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一种多孔沥青路面补降尘系统

阅读:1011发布:2020-11-11

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1.一种多孔沥青路面补降尘系统,所述多孔沥青路面的两侧为非机动车区,所述多孔沥青路面由上至下依次为路面本体、中间层基层,所述中间层中设置有隔渗基布,其特征在于,所述多孔沥青路面补水降尘系统包括:
设置在所述非机动车区的蓄水机构,所述蓄水机构包括设置在非机动车区内的蓄水腔、以及与蓄水腔连接并延伸至所述中间层内的出水管;
设置在所述路面本体上的造压机构,所述造压机构通过气压管连通所述蓄水机构的出水管;
设置在所述路面本体上的喷水机构,所述喷水机构包括导水管以及喷头,所述导水管连通所述出水管和所述喷头,所述喷头外露于路面本体,且喷头在道路的行车方向上位于所述造压机构之后。
2.如权利要求1所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述蓄水机构还包括设置在蓄水腔上方的低速渗水层、以及设置在非机动车区最上方的快速渗水层;所述低速渗水层位于快速渗水层下方且相距≥0.5m。
3.如权利要求2所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述蓄水腔为长方体结构,所述低速渗水层设置在该长方体结构的顶面,所述出水管连接在该长方体结构的侧壁底部。
4.如权利要求1所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述蓄水腔与出水管之间连接有止回,所述止回阀内摆动连接有摇臂,所述摇臂上连接有控制蓄水腔与出水管之间水流通断的阀瓣,所述阀瓣在蓄水腔内水压高于出水管内水压时开启。
5.如权利要求1所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述造压机构设置有多个,且每个造压机构包括:
减速垄,所述减速垄与路面本体之间预留有缓冲间距,所述减速垄的底部连接有活塞杆;
所述气压管,该气压管由路面本体表面向下延伸,所述气压管与减速垄的底部之间设有维持缓冲间距的弹簧,所述活塞杆由减速垄底部延伸至气压管内,且活塞杆的底部连接有与气压管内径相适应的活塞。
6.如权利要求5所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述气压管的管壁设有径向扩展的凸起段,所述凸起段的内壁设有置液槽,所述置液槽中设有流体,且置液槽的槽面连接有隔膜。
7.如权利要求1所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述喷头包括:
与所述导水管连接的喷管,所述喷管延伸至路面本体外;
与所述造压机构的气压管连接的加压腔,所述加压腔环绕设置在喷管的外周底部,所述加压腔连接有多根加压支管,且所述加压支管的另一端与喷管的中部相连;
包裹所述喷管、加压腔和加压支管的轭臂架。
8.如权利要求7所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述喷管的直径由靠近导水管一侧向远离导水管一侧逐渐减小。
9.如权利要求7所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述喷管的顶部连接有溅水盘,所述溅水盘的垂直投影形状为圆形,所述溅水盘的外缘斜向下延伸,且外缘为齿状。
10.如权利要求1所述的多孔沥青路面补水降尘系统,其特征在于,所述喷水机构上覆盖有盖帽,所述盖帽为半球形的蜂窝结构。

说明书全文

一种多孔沥青路面补降尘系统

技术领域

[0001] 本发明属于城市道路养护领域,具体涉及一种多孔沥青路面补水降尘系统。

背景技术

[0002] 道路扬尘是路面的积尘在一定动条件(例如力、机动车碾压、人群活动等)作用下进入环境空气中形成的。积尘主要来源于大气降尘、路面破损、车轮车身带泥、轮胎磨损、道路施工、道路清扫以及道路附近的裸露土壤等。
[0003] 随着我国城市化进程和工业化步伐的加速,多孔沥青路面逐步代替了传统的混凝土路面。其主要原因在于多孔沥青路面具有良好的透气性和透水性。
[0004] 良好的透气性,可以将路面和路基中的水分蒸发到空气中,增加地表与环境的水雾交换,降低路面温度。强透水性主要得益于较大的连通孔隙率,从而在降雨时,水可沿孔隙渗流,减少雨天的路表积水,增加了行车的安全性,同时对缓解地下水资源短缺问题有积极的作用,这与国家兴建海绵城市的规划不谋而合。
[0005] 然而城市汽车的保有量呈现出前所未有的增加之势,由机动车引起的道路扬尘已成为城市大气颗粒物污染的主要来源,约占30%~50%左右,已经影响到城市环境空气质量及人们的生存环境。经研究表明,城区中道路扬尘的真密度在3.17kg/m3左右,80%的粒径分布在6.48~220.46um,在无建筑及路边树的影响时,单车的扬尘浓度主要取决于机动车车型、车速及道路路面粉尘负荷等因素。另一方面,这些粉细颗粒长期得不到有效的处理会堵塞多孔沥青路面的连通孔隙,影响其性能发挥,严重时会导致路面的整体翻修。
[0006] 目前对多孔沥青路面的养护和降低扬尘措施主要集中在被动的洒水防尘方面。洒水防尘的主要作用在于润湿道路扬尘,增加其含水量,从而使其相对密度增大,并粘结成较大的颗粒,使之在外力作用下不能飞扬。传统的洒水防尘方法简单方便,我国许多城市都在使用,但传统的洒水防尘方法存在劳动成本高、清洗速度慢、水资源浪费大,且清洗效果差、作用范围小等缺点。
[0007] 为此,有必要设计一种新型的多孔沥青路面补水降尘系统,能够对大气降水进行积蓄并将积蓄是水用于路面补水降尘,从而减少道路的损伤和城市耗能,并增加行人的舒适度。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种多孔沥青路面补水降尘系统,采用收集的雨水进行多孔沥青路面的自动补水降尘,且补水量根据实际所需自动调节,显著减少道路的损伤和城市耗能。
[0009] 为实现上述目的,本发明所采取的技术方案为:
[0010] 一种多孔沥青路面补水降尘系统,所述多孔沥青路面的两侧为非机动车区,所述多孔沥青路面由上至下依次为路面本体、中间层基层,所述中间层中设置有隔渗基布,所述多孔沥青路面补水降尘系统包括:
[0011] 设置在所述非机动车区的蓄水机构,所述蓄水机构包括设置在非机动车区内的蓄水腔、以及与蓄水腔连接并延伸至所述中间层内的出水管;
[0012] 设置在所述路面本体上的造压机构,所述造压机构通过气压管连通所述蓄水机构的出水管;
[0013] 设置在所述路面本体上的喷水机构,所述喷水机构包括导水管以及喷头,所述导水管连通所述出水管和所述喷头,所述喷头外露于路面本体,且喷头在道路的行车方向上位于所述造压机构之后。
[0014] 作为优选,所述蓄水机构还包括设置在蓄水腔上方的低速渗水层、以及设置在非机动车区最上方的快速渗水层;所述低速渗水层位于快速渗水层下方且相距≥0.5m。
[0015] 作为优选,所述蓄水腔为长方体结构,所述低速渗水层设置在该长方体结构的顶面,所述出水管连接在该长方体结构的侧壁底部。
[0016] 作为优选,所述蓄水腔与出水管之间连接有止回,所述止回阀内摆动连接有摇臂,所述摇臂上连接有控制蓄水腔与出水管之间水流通断的阀瓣,所述阀瓣在蓄水腔内水压高于出水管内水压时开启。
[0017] 作为优选,所述造压机构设置有多个,且每个造压机构包括:
[0018] 减速垄,所述减速垄与路面本体之间预留有缓冲间距,所述减速垄的底部连接有活塞杆;
[0019] 所述气压管,该气压管由路面本体表面向下延伸,所述气压管与减速垄的底部之间设有维持缓冲间距的弹簧,所述活塞杆由减速垄底部延伸至气压管内,且活塞杆的底部连接有与气压管内径相适应的活塞。
[0020] 作为优选,所述气压管的管壁设有径向扩展的凸起段,所述凸起段的内壁设有置液槽,所述置液槽中设有流体,且置液槽的槽面连接有隔膜。
[0021] 作为优选,所述喷头包括:
[0022] 与所述导水管连接的喷管,所述喷管延伸至路面本体外;
[0023] 与所述造压机构的气压管连接的加压腔,所述加压腔环绕设置在喷管的外周底部,所述加压腔连接有多根加压支管,且所述加压支管的另一端与喷管的中部相连;
[0024] 包裹所述喷管、加压腔和加压支管的轭臂架。
[0025] 作为优选,所述喷管的直径由靠近导水管一侧向远离导水管一侧逐渐减小。
[0026] 作为优选,所述喷管的顶部连接有溅水盘,所述溅水盘的垂直投影形状为圆形,所述溅水盘的外缘斜向下延伸,且外缘为齿状。
[0027] 作为优选,所述喷水机构上覆盖有盖帽,所述盖帽为半球形的蜂窝结构。
[0028] 本发明提供的一种多孔沥青路面补水降尘系统,与现有技术相比,具有以下有益效果:
[0029] 1)喷洒的水体主要来源于天然降水的收集,很大程度上的避免了水资源的浪费,同时减少了路面积水、增加了雨天行走的舒适性。
[0030] 2)根据机动车车速及车流量、道路路面粉尘负荷和富水情况等因素自动调节补水情况,解决了传统补水方式功能单一的问题。
[0031] 3)系统可自行蓄水以及加压喷水,无需额外的人工,降低了劳动力成本。
[0032] 4)系统可在富水时喷出水雾,扩大抑尘范围且不会造成路面溢水;在缺水时也能喷射出高压气体,清洗堵塞多孔沥青路面贯通孔隙的粉尘颗粒,减少其保养费用,延长使用寿命。
[0033] 5)在汽车快速通过时,造压单元压缩量较小,冲击力大,颠簸感强烈,可提醒驾驶员减速慢行,和达到补水抑尘和减速的双重作用。附图说明
[0034] 图1为本发明的多孔沥青路面补水降尘系统的一种实施例结构示意图;
[0035] 图2为本发明的多孔沥青路面补水降尘系统的一种实施例安装示意图;
[0036] 图3为本发明止回阀的结构示意图;
[0037] 图4为本发明造压机构的结构示意图;
[0038] 图5为本发明凸起段的一种实施例结构示意图;
[0039] 图6为本发明喷头的结构示意图;
[0040] 图7为本发明盖帽与喷头的安装示意图;
[0041] 图8为本发明空气压力与形成的雾滴平均粒径的关系示意图;
[0042] 图9为本发明喷头的加水流量和扬尘的排放率的关系示意图。
[0043] 图示中:1、路面本体;2、造压机构;3、低速渗水层;4、蓄水腔;5、出水管;6、导水管;7、喷头;8、中间层;9、隔渗基布;10、基层;11、快速渗水层;12、止回阀;13、减速垄;14、活塞;
15、牛顿流体;16、隔膜;17、摇臂;18、阀瓣;19、盖帽;20、溅水盘;21、喷管;22、加压支管;
23、轭臂架;24、接管螺纹;25、弹簧;26、导气管;27、加压腔;28、气压管。

具体实施方式

[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0045] 需要说明的是,当组件被称为与另一个组件“连接”时,它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是在于限制本发明。
[0046] 如图1所示,本实施例提供一种多孔沥青路面补水降尘系统,主要包括蓄水机构、造压机构2和喷水机构,可实现多孔沥青路面的自动补水降尘。
[0047] 结合图2所示,城市道路较为常用的多孔沥青路面由上至下依次为路面本体1、中间层8和基层10,且中间层8中设置有隔渗基布9。
[0048] 为了配合本实施例的补水降尘系统,以达到最佳的补水降尘效果,本实施例对多孔沥青路面也进行了一定的优化。
[0049] 其中,多孔沥青路面的路面本体1可以采用沥青玛脂碎石混合料,使路面本体1在表面和内部均具有较发达的贯通孔隙,其孔隙率可达15%~20%。高孔隙率的负宏观结构几乎可以全部消除地面积水,且具有优异的降噪性能,可缓解交通噪声。
[0050] 多孔沥青路面的中间层8主要承受行车荷载,故应选用强度高、水稳定性好且造价合理的材料,例如:骨架孔隙型水泥稳定碎石、透水水泥混凝土、级配碎石和开级配沥青稳定碎石等。
[0051] 选用上述材料的中间层8具有大孔隙特征,该特征可防止渗入路基的水或地下水因毛细现象上升而影响基层承载力和耐久性,以缓解含水土基冻胀对路面结构整体稳定性的影响,同时具有较好的透水性。
[0052] 隔渗基布9可以采用聚丙烯纤维网状结构,要求其透水系数≤1.0×10-3mm/s。聚丙烯纤维网状结构能够延长路面的湿润时间,充分发挥本系统补水降尘作用,同时也具有兼顾阻止黏土粒料上浮以降低水土流失可能性的双重作用。
[0053] 基层10为主要的受力层且兼具储水的作用,可以选用天然地基,若地质条件较差则也可采用经压实、换填等处理过后的人工地基。若采用换填法处理,要求换填的材料与中间层8的材料基本相同,同样需要对其孔隙率和透水系数作出要求,以满足蓄、渗要求,并且需要注意换填时颗粒等级的搭配,分层压实,压实度不应小于90%。
[0054] 多孔沥青路面的两侧为非机动车区,非机动车区可以是人行道,也可以是绿化带。人行道的最上层一般为沿道路铺设的透水砖,而透水砖的下方可以是与多孔沥青路面相同的中间层和基层。
[0055] 本实施例的补水降尘系统的蓄水机构的主体设置在非机动车区,造压机构2和喷水机构设置在多孔沥青路面范围内。
[0056] 具体地,所述蓄水机构包括设置在非机动车区内的蓄水腔4、以及与蓄水腔4连接并延伸至中间层8内的出水管5。在没有特殊说明的情况下,本实施例的中间层、基层应理解为多孔沥青路面的中间层8和基层10。
[0057] 蓄水腔4用于收集天然降水,以避免补水防尘时对地下水资源的使用,且由蓄水腔4收集的水体通过出水管5导出至喷水机构使用。
[0058] 考虑到蓄水腔4需要承受较大的土压力和车辆活荷载,故蓄水腔4应采用强度较大的材料,例如金属材质。且本实施例的蓄水腔4为长方体结构,长方体结构可避免对路基的结构强度产生影响,同时也便于出水管5的连接。为了最大程度利用蓄水腔4中的水体,出水管5连接在长方体结构的侧壁底部。
[0059] 在另一实施方式中,为了提高天然雨水收集的质量,在非机动车区的最上方设置快速渗水层11。快速渗水层11主要由铺设在人行道上的透水砖组成,普通人行道的砖铺路面的要求为缝隙不大于3mm,而这种透水砖铺设的路面的缝隙一般为6mm,以保证透水性能和耐久性,提高雨水收集率。
[0060] 当蓄水机构设置在绿化带下方时,快速渗水层11主要是表层黏土和植物根系,通过天然的方式进行雨水的初步过滤,即节省成本,又可降低对环境的影响。
[0061] 快速渗水层11主要起到初滤的作用,并且快速渗水的特性可以保证在雨天人行道路面不积水,给行人一个舒适的行走体验。快速渗水层11所过滤的滤渣包括一些石子、沙粒和垃圾等,最后可通过环卫工人清扫处置。
[0062] 在快速渗水层11下方且相距≥0.5m的位置处设有低速渗水层3,低速渗水层3铺设在蓄水腔4的上方。本实施例中低速渗水层3铺设在长方体结构的顶面,对经过快速渗水层11和非机动车区的中间层后的水体进一步过滤。
[0063] 低速渗水层3的透水性低于快速渗水层11的透水性,一般采用化纤或玻璃纤维填充而成。当然,当蓄水机构附近存在可能对地下水造成污染的污染源时,应增加路面排水设施或在施工时在路基内掺入大量活性炭,增强对雨水的净化效果,保证不会造成水源污染,且不会堵塞补水降尘系统的任一环节。
[0064] 出水管5由蓄水腔4一侧向多孔沥青路面的中间层8延伸,即出水管5的部分埋设在中间层8中。一般情况下,出水管5在路基施工期间进行预埋,沿多孔沥青路面的宽度方向布置。由于出水管5不易更换和检修,故出水管5宜采用球墨管,以保证承受较大的压力,且不易损坏。
[0065] 为了实现补水降尘系统的自动出水,在蓄水腔4和出水管5之间以法兰式连接止回阀12,止回阀12采用厚壁金属材质,可避免由于变形造成内部构件错位。
[0066] 如图3所示,在另一实施方式中,止回阀12内摆动连接有摇臂17,摇臂17上连接有控制蓄水腔4与出水管5之间水流通断的阀瓣18。由于阀瓣18主要用于密封止水,故阀瓣18采用橡胶材质,在长期使用中仍能保持弹性,不漏气,起到单向布水和营造增压空间的双重作用。
[0067] 在止回阀12连接蓄水腔4和出水管5时,使阀瓣18朝向蓄水腔4,以保证当蓄水腔4内的水压大于出水管5内的水压时,在水压差的作用下推动摇臂17带动阀瓣18开启,控制蓄水腔4与出水管5之间水流导通,蓄水腔4向出水管5注水时,无需借助水等外力,实现全自动补水;当出水管5中压强增大时,反向的水流在止回阀12内部形成滞回环,反向推动摇臂17运动,控制蓄水腔4与出水管5之间水流断开,营造密封环境,且不会造成压力损失。
[0068] 本实施例的造压机构2设置在路面本体1上,造压机构2沿路面宽度方向设置有多个。如图4所示,每个造压机构2包括减速垄13和气压管28。
[0069] 减速垄13设置在路面本体1之上,且与路面本体1之间预留有缓冲间距。当汽车驶过减速垄13时可产生振动,给驾驶员带来颠簸感,提醒减速慢行;同时轮胎对减速垄13的冲击力和碾压使减速垄13向下运动。
[0070] 减速垄13采用铸高强橡胶材质,橡胶材质具有优良的缓冲减震效能,可避免轮胎生硬地冲击造压机构2,良好的耐磨耐用性在长期使用过程中仍能保证韧性不断裂,可延长其使用寿命。进一步地,减速垄13内嵌铸钢,以适应各种车型,甚至能够在承受50t以上卡车的轮胎冲击而不损坏。
[0071] 为了使减速垄13在被轮胎下压后自行恢复,在气压管28与减速垄13的底部之间设置维持缓冲间距的弹簧25。该弹簧25在减速垄13被下压后处于压缩状态,当汽车驶离减速垄13以后,减速垄13在弹簧25的弹力作用下恢复至初始设定的高度,以等待下一次动作。本实施例中的减速垄13为梯形结构,且梯形结构的底部连接有活塞杆。
[0072] 气压管28由路面本体1表面向下延伸以连通造压机构2和蓄水机构的出水管5,气压管28的顶部可以是稍稍外露于路面本体1表面,也可以是与路面本体1表面平齐,以便于减速垄13下降至最低点。
[0073] 气压管28通过螺纹与出水管5连接,便于造压机构2整体更换和检修。
[0074] 活塞杆由减速垄13底部延伸至气压管28内,且活塞杆的底部连接有与气压管28内径相适应的活塞14。活塞14的特点在于反复变形和压缩做功,本实施例中采用有机胶代替普通橡胶,使得活塞14柔软且回弹性更好,延长活塞14的使用寿命。
[0075] 在压缩空气的过程中活塞14下压势能会对空气做功,瞬间产生大量的内能,一般性橡胶在高温作用下可能失去弹性,甚至转化为流态,从而丧失密封压气的作用,而有机硅胶的适用温度范围在-40℃~230℃,能够较好地解决活塞14摩擦升温的问题。
[0076] 活塞14在气压管28中上下活动以改变气压管28中的气压,并使出水管5中压强增大,便于喷水机构喷水。为了必要时候缓解空气压力,在气压管28的管壁设置径向扩展的凸起段。
[0077] 在一实施方式中,凸起段由气压管28的管壁多次折弯形成,凸起段与气压管28为一体结构。凸起段可以是径向间隔分布有多个,也可以是连续分布的一个。且在弯折部位,凸起段的内壁形成了置液槽。
[0078] 在另一实施方式中,如图5所示,凸起段可以是独立的一段,其直径大于气压管的直径,且凸起段的两端通过接管螺纹24与气压管28连接。可拆卸的连接方式便于对凸起段的维护和检修。
[0079] 凸起段独立为一段时,凸起段的接管螺纹24部位内部中空,以保持与气压管28相互贯通。凸起段内部位于气压管28径向范围外的部位可视为置液槽。
[0080] 在置液槽的槽面上连接有隔膜16,隔膜16的设置可隔离置液槽与气压管28的空间。隔膜16采用高分子聚合材料,在高压气体的挤压下呈现向外膨胀的趋势。
[0081] 置液槽中设有非牛顿流体15,并由隔膜16将其与气压管28内环境隔离。非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体,即其剪应力剪切应变率之间不是线性关系的流体。具体体现为在超过假塑型流体的应变速率的条件下,其粘度随应变速率急剧增加,反之则无明显变化;本实施例的非牛顿流体采用聚丙烯酰胺溶液,其真实粘度为其中,ηr为真实粘度(Pa·s),σ为应力大小(Pa),γ为应变速率(s-1),ηsp为表观粘度(Pa·s)。
[0082] 当汽车行驶速度较慢时,活塞杆带动活塞14向下运动的速度相对较慢,气压管28内的空气体积压缩,非牛顿流体15受到空气挤压产生一定量的变形,变形结果又扩大了气压管28内的储气空间,缓解了空气压力,实现对压入空气量的修正,此时造压机构对出水管5内的增压效果较小,喷水机构的喷水范围和喷水量也相应较小。
[0083] 当汽车行驶速度较快时,轮胎对梯形构造的造压机构2产生较大的冲击力,活塞14下压速度快,隔膜16受到较大速率的冲击荷载作用,此时非牛顿流体15的粘聚力急剧增大,所产生的压缩变形小,气体修正量小,管内气体压强高,使得出水管5内的压强大,喷水机构的喷水范围和喷水量也相应增大。
[0084] 进一步地,非牛顿流体15复原需要一定的时间,当车流量大时可长期处于压缩状态,此时管内气压修正达到最大值,单车补水量达到最小值,避免水资源不必要的浪费。补水降尘系统能够根据机动车车型、车速、车流量等因素自动调整喷雾量的大小,是实现系统的长期稳定运营的关键。
[0085] 本实施例的喷水机构设置在路面本体上,喷水机构沿多孔沥青路面的宽度方向设置有多个,且每个喷水机构包括导水管6以及喷头7。
[0086] 其中导水管6连通出水管5和喷头7。当出水管5内的压强因造压机构2的作用而增强后,水体进入喷水机构的导水管6中,并通过喷头7将导水管6中的水体喷洒至路面。
[0087] 导水管6应尽量连接在出水管5的底部,不仅能够具有较大的水压,且可最大程度上利用出水管5内部的水体,避免在蓄水腔4和出水管5底部形成“死水”;另一方面,出水管5内上部空气、下部水体的形式也有利于空气挤压水体进入导水管6。
[0088] 当出水管5的水位不足时,空气会经过导水管6直接压入喷头7,此时喷头7只喷出高压气体,以吹开阻塞多孔沥青路面连通孔隙的粉尘颗粒,保证其透水性,延长使用寿命。
[0089] 喷头7外露于路面本体1,且喷头7在道路的行车方向上位于造压机构2之后,故汽车轮胎先对造压机构2作用,使补水降尘系统达到喷水条件向路面喷洒水体,后汽车经过喷洒有水体的路面,达到降尘效果。
[0090] 如图6所示,为了便于喷头7的拆卸维护,设置喷头7通过接管螺纹24与导水管6连接,且喷头7包括喷管21、加压腔27、加压支管22和轭臂架23。
[0091] 具体地,导水管6内的水体流动进入喷管21中,喷管21延伸至路面本体1外,以便于对路面本体1的大范围喷水。喷管21的底部通过接管螺纹24与导水管6连接,图中C处所示方向即为进水方向。
[0092] 为了对喷管21内的水体进行结构加压,设置喷管21的直径由靠近导水管6一侧向远离导水管6一侧逐渐减小。喷管21的顶部出水孔的大小根据需要进行设置,例如可设置为0.1cm~1cm,以便于在所需空气压力、加水流量较小的情况下,产生较多的小雾滴。
[0093] 加压腔27环绕设置在喷管21的外周底部,且加压腔27与造压机构2的气压管28连接,在造压机构2向出水管5压入空气的同时也向加压腔27内压入气体,以提高加压腔27内部压强。
[0094] 具体地,在气压管28上连接有导气管26,该导气管26相当于气压管28的分支,导气管26的管径小于导水管6的管径,以降低水体雾化后的雾滴直径。且该导气管26向加压腔27方向延伸,并与加压腔27的进气口通过接管螺纹24连接,图中B处所示方向即为进气方向。
[0095] 加压腔27连接有多根加压支管22,加压支管22的另一端与喷管21的中部相连。中部应理解为位于喷管21两端头部位之间的位置。多根加压支管22的另一端可以连接在喷管21的同一部位,也可以连接在不同部位。本实施例中多根加压支管22的另一端连接在喷管上端的同一部位。
[0096] 且为了达到理想的雾滴直径,设置加压支管22的管径小于喷管21的管径。水体有导水管6进入喷管21,在加压支管22的辅助作用下形成高压水体,经过喷管21的出水孔后形成雾滴。
[0097] 由于喷管21为沿竖直方向设置,故喷管21所喷洒的水体趋向于竖直方向,该喷洒方向并不理想。故在喷管21的顶部设置溅水盘20,溅水盘20由金属制成,且溅水盘20的垂直投影形状为圆形,溅水盘20的外缘斜向下延伸,外缘为齿状。
[0098] 溅水盘20的设置将柱状水雾变成面状水雾,实现可向上直接喷水也可侧向面状喷水,图中A处所示方向即为出雾方向,显著增加路面本体1的湿润面积,提高补水效果且不会造成路面溢水。
[0099] 本实施例中的轭臂架23包裹喷管21、加压腔27和加压支管22,轭臂架23由厚壁金属制成,主要起到保护喷管21与加压支管22的作用,防止喷管21与加压支管22受外力挤压变形。
[0100] 如图7所示,为了达到较好的喷洒效果,喷头7应外露于路面本体1,至少应在路面本体1上设置一内凹槽,喷头7设置在该内凹槽内,以保证喷洒效果的同时避免汽车碾压损坏喷头7。
[0101] 本实施例中为了进一步提高对喷头7的保护,在喷头7上覆盖盖帽19,盖帽19凸出路面约0.5cm~1.5cm,采用金属材质制成,使用锚固拉筋固定在多孔沥青路面本体1上,且盖帽19采用半球形的蜂窝结构,可在不影响补水效果的情况下防止车轮直接冲击喷头,造成损坏;另一方面也可防止石子积聚在喷头7周侧影响其侧向补水效果。
[0102] 在道路的补水降尘中,加水喷头形成的雾滴的粒径越接近尘埃颗粒,越容易产生绕流作用,更易捕获扬尘。空气压力与形成的雾滴平均粒径的关系如图8所示,在一定范围内,空气压力越大,喷头所形成的雾滴平均粒径越小。
[0103] 喷头7的加水流量和扬尘(例如PM2.5、PM5、PM10)的排放率如图9所示,排放率可根据公式G(i)=mi/m进行计算,其中,i为道路扬尘中可吸入颗粒物的粒径分类,分以PM2.5、PM5、PM10这三类粒级为代表进行,G(i)为i类粒级的可吸入颗粒物的排放率(mg/kg),mi为i类粒级的可吸入颗粒物的排放量(mg),m为物料的总量(kg)。在一定范围内,喷头7的加水流量越大,扬尘的排放率越小。根据图8、图9所示可得,在空气压力为0.3MPa时,喷头7的加水流量控制在100mL以内,形成的雾滴对道路扬尘的捕获能力较大,降尘效果较好。
[0104] 本实施例的补水降尘系统的工作原理如下:
[0105] 外界降雨分别经过快速渗水层11和低速渗水层3的过滤进入蓄水腔4,待蓄水腔4内的水位达到一定程度后,自动推动止回阀12中的摇臂17打开阀瓣18,水体在自重作用下自然流入出水管5中。
[0106] 当汽车驶过,碾压造压机构2的减速垄13时,根据冲击力及碾压力的大小可以转化为活塞14压缩空气的快慢,在隔膜16内部的非牛顿流体15根据内部压强变化的快慢对压入空气量进行修正。
[0107] 修正后的空气压入出水管5,出水管5中的压强增大,增大后的压强使得阀瓣18自动闭合,断开蓄水腔4与出水管5的水流,出水管5内的水体因压力作用进入导水管6中,最后压入喷头7的喷管21内。
[0108] 造压机构2修正后的空气部分通过导气管26进入喷头7的加压腔27内,高压气体经加压支管22喷向喷管21。前后通入喷管21的液态水和高压空气在喷管21的出水孔处相遇,将液态水雾化,雾化形成的雾滴通过溅水盘20向多孔沥青路面本体1喷射,润湿路面本体1。
[0109] 汽车的车轮离开造压机构2后,驶入已增湿的沥青路面,实现降尘效果。与此同时造压机构2失去外界作用力在弹簧25的作用下复原,阀瓣18再次打开并且对出水管5自动补水,如此往复,从而达到补水降尘的目的,且车流量越大降尘效果越明显。
[0110] 本实施例的补水降尘系统的结构简单,设计巧妙,适用性强,具有补充地下水、减小路表径流、缓解城市雨水管网排水压力,提高路面抗滑性能和降低城市热岛效应等多重功能。
[0111] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0112] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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