易产生静电,从侧面反映出其更容易吸附微小颗粒从而引起透水混合料堵塞。两种透水混合料内部空隙结构的差异。首先,从混合料级配选用,再到试件成型进行严格控制把握;其次,通过试件切片以及数字图像处理技术,获取了试件内部二维空隙结构,提出了混合料的均匀性评价方法,发现设计空隙相同的情况下透水混凝土内部空隙分布更加均匀。同时研究了弯曲度对排水的影响,发现孔隙弯曲度越大,排水效率越低。通过试验和模拟研究发现,导致同等空隙率下透水混凝土与多孔沥青混凝土的透水与堵塞特性差异的主要原因:一是沥青材料和水泥净浆材料的表面纹理差异以及粘附特性差异;二是透水混凝土相比多孔沥青混凝土的内部空隙分布更加均匀。