一种带有改性透水结构的硬质道路 |
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| 申请号 | CN201910068641.3 | 申请日 | 2019-01-24 | 公开(公告)号 | CN109680576A | 公开(公告)日 | 2019-04-26 |
| 申请人 | 浙江大学建筑设计研究院有限公司; 浙江宏正建筑设计有限公司; | 发明人 | 桑松表; 洪峰; 王靖华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种带有改性透 水 结构的硬质道路，涉及可渗透道路施工技术领域，包括：硬质路面铺装，顶面倾斜布置；集水模 块 ，布置在所述硬质路面铺装较低侧，收集排除雨水；渗水层，铺设在所述硬质路面铺装的下方；透水管路，将集水模块中的水引导至渗水层中。本发明采用先收集后渗透的方式，有效截留水中的大颗粒污染物，相较于传统透水铺装有不俗甚至更为优秀的透水能 力 ；底部 蓄水层 具有一定的消纳作用，清除处理大部分的路面积水，有效防止城市内涝灾害的发生；养护成本较低且清理方便，很好的克服了传统透水铺装易堵塞，清洗麻烦的弊端。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带有改性透水结构的硬质道路，包括： |
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| 说明书全文 | 一种带有改性透水结构的硬质道路技术领域[0001] 本发明涉及可渗透道路施工技术领域，特别涉及一种带有改性透水结构的硬质道路。 背景技术[0002] 随着城市的发展，硬质铺装作为建筑物及周边绿化以外最主要的区域铺砖路面，大面积的使用，导致地表径流增加，路面积水情况严峻，城市内涝和非点源污染频发的现象得到了高度的关注。自“海绵城市”概念提出以来，透水铺装系统作为该理念的一种重要的源控制技术，在工程实践中得到了广泛的应用。 [0003] 现阶段的透水铺装是一种具有全透水或者半透水结构路面的铺装体系。一般认为，其结构自上到下依次为面层、基层、底基层、垫层四个部分。按照面层的主要材料不同，大致可分为透水砖、透水沥青、透水混凝土等铺装方式。透水铺装具有良好的透水性、保水性和通气性，研究表明，透水铺装系统可以有效地满足“海绵城市”概念中的“渗”和“蓄”的要求，可以加快雨水的入渗、减缓雨水的汇流，直接减少城市地表径流的流量，并且使地下水及时得到补充，从而有效防止城市内涝、地面沉降和地下水污染等情况的发生。大量的实验数据表明透水铺装具有吸附等功能，在吸收、存储地表径流的过程中能够有效的截留污染物，显著地减少径流中污染物的浓度，达到路面积水的初步净化要求。 [0004] 例公开号为CN 205636402U的专利文献公开了一种抗路面弯沉式透水路面，从下到上依次设有土基层、垫层、级配碎石层、ATPB透水基层、透水沥青面、透水沥青面层，所述土基层为无机结合料稳定土底基层，所述垫层为砂垫层，所述级配碎石层为多孔水泥稳定碎石构成的无机结合料稳定碎石基层，所述ATPB透水基层为大空隙沥青稳定碎石，所述透水沥青面为透水沥青混凝土，所述土底基层采用路基土砂性土粘性土，所述透水沥青面层采用外形多为直角、钝角的陶瓷碎块作为防滑骨料。上述路面能适应各种恶劣气候条件，具有良好防水性能，并能有效地杜绝雨水渗入水泥路面，防止水泥路面过早损坏的水泥混凝土路面防水结构。 [0005] 但是，透水铺装逐步运用于城市的一些大型公共建筑的同时，其问题也逐渐显露了出来。透水铺装在具有良好的透水性的同时，其力学性能较普通硬质铺装相比有所下降，低强度导致透水铺装只能适用于人行道、停车场等低荷载的场地；由于现阶段的透水铺装养护技术仍不成熟，主要还是以高压水枪冲洗为主，导致透水铺装路面容易被灰尘等杂质堵塞，使用时间具有一定的年限，透水性能会随着时间的延长而具有明显的下降。总体而言现阶段的透水性铺装具有易堵塞、耐久性差、适用范围小、造价相对高、缺乏系统性认知和系统性的规范等问题。 发明内容[0006] 本发明提供了一种带有改性透水结构的硬质道路，在保留了传统硬质道路的强度和硬度的同时，解决了其透水性差、易产生路面积水的问题，并在一定程度上改善了透水铺装路面难清洗、易堵塞的情况。 [0007] 一种带有改性透水结构的硬质道路，包括： [0008] 硬质路面铺装，顶面倾斜布置； [0009] 集水模块，布置在所述硬质路面铺装较低侧，收集排除雨水； [0010] 还包括： [0011] 渗水层，铺设在所述硬质路面铺装的下方； [0012] 透水管路，将集水模块中的水引导至渗水层中。 [0013] 本发明在传统硬质道路下铺设透水管路，路面雨水经由集水模块收集后，通过盲管下渗进入渗水层，用以过滤和滞留雨水，再经底部排水沟汇集排出。 [0014] 为了便于进行安装，优选的，所述透水管路为盲管。盲管作为集排土中渗水的优选材料，具有极高的表面渗水能力和内部通水能力，且抗压强度高，具有极好的适应形变的能力；具有良好的化学惰性，在土中水中永不降解，抗老化、抗紫外线、耐高温、耐腐蚀、能够保持永久性材质无变化；塑料盲管重量轻、易剪裁、施工安装方便，且盲管的滤膜可根据不同的土质情况选用，充分满足各种工程的不同需求，且避免滤膜产品单一不经济的缺点；相对于其他管路及设备，在相同的集排水效果的条件下，塑料盲管的材料费、运输费、施工费都更为经济，综合成本较低。同时，可采用穿孔塑料导流管，硬式透水管、渗排水板及渗排水管等其他渗排水管材，具有一定抗压强度并且能达到稳定渗透的要求即可。 [0015] 为了提高透水效果以及透水均匀性，优选的，所述盲管垂直所述硬质道路延伸方向且长度覆盖所述道路宽度。 [0016] 为了提高透水效果，优选的，所述盲管采用穿孔导流管，开孔率为3％～10％，穿孔导流管外部包裹10目～30目的尼龙滤网。保证盲管的可持续利用性和渗透性都能达到实际运用的要求。 [0017] 盲管采用De60～De100的穿孔导流管，相邻穿孔导流管的间隔距离为1500～3000mm。 [0018] 渗水层为实现“海绵城市”中道路雨水“渗”和“蓄”的要求，优选的，所述渗水层包括渗水性土壤层。渗水性土壤方便取材，即砂性土，渗透系数>5×10-6m/s，保证雨水可以顺利下渗补充地下水，并对水中的大颗粒污染物有一定截留作用。 [0019] 为了保证路基的稳定性，优选的，所述渗水层还包括位于渗水性土壤层上方用于安装所述透水管路的碎石垫层。 [0020] 为了提高过滤和蓄水效果，优选的，所述渗水层还包括位于渗水性土壤层下方的滤水层。道路雨水通过排水沟初过滤后，再经由盲管下渗进入土壤，在滤水层积蓄排出，提高了雨水的SS去除率。滤水层的孔隙率为35％～45％，一般采用碎石和陶粒铺设，有效粒径大于80％，以保证其具有一定的储水性，同时提高SS去除率，有效去除雨水中的污染物。 [0021] 优选的，所述渗水性土壤层和滤水层之间设有二次过滤层。二次过滤层对渗透进入蓄水层的地表径流进行二次过滤，避免杂质堵塞碎石层的空隙，影响蓄水层的储水效率。二次过滤层多采用土工布。 [0022] 为了保证硬质路面的强度，优选的，所述硬质路面铺装包括： [0023] 花岗岩路面，顶面向外侧倾斜； [0024] 干硬性水泥砂浆，位于所述花岗岩路面下方； [0025] 混凝土垫层，位于所述干硬性水泥砂浆下方。 [0026] 碎石层上方添加混凝土垫层及干硬性水泥砂浆，表面铺设芝麻灰花岗岩荔枝面，采用传统硬质路面的铺设方式，保证改性路面透水设施能够满足传统硬质道路的硬度和强度需求。 [0027] 集水模块的作用是收集雨水，形式多样，为了方便安装和提高雨水过滤效果，优选的，所述集水模块包括： [0028] 排水沟，开口位于所述硬质路面铺装较低侧的下方； [0029] 排水沟盖板，覆盖排水沟的开口并设有过水孔； [0030] 过滤层，布置在所述排水沟盖板上方； [0031] 鹅软石层，铺设在所述过滤层上。 [0032] 本发明的重点在于使传统硬质路面可以具有良好的透水效果和滞水效果，在硬质路面的铺设过程中保留了一定的倾斜坡度，并且在下坡边缘设置排水沟，排水沟顶部铺设土工布和鹅卵石，用于拦截初期雨水中的大颗粒杂质，避免排水沟及后续装置的堵塞和损坏；贴排水沟底部设置盲管，并将其埋设于碎石层中，雨水经过排水沟过滤后进入盲管由碎石层下渗入粘性土层，碎石层对盲管具有良好的承托和保护作用，另外碎石层具有较大的孔隙率，更有利于盲管中雨水的下渗。雨水透过粘性土层后经由土工布过滤，进入碎石滤水层和陶粒储水层，雨水收集滞留后再由排水沟排至指定区域，进行雨水回收及二次利用。 [0033] 本发明的有益效果： [0034] (1)本发明采用先收集后渗透的方式，有效截留水中的大颗粒污染物，相较于传统透水铺装有不俗甚至更为优秀的透水能力。 [0035] (2)本发明底部蓄水层具有一定的消纳作用，清除处理大部分的路面积水，有效防止城市内涝灾害的发生。同时能提高SS去除率，有效去除雨水中的污染物。 [0037] 图1为本发明的带有改性透水结构的硬质道路的剖面结构示意图。 [0038] 图2为本发明的带有改性透水结构的硬质道路的平面结构示意图。 [0039] 其中，1、车库顶板刚性保护层；2、滤水层；3、土工布；4、渗水性土壤层；5、碎石垫层；6、盲管；7、混凝土垫层；8、干硬性水泥砂浆；9、花岗岩路面；10、排水沟；11、排水沟盖板；12、土工布；13、鹅卵石。 具体实施方式[0040] 如图1和2所示，本实施例中有改性透水结构的硬质道路包括：车库顶板刚性保护层1、滤水层2、土工布3、渗水性土壤层4、碎石垫层5、盲管6、混凝土垫层7、干硬性水泥砂浆8、花岗岩路面9、排水沟10、排水沟盖板11、土工布12和鹅卵石13。 [0041] 水流在路面积聚时，通过花岗岩路面9微小的坡度逐渐流向排水沟10，排水沟盖板11上铺设有土工布12和鹅卵石13，积水中大颗粒杂质经过鹅卵石13和土工布12的过滤清除后进入排水沟10，通过排水沟10底部数根的盲管6逐步渗入碎石垫层5，从而往下渗透进入渗水性土壤层4，上述为本实施例的排水功能，符合海绵城市“渗”的要求。 [0042] 路面积水经过渗水性土壤层4和土工布3的再次过滤之后积水滞留储蓄在滤水层2中，最后通过底部排水沟汇集，有效达到雨水的调蓄排放作用。 [0043] 本实施例在不透水的车库顶板刚性保护层1上铺设孔隙率35％-45％左右的滤水层2，滤水层2采用碎石和陶粒层，有效粒径大于80％，以保证其具有一定的储水性，同时提高SS去除率，有效去除雨水中的污染物。滤水层2具有蓄水功能，也可称为蓄水层。 [0044] 蓄水层上铺设有土工布3，对渗透进入蓄水层的地表径流进行二次过滤，避免杂质堵塞碎石层的空隙，影响蓄水层的储水效率。 [0045] 渗水性土壤层4采用渗水性土壤，即砂性土，渗透系数>5×10-6m/s，保证雨水可以顺利下渗补充地下水，并对水中的大颗粒污染物有一定截留作用。 [0046] 渗水性土壤层4上方铺设碎石垫层5，保证路基的稳定性，并在碎石层5中埋入盲管6，盲管6采用穿孔导流管，开孔率为5％，导流管外部包裹18目尼龙滤网，保证盲管6的可持续利用性和渗透性都能达到实际运用的要求。 [0047] 盲管6采用De75的穿孔导流管，相邻穿孔导流管的间隔距离为2000mm。 [0048] 碎石垫层5上方添加混凝土垫层7及干硬性水泥砂浆8，表面铺设芝麻灰花岗岩荔枝面，采用传统硬质路面的铺设方式，保证改性路面透水设施能够满足传统硬质道路的硬度和强度需求。 [0049] 当然本方案的重点在于使传统硬质路面可以具有良好的透水效果和滞水效果，具体实施为本方案在硬质路面的铺设过程中保留了一定的倾斜坡度，并且在下坡边缘设置排水沟10，排水沟10顶部铺设土工布12和鹅卵石13，用于拦截初期雨水中的大颗粒杂质，避免排水沟10及后续装置的堵塞和损坏；贴排水沟10底部设置盲管6，并将盲管6埋设于碎石垫层5中，雨水经过排水沟10过滤后进入盲管6由碎石垫层5下渗入渗水性土壤层4，碎石垫层5对盲管具有良好的承托和保护作用，另外碎石垫层5具有较大的孔隙率，更有利于盲管中雨水的下渗。雨水透过渗水性土壤层4后经由土工布3过滤，进入滤水层2，雨水收集滞留后再由排水沟排至指定区域，进行雨水回收及二次利用。 [0050] 为得到可靠的试验数据，在出水点设置流量计，以不同的出水流量和出流时间模拟不同的降雨量和降雨历时，观测对照实验下检查井中的出水时间和出水量，以判定两种透水铺装的渗透速度和透水量比较。 [0051] 在本实施例的盲管6末端(远离排水沟10的一端)的位置不同埋深处设置了三个取样口，1#位于盲管6末端碎石层中，2#位于盲管6末端正下方碎石垫层5和渗透性土壤层4交界处，3#位于盲管6末端正下方渗透性土壤层4中部，通过观测不同取样口的渗透水的水质情况，即ss去除率和土体含水量等参数得到透水路面的性能比较。为达到对照实验的目的，在本实施例的排水沟10一侧相同埋深位置设置两组取样口，观测盲管6起始端与末端地表径流的渗透对比。还可以在传统透水铺装一侧也设置相应的取样口，以确保对照实验的可靠性。 [0052] 试验中滤水层2上方渗水性土壤层4中安装有一根PVC导流管，水流顺着管道进入过滤井，井中铺设有尼龙网外包的陶粒包和碎石层，水流经过过滤渗入过滤井两边的碎石滤水层和陶粒层中，当水流达到一定强度时，实验设施的蓄水层达到满载状态，富裕的水流会漫出蓄水层，通过导流管排入出水口再由水泵抽出，多次试验计算可得出蓄水层储水性能的相关参数，广泛应用于不同需求的实际生活场地中。 [0053] 本实施例在实际应用中，可以作为传统透水铺装在人行道、广场或建筑周边绿化铺装等区域应用中的一种补充措施，硬度和强度相较于传统铺装有所加强；利用陶粒包的吸附过滤作用和碎石层的蓄水能力，达到雨水的有效排放和消纳。 [0054] 另外，本实施例运行过程中进行三次过滤，达到对雨水径流中的悬浮颗粒(SS)的有效截留并进行初步净化，从而减少城市雨水排水系统末端出流对受纳水体的污染。 [0055] 相对于传统透水铺装，本实施例可以减少路面清洗维护的人力物力，增加路面的耐用性和使用年限，降低使用成本和维护成本，将成为“海绵城市”概念中一个重要的举措。 [0056] 综上所述，本实施例在传统硬质道路下铺设盲管6，路面雨水经由排水沟10收集后，通过盲管6下渗进入土壤，渗水性土壤层4下方铺设有滤水层2，用以过滤和滞留雨水，再经底部排水沟汇集排出，在保留了传统硬质道路的强度和硬度的同时，解决了其透水性差、易产生路面积水的问题，并在一定程度上改善了透水铺装路面难清洗、易堵塞的情况，同时道路雨水通过排水沟初过滤后，再经由盲管下渗进入土壤，在陶粒层和碎石层积蓄排出，提高了雨水的SS去除率。 |
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