CN105908588A

CN105908588A - 一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统

Info

Publication number: CN105908588A
Application number: CN201610237632.9A
Authority: CN
Inventors: 王俊岭; 秦全城; 徐怡; 张雅君; 冯萃敏; 许萍
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2016-08-31

Abstract

本发明涉及一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统，其特征在于，所述系统包括自下而上铺设的促渗层、碎石层以及透水层；所述促渗层包含若干个竖直方向上贯穿所述促渗层的促渗孔；所述促渗孔内填充卵石或碎石。本发明提供的透水性铺装系统适用于弱透水性土壤地区，具有很好的工程应用价值，可有效减少路面雨水聚集，减少洪涝灾害的发生，减少其对土壤及地下水的污染，改善水环境条件，减少径流污染带给污水处理厂的负荷，增加地下水的补给量，同时也是建设海绵城市的技术措施之一。

Description

一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统。

背景技术

目前，海绵城市的建设模式在我国正逐渐推广应用起来，应用这种理念可以有效缓解城市雨水内涝、水体污染加剧、水资源短缺等问题，并起到美化环境的作用。透水铺装作为一种低影响开发技术，同时也是建设海绵城市的技术措施之一，在城市雨洪管理控制方面具有重要作用，与传统道路相比，其在减小径流方面具有显著的效果，可将降雨渗透量由硬化场地的10～15％增加到75％以上，不仅可以大为降低地面径流量，削减洪峰，延长峰现时间，也避免了大量雨水污染河流、侵蚀河道；同时透水铺装对径流污染物具有一定的削减作用。透水铺装的共同特点是雨水可通过本身与铺装下基层相通的渗水路径渗入下部土壤，一方面要求铺装面层结构具有良好的透水性，另一方面基层也应有相应的透水性能。

在我国，透水铺装技术已经得到了广泛应用，在广大城市地区有着不错的应用效果，但是在渗水性弱的地区，比如城市所在地土壤类型为粘土，地基透水性弱，透水铺装在这种地区的实际应用效果并不好。

传统透水铺装系统在弱渗水土质地区的应用效果不好，缺点明显。一方面，如果直接铺设传统透水路面，由于地基透水性弱，导致补充地下水很少，发挥不出透水铺装的应用价值；另一方面，如果换填地基土壤，由于铺设面积体积过大，势必会延长工期，增加工程造价，导致铺设成本太高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种适用于弱渗水土质地区的新型透水铺装系统，其目的是让透水铺装技术更好的适用于弱渗水土质地区，强化雨水的入渗过程及入渗量，削减雨水径流水量，增加地下水的补充。

具体而言，本发明提供了一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统，所述系统包括自下而上铺设的促渗层、碎石层以及透水层。

所述促渗层包含若干个竖直方向上贯穿所述促渗层的促渗孔；所述促渗孔内填充卵石或碎石。在所述促渗孔内，卵石或碎石紧密堆积而形成竖直的管状结构。所述促渗孔在促渗层内均匀分布。所述促渗孔优选为圆柱体。

为了将雨水的渗透速度控制在合理的范围内，减少地面径流的同时确保透水铺装尤其是促渗层的稳定性，避免塌陷，所述促渗孔的横截面半径与促渗孔的间距之比优选为5～15：20～40；进一步优选所述促渗孔的横截面半径为50mm～150mm，促渗孔的间距为200～400mm。所述促渗孔的间距是指相邻两个促渗孔中心之间的连线。

为了对雨水的渗透速度进行进一步优化控制，与弱透水性土壤的性质及透水性能相协调，本发明所述卵石或碎石的级配优选为：26.5mm筛孔通过率100％，19mm筛孔通过率85～95％，13.2mm筛孔通过率65～80％，9.5mm筛孔通过率55～70％，4.75mm筛孔通过率55～70％，2.36mm筛孔通过率0～2.5％，0.075mm筛孔通过率0～2％。

为了确保所述促渗层结构的稳定性，所述促渗孔的内壁至少局部覆盖土工布，优选其内壁覆盖土工布，将填充的卵石或碎石与原土分隔开。

在实际应用中，所述促渗层的铺设方法为：在原土基层上打促渗孔，将卵石或碎石填充于所述促渗孔中即可。所得促渗层与其下方的土基层紧密相接。

本发明所述的促渗层结构铺设于土基层和级配砂砾碎石层之间，促渗层原为原土，其中均匀设置一定数量的促渗孔；促渗孔内填充卵石或碎石，促渗孔外为原土质。上述结构可以增大透水铺装本身的持水能力，让路面雨水径流下渗到透水铺装系统中并能储存；让渗下的雨水与土基层的接触面积增大，在相同的时间内增大下渗量；并且，采用紧密堆积、实体填充，地基强度不会减小，不影响工程结构。

为了实现各层之间的协同作用，综合控制透水效果的同时确保透水铺装系统的稳定性，所述促渗层、碎石层以及透水层的厚度之比为20～40：15～30：1～10；优选所述促渗层的厚度为200mm～400mm，所述碎石层的厚度为150mm～300mm，所述透水层的厚度为10mm～100mm。

为了提高所述透水铺装系统的综合透水效果，同时确保系统的稳定性，所述碎石层优选包括自下而上铺设的级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层。所述级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层的厚度之比为1～3：1～3。所述级配砂砾碎石层的厚度优选为150mm～250mm，或/和开级配水泥稳定碎石基层的厚度优选为150mm～250mm。作为一种优选方案，所述级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层的厚度均为150mm。所述开级配水泥稳定碎石基层的抗压强度不小于2.5Mpa，孔隙率不小于25％。

所述透水层可铺设透水砖、透水混凝土，透水沥青、透水网格或/和植草砖等可以实现透水功能的表层结构。

本发明提供的透水性铺装系统，各层之间协同作用，实现优异的透水效果，且结构稳定。由于下渗流量主要取决于流速和接触面积的大小；所述流速与土壤的渗透系数有关，由于没有改变原土质，故流速不变；所述接触面积可通过上述结构显著提高，与传统透水铺装路面的渗下的雨水只与土基层在水平上有接触面积相比，本发明所述铺装系统可保持透水铺装本身的持水能力，并使路面雨水径流能够下渗到透水铺装系统中，且可以使透水铺装与土基层的接触面积增大，在相同的时间内增大雨水在原土中的下渗量。

本发明进一步保护所述透水性铺装系统在弱透水性土壤地区的应用。所述弱透水性土壤的渗透系数小于0.001mm/s，如粉砂、粉土、粉质粘土、粘土等。所述透水铺装系统铺设于弱渗水性土壤基层之上，所述促渗层与所述土壤基层相邻。

本发明提供的透水铺装系统设计合理，不用换填原土质层，不改变原有透水铺装的结构，即可增大透水铺装本身的持水能力，让路面雨水径流能够下渗到透水铺装系统中，并容纳其中，减少了地面径流；并且使透水层与原土接触面增大，从而使渗下的雨水与土基层的接触面积增大，在相同的时间内增大下渗量。与传统透水铺装路面相比，所述透水铺装系统无论是在制作成本还是施工成本方面均相差不多，但在弱渗水土质地区的城市路面铺装问题上，该新型透水铺装系统要比传统透水路面功能更强大，具有很好的工程应用价值，可有效减少路面雨水聚集，减少洪涝灾害的发生，减少其对土壤及地下水的污染，改善水环境条件，减少了径流污染带给污水处理厂的负荷，特别是对弱透水土质地区，增加了地下水的补给量，该系统结构稳定，可长期使用，是建设海绵城市的技术措施之一。

附图说明

图1为实施例1所述透水性铺装系统的纵向剖面图；图中，1、土基层，2、促渗层，3、级配砂砾碎石层，4、碎石基层，5、透水层；

图2为实施例1所述促渗层2的平面图；图中，A、促渗孔；B、原土。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种透水性铺装系统，其纵向剖面图如图1所示；包括自下而上铺设于土基层1上方的促渗层2、级配砂砾碎石层3、碎石基层4以及透水层5；

所述土基层1为该地区弱透水性原土层，其中的土壤为弱渗水土壤(粉砂、粉土、粉质粘土或粘土)；

所述促渗层2的平面图如图2所示；所述促渗层厚200mm，其中均匀设置若干个竖直方向上贯穿所述促渗层的促渗孔A，所述促渗孔的直径为200mm，各促渗孔之间的间距(相邻两个促渗孔的中心的距离)为300mm；所述促渗孔外为原土B，所述促渗孔的内壁覆盖土工布，促渗孔的内部填充卵石或碎石；

所述卵石或碎石的级配具体为：26.5mm筛孔通过率100％，19mm筛孔通过率85～95％，13.2mm筛孔通过率65～80％，9.5mm筛孔通过率55～70％，4.75mm筛孔通过率55～70％，2.36mm筛孔通过率0～2.5％，0.075mm筛孔通过率0～2％；

所述级配砂砾碎石层3厚度为150mm，采用级配碎石进行铺设；

所述碎石基层4厚150mm，采用开级配水泥稳定碎石进行铺设，抗压强度不小于2.5Mpa，孔隙率不小于25％；

所述透水层1铺设一层透水砖，所述透水砖的长×宽×厚规格为240mm×120mm×60mm。

使用本实施例提供的透水性铺装系统后，在降雨时，雨水经过透水砖向下渗，经碎石基层、级配砂砾碎石层的空隙，雨水下渗到促渗层中的卵石管中，卵石管被雨水慢慢灌满；由于卵石管中的雨水与四周土质层均接触，接触面积很大，使得卵石管中的雨水缓慢渗入到四周土质层中；同时由于促渗层具有一定的厚度，因而有一定的持水能力。由于这种构造增大了雨水与土质的接触面积，经计算水与土质的接触面积可达普通透水铺装(不含有渗透层)的2～4倍，雨水下渗能力比传统透水铺装路面的要高出很多；同时，在雨水下渗过程中，由于透水铺装的过滤吸附作用，使得雨水得到净化，减轻了雨水对地下水的污染。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种适用于弱透水性土壤地区的透水铺装系统，其特征在于，所述系统包括自下而上铺设的促渗层、碎石层以及透水层；

所述促渗层包含若干个竖直方向上贯穿所述促渗层的促渗孔；所述促渗孔内填充卵石或碎石。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述促渗孔的横截面半径与促渗孔的间距之比为5～15：20～40；

优选所述促渗孔的横截面半径为50mm～150mm，促渗孔的间距为200～400mm。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述卵石或碎石的级配为：26.5mm筛孔通过率100％，19mm筛孔通过率85～95％，13.2mm筛孔通过率65～80％，9.5mm筛孔通过率55～70％，4.75mm筛孔通过率55～70％，2.36mm筛孔通过率0～2.5％，0.075mm筛孔通过率0～2％。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的系统，其特征在于，所述促渗孔的内壁至少局部覆盖土工布。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的系统，其特征在于，所述促渗层、碎石层以及透水层的厚度之比为20～40：15～30：1～10；

优选所述促渗层的厚度为200mm～400mm，所述碎石层的厚度为150mm～300mm，所述透水层的厚度为10mm～100mm。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的系统，其特征在于，所述碎石层包括自下而上铺设的级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层的厚度之比为1～3：1～3；

优选地，所述级配砂砾碎石层的厚度为150mm～250mm，或/和开级配水泥稳定碎石基层的厚度为150mm～250mm；

进一步优选所述级配砂砾碎石层和开级配水泥稳定碎石基层的厚度均为150mm。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的系统，其特征在于，所述透水层铺设透水砖、透水混凝土，透水沥青、透水网格或/和植草砖。

9.权利要求1～8任意一项所述的透水性铺装系统在弱渗水性土壤地区的应用，优选为在渗透系数小于0.001mm/s的弱渗水性土壤地区的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述透水铺装系统铺设于弱渗水性土壤基层之上；所述促渗层与所述土壤基层相邻。