CN101003962A - 雨水收集透水混凝土路面系统 - Google Patents

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Abstract

一种雨水收集透水混凝土路面系统，与侧边的绿化带相毗邻，其路面结构自下而上由大于10毫米的夯实土层、80－100毫米厚的普通混凝土基层、100－150厚的透水混凝土结构层和40－60毫米厚的透水混凝土面层复合而成，普通混凝土基层的上表面从路面一侧至另一侧有1/100～2/100的坡度，路面侧边沿路长方向埋设有集水槽，集水槽设有顶板，槽底低于普通混凝土基层坡底面，该集水槽与埋在绿化带下面的雨水收集池连通，雨水收集池的顶部有盖板，雨水收集池的底部有潜水泵，潜水泵的出口与管网连接，管网分布在绿化带内，该管网与地面上的喷水头连通。解决了混凝土路面既能达到承重强度要求，又能满足雨水渗透和收集的问题。

Description

雨水收集透水混凝土路面系统
(一).技术领域
本发明涉及一种雨水收集系统，特别是混凝土路面的雨水收集系统。
(二).背景技术
由于全球性气候变化和经济社会的快速发展，地下水的过度开采以及环境污染对可利用水源造成了很大破坏，人类正面临着大范围的缺水威胁，特别是在我国北方的广大地区，缺水情况尤为严重，并且正在成为制约经济发展和社会进步的瓶颈。雨水的利用是一项利国利民、且急需的一项系统技术。其中透水混凝土路面在我国虽然有所研究，但是迄今未见大范围应用于承重路面和与雨水回收利用工程相结合的报道。分析其原因，主要有以下三项技术难题：
1)、材料的制约。制备既满足路面强度、又能使雨水能透过的混凝土是一个技术难题，目前，美国、日本的透水混凝土强度只达到26.8Mpa，仅能用于步行道或广场路面。透水混凝土的强度和密实度是相互制约的两项技术性能，在现有的混凝土材料中，如果混凝土路面的密实度过大，则强度能达到要求，但透水性不好；如果混凝土路面的密实度过小，则透水性能达到要求，但却难以满足强度要求。上述技术难题迄今为止还未能很好地解决。
2)、路面结构有缺陷。现有透水路面常采用铺地砖的方法，雨水从砖缝渗入地下，渗入的雨水无法有效回收。
3)、缺乏系统成套构思。未能与雨水回收利用工程和水质净化技术相结合。
(三).发明内容
本发明的目的是提供一种雨水收集透水混凝土路面系统，主要解决使混凝土路面系统既能达到承重强度要求，又能满足雨水渗透和收集的技术问题；并解决制备一种既能满足路面强度、又能使透水系数达到0.2cm/s以上的透水混凝土的技术问题。
本发明的目的是这样实现的：这种雨水收集透水混凝土路面系统，路面与侧边的绿化带相毗邻，其特征在于：路面结构自下而上由大于10毫米的夯实土层、80-100毫米厚的普通混凝土基层、100-150厚的透水混凝土结构层和40-60毫米厚的透水混凝土面层复合而成，普通混凝土基层的上表面从路面一侧至另一侧有1/100～2/100的坡度，路面侧边沿路长方向埋设有集水槽，集水槽设有顶板，集水槽的槽底低于普通混凝土基层坡底，该集水槽与埋在绿化带下面的雨水收集池连通，雨水收集池的顶部有盖板，雨水收集池的底部有潜水泵，潜水泵的出口与管网连接，管网分布在绿化带内，该管网与地面上的喷水头连通。
(1)、透水混凝土结构层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥               295±8kg；
5～20mm大碎石      1112±30kg；
5～10mm小碎石      278±5kg；
粉煤灰             55±5kg；
矿渣粉             100±5kg；
水                 138±3kg；
减水剂             4.5±0.2kg；
(2)、透水混凝土面层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥              300±8kg；
5～10mm小碎石     1450±20kg；
粉煤灰            67±5kg；
矿粉              86±5kg；
水                141±3kg；
减水剂            5±0.2kg。
上述集水槽沿线可设置沉砂井。
上述集水槽的顶板下面，可间隔设有普通混凝土支撑块，普通混凝土支撑块支撑在普通混凝土基层上，间隔内的材料与透水混凝土结构层的材料相同。
上述集水槽的底面至雨水收集池可以有1/100～2/100的坡度。
另一种路面系统：上述普通混凝土基层的上表面从路面中央至路边侧有1/100～2/100的坡度，路边两侧均设有集水槽。
上述路面的边缘可有路缘石。
上述雨水收集池内可有水位计。
上述潜水泵可沉入雨水收集池底部凹槽内，雨水收集池底部有一与市政污水井连通的排污管，该排污管上有一排污止回阀。
上述雨水收集池壁可开有溢流孔，溢流孔连接有溢流管，溢流管与排污管连通。
上述雨水收集池外的管网中可连接出水止回阀。
本发明透水路面系统的工作过程：雨水自上而下透过透水面层和透水混凝土结构层，到达普通混凝土基层后，沿普通混凝土基层的坡度，汇集到路面侧边的沉砂井和集水槽中，再收集到雨水收集池，雨水收集池汇集的雨水通过其底部的潜水泵输送至绿化带底部的管网系统，从喷水头喷出，用于浇灌绿化带，也可经过净化，成为可以用来洗车的中水和生活杂用水。
本发明与现有传统技术相比具有的有益效果：本发明通过透水混凝土路面和管网系统，将降落的雨水收集、储存起来，用于浇灌绿化带，也可经过净化，成为可以用来洗车的中水和生活杂用水。透水路面使天然降水可以通过其透水性和管网系统进行收集，  也可改变基层，使雨水渗入下部土壤，因而对于地下水资源保护和补充起到有很显著的效益。因为城市市区硬化地面占城市区域面积很大的比例，用透水路面代替不透水硬化地面可以有效缓解硬化地面对于城市地下水资源的负面影响。
由于本发明具有独特的路面结构和材料配比，混凝土路面既能达到承重强度要求，又能满足透水性要求。经试点工程实测和检验，制成的透水混凝土28天抗压强度达到38Mpa以上，抗折强度达到5.7 Mpa，透水系数大于0.2(cm/s)，超过国外同类项目技术指标。路面的强度、透水系数、表面平整度和耐久性都达到优良指标。透水混凝土路面在热辐射作用下，吸收的能量使内部水分变为水汽，水分蒸发吸收大量的热量，使得地表温度和空气温度均得到降低，这是透水混凝土路面改善城市热环境的重要途径。测试表明透水路面的表面温度明显低于普通混凝土路面。
本发明的雨水收集和利用系统不仅可收集路面降水，适用于城市规划的道路、小区道路，同时也通过路面的管网系统收集屋顶降水，一个1万m2的住宅小区一年可以收集5000m3降水(雨水、雪水)。
(四).附图说明
图1是雨水收集透水混凝土路面系统的平面结构示意图；
图2是图1中雨水收集透水混凝土路面系统A朅剖面的结构示意图；
图3是雨水收集池的结构示意图；
图4是图1中B朆处的剖面结构放大示意图；
图5是图4中盖板下方的透水混凝土结构层的结构示意图。
图中：1-雨水收集池、2-路面、3-路缘石、4-喷水头、5-管网、6-潜水泵、7-绿化带、8-普通混凝土基层、9-夯实土层、10-透水混凝土面层、11-透水混凝土结构层、12-排污管、13-盖板、14-水位计、15-溢流管、16-排污止回阀、17-集水槽、18-顶板、19-出水止回阀、20-沉砂井、21-溢流孔、22-普通混凝土支撑块。
(五).具体实施方式
实施例一参见图1-5所示，这种雨水收集透水混凝土路面系统，路面2与侧边的绿化带7相毗邻，路面的边缘有路缘石3。其路面结构自下而上由大于10毫米的夯实土层9、80-100毫米厚的普通混凝土基层8、100-150厚的透水混凝土结构层11和40-60毫米厚的透水混凝土面层10复合而成，普通混凝土基层的上表面从路面一侧至另一侧有1/100～2/100的坡度，路面侧边沿路长方向埋设有集水槽17，集水槽设有顶板18，集水槽的槽底低于普通混凝土基层坡底面，该集水槽与埋在绿化带下面的雨水收集池1连通，雨水收集池的顶部有盖板13，雨水收集池的底部有潜水泵6，潜水泵的出口与管网5连接，管网分布在绿化带7内，该管网与地面上的喷水头4连通。
(1)、透水混凝土结构层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥P.O 42.5           295kg；
5～20mm大碎石          1112kg；
5～10mm小碎石          278kg；
粉煤灰I级              55kg；
矿渣粉S95              100kg；
水                     138kg；
减水剂WDN-7(萘系粉剂)  4.5kg；
(2)、透水混凝土面层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥              300kg；
5～10mm碎石       1450kg；
粉煤灰            67kg；
矿粉              86kg；
水(自来水)        141kg；
减水剂            5kg。
参见图1、图2，为防止堵塞，使雨水在集水槽内流动更通畅，上述集水槽17沿线可以设置沉砂井20，集水槽17经沉砂井20连接雨水收集池1，上述集水槽的底面至雨水收集池有1/100～2/100的坡度。
参见图3，雨水收集池1内有水位计14。上述潜水泵沉入雨水收集池底部凹槽内，雨水收集池底部有一与市政污水井连通的排污管12，该排污管上有一排污止回阀16。上述雨水收集池壁开有溢流孔21，溢流孔连接有溢流管15，溢流管与排污管12连通。上述雨水收集池外的管网5中连接出水止回阀19。
参见图4、图5，上述集水槽17的顶板18下面，间隔设有普通混凝土支撑块22，普通混凝土支撑块支撑在普通混凝土基层上，间隔内的材料与透水混凝土结构层的材料相同。这种结构既能收集雨水，又能保证路面上的抗压强度满足重型车辆的通行。
实施例二，在路面较宽的情况下，上述普通混凝土基层的上表面从路面中央至路边侧有1/100～2/100的坡度，路边两侧均设有集水槽，雨水分流至路两侧的收集管网中。

Claims (10)

1.一种雨水收集透水混凝土路面系统，路面与侧边的绿化带相毗邻，其特征在于：路面结构自下而上由大于10毫米的夯实土层、80-100毫米厚的普通混凝土基层、100-150厚的透水混凝土结构层和40-60毫米厚的透水混凝土面层复合而成，普通混凝土基层的上表面从路面一侧至另一侧有1/100～2/100的坡度，路面侧边沿路长方向埋设有集水槽，集水槽设有顶板，集水槽的槽底低于普通混凝土基层坡底，该集水槽与埋在绿化带下面的雨水收集池连通，雨水收集池的顶部有盖板，雨水收集池的底部有潜水泵，潜水泵的出口与管网连接，管网分布在绿化带内，该管网与地面上的喷水头连通；
(1)、透水混凝土结构层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥             295±8kg；
5～20mm大碎石    1112±30kg；
5～10mm小碎石    278±5kg；
粉煤灰           55±5kg；
矿渣粉           100±5kg；
水               138±3kg；
减水剂           4.5±0.2kg；
(2)、透水混凝土面层每立方米混凝土的重量配合比：
水泥             300±8kg；
5～10mm小碎石    1450±20kg；
粉煤灰           67±5kg；
矿粉             86±5kg；
水               141±3kg；
减水剂           5±0.2kg。
2.根据权利要求1所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述集水槽沿线设置沉砂井。
3.根据权利要求1所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述集水槽的顶板下面，间隔设有普通混凝土支撑块，普通混凝土支撑块支撑在普通混凝土基层上，间隔内的材料与透水混凝土结构层的材料相同。
4.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述集水槽的底面至雨水收集池有1/100～2/100的坡度。
5.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述普通混凝土基层的上表面从路面中央至路边侧有1/100～2/100的坡度，路边两侧均设有集水槽。
6.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述路面的边缘有路缘石。
7.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述雨水收集池内有水位计。
8.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述潜水泵沉入雨水收集池底部凹槽内，雨水收集池底部有一与市政污水井连通的排污管，该排污管上有一排污止回阀。
9.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述雨水收集池壁开有溢流孔，溢流孔连接有溢流管，溢流管与排污管连通。
10.根据权利要求1或2或3所述的雨水收集透水混凝土路面系统，其特征在于：上述雨水收集池外的管网中连接出水止回阀。
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