CN107503263A - 一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，属于集水排水、雨水截污处理技术控制领域。路面结构从中间至两侧依次包括机动车道、带有净水、滤水功能的路缘石、人行道、绿化带、调蓄储水池等，其中所述的人行道下方设置有双层人行道雨水收集临时储藏层，机动车道、路缘石、人行道的下方设置有渗水过滤层、除油层、水盐和重金属离子吸附层，路缘石、人行道及绿化带的下方设置有多个雨水储存模块，机动车道的下方设置有锥型集水槽，整个结构的最底端设置有透水砂层和砾石粗砂层。当路面有坡度时，整个结构优先与坡度的方向垂直。该结构通过对路面雨水的收集、净化、储存、截污、排放，实现了削峰调蓄、涵养绿化带与水生态修复的目标。

Description

一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路

技术领域

本发明属于集水排水、雨水截污处理技术控制领域，特别是涉及一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、滤水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

渗透性路面作为“生态排水”的一个重要方法，已经成为道路排水设计的一个重要组成部分。透水路面适用于人行道、机动车道、轻量级车道和各种体育场道路，以往透水路面工程并无统一标准，且路面透水、透气性不高，其中透水砼表面粗糙，承载能力低；透水砖靠毛细孔透水，时间长久易堵塞，用水泥砂或细石砼铺设不透水，承载力也较差，造价高；还有一些透水水泥路面采用预埋管架的方法，即先将塑料管架模具放入垫层上，灌入混凝土，待混凝土干燥后，管架模具设置的多个通孔则成为排水孔，采用这样的方法成本造价较高，施工时间长，而且由于装饰面层为不透水铺装材料，如果与管架法透水混凝土路面相结合，则无法起到透水效果，环保与美观无法兼顾。

随着城市化进程的发展，不可渗透地面的面积高速增长，导致污染物堆积，使得路面雨水中持有大量的污染物，在一些路面径流的研究表明，初期30％雨水径流中的污染负荷占整场降雨污染的70％，因此，初期雨水的截留与处理可有效控制径流带来的水体污染。目前，国内外对于雨水污染处理也有着不同的措施，国外大多是将雨水直接收集起来再利用，国内是将初期雨水直接引入污水处理厂，忽略了污水处理厂除污容量有限，多余污水未经处理直接排入自然水体。因此，有必要研制能够弥补这些方面不足的初期径流雨水截污处理装置，收集并净化城市路面的雨水，并用净化、过滤后的雨水涵养草坪，提高水资源的利用率。

发明内容

为了解决目前路面产生积水、对雨水净化积存调蓄、涵养绿化带等问题，本发明提供一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，能够在大雨到来之时，有效地克服现有城市排水管网系统不能解决雨水径流造成的水系污染和暴雨径流造成的内涝等问题，有助于改善地下水源和生态土壤环境，实现了集雨、截污、过滤、净水以及削峰调蓄、涵养绿化带的自动控制。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，道路结构从中间至两侧依次包括机动车道(6)、带有净水、滤水功能的路缘石(4)、人行道(1)、绿化带(25)和调蓄储水池(19)；所述的路缘石(4)设置为矩形空槽状，矩形空槽上部在靠近机动车道(6)一侧设置有机动车道雨水进水口(29)，矩形空槽内部自上而下依次设置有路缘石上部空腔雨水储水层(5)、渗水过滤层(10)、除油层(11)、水盐、重金属离子吸附层(12)和雨水储存模块(23)；机动车道(6)的下方、人行道雨水收集临时储藏层(3)的下方和路缘石(4)的矩形空槽内同时设置有渗水过滤层(10)；水盐、重金属离子吸附层(12)和种植土层(26)的下方设置有多个雨水储存模块(23)，同时在雨水储存模块(23)与调蓄储水池(19)相接处设置有多个雨水储存模块排水管(24)；机动车道(6)的下方设置有锥型集水槽(13)、集水槽垫层(14)、纵向排水管道(15)、水平集水管道(18)，集水槽垫层(14)与锥型集水槽(13)相接，相接处设置防水布(17)，集水槽垫层(14)位于锥型集水槽(13)下方，锥型集水槽(13)呈倒三角型，且锥型集水槽(13)和集水槽垫层(14)的底边宽度与机动车道(6)的宽度相同；锥型集水槽(13)中设置的纵向排水管道(15)连向城市管道，且在纵向排水管道(15)的下方设置管道垫层(16)；调蓄储水池(19)位于人行道(1)的旁侧，设置在绿化带(25)之间，调蓄储水池(19)侧壁一侧的下部设有与水平集水管道(18)连接的进水孔；透水砂层(27)设置在雨水储存模块(23)的下方，与集水槽垫层(14)相接；人行道(1)路面层的下方设置有双层人行道雨水收集临时储藏层(3)；透水混凝土(2)位于人行道(1)路面层的下方，并且将透水混凝土(2)填充在人行道雨水收集临时储藏层(3)之间；机动车道(6)的下方依次设置透水沥青路面(7)、机动车道找平层(9)、渗水过滤层(10)、除油层(11)和有水盐、重金属离子吸附层(12)，同时在透水沥青路面(7)中设置有机动车道雨水排水管(8)，且左右两端联通路缘石上部空腔雨水储水层(5)，且外表面形成有多个透水孔；在整个道路结构的最底端设置有砾石粗砂层(28)；当路面有坡度时，整个道路结构优先与坡度的方向垂直。

进一步地，所述的人行道(1)路面层采用透水砖铺设而成。

进一步地，所述的透水混凝土(2)优先采用混凝土制作而成，并在其内铺设有钢筋网架。

进一步地，所述的人行道雨水收集临时储藏层(3)材料采用级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水混凝土(2)。

进一步地，所述的路缘石(4)材质采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成，长度设置在150-180cm之间，宽度设置在25-35cm之间，超出机动车道(6)的部分高度设置在20-30cm之间。

进一步地，所述的机动车道(6)采用透水沥青路面(7)铺设而成。

进一步地，所述的机动车道雨水排水管(8)透水孔孔径约为 20-25mm，透水孔在机动车道雨水排水管(8)上优先均匀分布。

进一步地，所述的机动车道找平层(9)采用水泥砂浆、细石砼等材料混合制成。

进一步地，所述的渗水过滤层(10)孔隙率为25％-30％，透水系数为0 .30mm/s，厚度设置在24-30cm之间，粒径设置在25-30mm之间。

进一步地，所述的除油层(11)内填充的物质是除油粉CY-1和除油混凝剂CY-2的混合物，除油粉CY-1由天然矿物加工而成，颗料呈蜂窝状，而除油混凝剂CY-2是一种具有反乳化作用的无机高分子物质；除油层(11)的厚度设置在16-20cm之间。

进一步地，所述的水盐、重金属离子吸附层(12)内设置有吸附水盐、重金属离子的介质，包含有蒙脱石、高岭石或伊利石等物质，厚度设置在16-20cm之间。

进一步地，所述的纵向排水管道(15)的横断面呈圆形，其孔径为80-100cm。

进一步地，所述的管道垫层(16)的厚度为16-20cm。

进一步地，所述的雨水储存模块(23)在靠近机动车道(6)和调蓄储水池(19)的两侧铺设有防水布(17)，并在防水布(17)的外侧涂抹有防渗水泥层。

进一步地，所述的防水布(17)采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。

进一步地，所述的水平集水管道(18)的外表面有多个透水孔，呈均匀分布状，经雨水储存模块(23)流入透水砂层(27)中的雨水及流入锥型集水槽(13)中的雨水渗入水平集水管道(18)，透水孔的孔径约为20-25mm。

进一步地，所述的调蓄储水池(19)四周和底壁由高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，横断面为矩形，内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上。

进一步地，所述的调蓄储水池(19) 侧壁一侧的下部进水孔呈圆形，孔径约为80-100cm(即水平集水管道(18)的孔径)。

进一步地，所述的调蓄储水池(19)的底面与透水砂层(27)的底面处于同一高度。

进一步地，所述的抽水管(21)横断面呈圆形，其直径设置在2-4cm之间；与调蓄储水池(19)的顶盖呈垂直角度安装。

进一步地，所述的多个渗灌头(22) 位于调蓄储水池(19)上方，在水平杆上优先均匀分布，孔径为2-4cm。

进一步地，所述的雨水储存模块(23)的材质采用不锈钢板拼接而成，整体厚度设置在120-150cm之间，且优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。

本发明的有益效果：

本发明的有益效果是构造简单、受力性能好、加工简便、承载力强、质量稳定 ，该道路结构能够回收、储存并且过滤、净化雨水，有效吸附渗水中留有的水盐成分、重金属离子等物质，有利于植被正常生长，并有助于改善地下水源和生态土壤环境；同时收集的雨水能够被土壤、绿化带所吸收，有效解决路面积水的问题。该结构通过对路面雨水的收集、净化、储存、截污、排放，实现了削峰调蓄、涵养绿化带与水生态修复的目标，对“海绵城市”建设具有重要参考意义。

附图说明

下面结合附图对本发明中作进一步说明：

图1为本发明多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路的横断面示意图。

图2为带有坡度的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路的横断面示意图。

图3为一些所需荷载较大的硬质路面结构的横断面示意图(此类道路自行车、行人较多，路面所需的荷载较大，所以人行道的路面层不采用透水砖，可以采用透水混凝土或透水沥青路面等材料铺设而成)。

图中：1为人行道；2为透水混凝土；3为人行道雨水收集临时储藏层；4为路缘石；5为路缘石上部空腔雨水储水层；6为机动车道；7为透水沥青路面；8为机动车道雨水排水管；9为机动车道找平层；10为渗水过滤层；11为除油层；12为水盐、重金属离子吸附层；13为锥型集水槽；14为集水槽垫层；15为纵向排水管道；16为管道垫层；17为防水布；18为水平集水管道；19为调蓄储水池；20为水泵；21为抽水管；22为渗灌头；23为雨水储存模块；24为雨水储存模块排水管；25为绿化带；26为种植土层；27为透水砂层；28为砾石粗砂层；29为机动车道雨水进水口。

具体实施方式：

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

如图1所示，本发明结构从中间至两侧依次包括机动车道(6)、带有净水、滤水功能的路缘石(4)、人行道(1)、绿化带(25)和调蓄储水池(19)；在机动车道(6)靠近人行道(1)的两侧设置有带有净水、滤水功能的路缘石(4)，路缘石(4) 长度设置在150-180cm之间，宽度设置在25-35cm之间，超出机动车道(6)的部分高设置在20-30cm之间，路缘石(4)设置为矩形空槽状，矩形空槽上部在靠近机动车道(6)一侧设置有机动车道雨水进水口(29)，矩形空槽内部自上而下依次设置有路缘石上部空腔雨水储水层(5)、渗水过滤层(10)、除油层(11)、水盐、重金属离子吸附层(12)和雨水储存模块(23)；机动车道(6)的下方设置有透水沥青路面(7)、机动车道找平层(9)，同时在透水沥青路面(7)中设置有机动车道雨水排水管(8)，且左右两端联通路缘石上部空腔雨水储水层(5)，且外表面形成有多个透水孔；其中机动车道找平层(9)采用水泥砂浆、细石砼等材料混合制，机动车道雨水排水管(8)透水孔孔径为 20-25mm，透水孔在机动车道雨水排水管(8)上优先均匀分布；人行道(1)路面层采用质量较好、硬度较高的透水砖铺设而成，其下方设置有双层人行道雨水收集临时储藏层(3)收集雨水，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置，将透水混凝土(2)填充在人行道雨水收集临时储藏层(3)之间，双层人行道雨水收集临时储藏层(3)材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，透水混凝土(2)优先采用透水性较好的混凝土制作而成，并在其内铺设有钢筋网架，双层人行道雨水收集临时储藏层(3)的渗透能力大于透水混凝土(2)；机动车道(6)的下方、人行道雨水收集临时储藏层(3)的下方和路缘石(4)的矩形空槽内同时设置有渗水过滤层(10)，用于滤去雨水中含有的沙粒、石子等颗粒物质，其孔隙率为25％-30％，透水系数为0.30mm/s，厚度设置在24-30cm之间，粒径设置在25-30mm之间；同时在渗水过滤层(10)的下方设置有除油层(11)，其内设置有吸附油脂的物质，是除油粉CY-1和除油混凝剂CY-2的混合物，除油粉CY-1由天然矿物加工而成，颗料呈蜂窝状，对水中油性物质有极强吸附作用，而除油混凝剂CY-2是一种具有反乳化作用的无机高分子物质，它能使乳化于水中的油性物质聚集析出，两者相结合对含油污水的处理有非常好的效果，可有效地吸附渗水中留有的油类脂类等物质，除油层(11)的厚度设置在16-20cm之间；且在除油层(11)的下方设置有水盐、重金属离子吸附层(12)，其内设置有吸附水盐、重金属离子的介质，包含有蒙脱石、高岭石或伊利石等物质，可有效地吸附渗水中留有的水盐成分、重金属离子等物，厚度设置在16-20cm之间；同时在水盐、重金属离子吸附层(12)和种植土层(26)的下方设置有多个雨水储存模块(23)，材质采用不锈钢板拼接而成，整体厚度设置在120-150cm之间，且优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置，它可以有效地将上方层层过滤、净化后的雨水暂时储存起来；雨水储存模块(23)在靠近机动车道(6)和调蓄储水池(19)的两侧铺设有防水布料，防水布料采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，作两层复合而成，并在防水布料的外侧涂抹有防渗水泥层；从机动车道雨水进水口(29)和机动车道雨水排水管(8)进入到路缘石上部空腔雨水储水层(5)的雨水、人行道(1)上渗透进人行道雨水收集临时储藏层(3)中的雨水和绿化带(25)上渗透进种植土层(26)中的雨水经过层层过滤、净化后可流入雨水储存模块(23)，同时在雨水储存模块(23)与调蓄储水池(19)相接处设置有多个雨水储存模块排水管(24)，若干个横、纵成排，等间距布置，横断面呈圆形，孔径约为 8-10cm；同时在所述的机动车道(6)的下方设置有锥型集水槽(13)、集水槽垫层(14)、纵向排水管道(15)、水平集水管道(18)，集水槽垫层(14)与锥型集水槽(13)相接，相接处设置防水布(17)，采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成；集水槽垫层(14)位于锥型集水槽(13)下方，锥型集水槽(13)呈倒三角型，有助于雨水快速进入纵向排水管道(15)和水平集水管道(18)，且锥型集水槽(13)和集水槽垫层(14)的底边宽度与机动车道(6)的宽度相同；锥型集水槽(13)中设置的纵向排水管道(15)连向城市管道，且在纵向排水管道(15)的下方设置管道垫层(16)，纵向排水管道(15)的横断面呈圆形，其孔径为80-100cm，管道垫层(16)的厚度为16-20cm；调蓄储水池(19)侧壁一侧的下部设有与水平集水管道(18)连接的进水孔，呈圆形，孔径为80-100cm(即水平集水管道(18)的孔径)，水平集水管道(18)的外表面形成有多个透水孔，孔径为 20-25mm，优先均匀分布；调蓄储水池(19)位于人行道(1)的旁侧，设置在绿化带(25)之间，调蓄储水池(19)四周和底壁由高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，横断面为矩形，内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上；调蓄储水池(19)内的雨水可通过设置在调蓄储水池(19)中的水泵(20)、抽水管(21)和设置在调蓄储水池(19)上方的渗灌头(22)供种植土层(26)吸收以及涵养绿化带(25)；抽水管(21)横断面呈圆形，其直径设置在2-4cm之间，与调蓄储水池(19)的顶盖呈垂直角度安装；渗灌头(22) 位于调蓄储水池(19)上方，多个设置在水平杆上优先均匀分布，孔径为2-4cm；透水砂层(27)设置在雨水储存模块(23)的下方，与集水槽垫层(14)相接；调蓄储水池(19)的底面与透水砂层(27)的底面处于同一高度；在整个道路结构的最低端设置有砾石粗砂层(28)。

实施例2

如图2所示，当路面有坡度时，整个道路结构优先与坡度的方向垂直，结构与图1相同。

实施例3

如图3所示，本实施例同图1中的实施例在结构和原理上基本相同，不同之处在于本实施例所提出的路面结构一般适用于公园、学校、小区内的一些所需荷载较大的硬质道路，此类道路自行车、行人较多，路面所需的荷载较大，所以人行道的路面层不采用透水砖，可以采用透水混凝土或透水沥青路面等材料铺设而成，所述的路面结构也可作为公园、学校、小区内一些行车较多、荷载较大的道路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，道路结构从中间至两侧依次包括机动车道(6)、路缘石(4)、人行道(1)、绿化带(25)和调蓄储水池(19)，其特征在于：所述的路缘石(4)设置为矩形空槽状，矩形空槽上部在靠近机动车道(6)一侧设置有机动车道雨水进水口(29)，矩形空槽内部自上而下依次设置有路缘石上部空腔雨水储水层(5)、渗水过滤层(10)、除油层(11)、水盐、重金属离子吸附层(12)和雨水储存模块(23)；所述的机动车道(6)的下方、人行道雨水收集临时储藏层(3)的下方和路缘石(4)的矩形空槽内同时设置有渗水过滤层(10)；所述的水盐、重金属离子吸附层(12)和种植土层(26)的下方设置有多个雨水储存模块(23)，同时在雨水储存模块(23)与调蓄储水池(19)相接处设置有多个雨水储存模块排水管(24)；所述的机动车道(6)的下方设置有锥型集水槽(13)、集水槽垫层(14)、纵向排水管道(15)、水平集水管道(18)，集水槽垫层(14)与锥型集水槽(13)相接，相接处设置防水布(17)，集水槽垫层(14)位于锥型集水槽(13)下方，锥型集水槽(13)呈倒三角型，且锥型集水槽(13)和集水槽垫层(14)的底边宽度与机动车道(6)的宽度相同；所述的锥型集水槽(13)中设置的纵向排水管道(15)连向城市管道，且在纵向排水管道(15)的下方设置管道垫层(16)；所述的调蓄储水池(19)位于人行道(1)的旁侧，设置在绿化带(25)之间，调蓄储水池(19)侧壁一侧的下部设有与水平集水管道(18)连接的进水孔；所述的透水砂层(27)设置在雨水储存模块(23)的下方，与集水槽垫层(14)相接。

2.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的人行道(1)路面层的下方设置有双层人行道雨水收集临时储藏层(3)；所述的透水混凝土(2)位于人行道(1)路面层的下方，并且将透水混凝土(2)填充在人行道雨水收集临时储藏层(3)之间。

3.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的机动车道(6)的下方依次设置透水沥青路面(7)、机动车道找平层(9)、渗水过滤层(10)、除油层(11)和有水盐、重金属离子吸附层(12)，同时在透水沥青路面(7)中设置有机动车道雨水排水管(8)，且左右两端联通路缘石上部空腔雨水储水层(5)，且外表面形成有多个透水孔。

4.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：在整个道路结构的最底端设置有砾石粗砂层(28)。

5.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的调蓄储水池(19)横断面为矩形，内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上，调蓄储水池(19) 侧壁一侧的下部进水孔呈圆形，孔径约为80-100cm(即水平集水管道(18)的孔径)；所述的调蓄储水池(19)的底面与透水砂层(27)的底面处于同一高度；所述的抽水管(21)横断面呈圆形，其直径设置在2-4cm之间，与调蓄储水池(19)的顶盖呈垂直角度安装；所述的渗灌头(22) 位于调蓄储水池(19)上方，在水平杆上优先均匀分布，孔径约为2-4cm。

6.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的雨水储存模块(23)的材质采用不锈钢板拼接而成，整体厚度设置在120-150cm之间，且优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；所述的雨水储存模块(23)在靠近机动车道(6)和调蓄储水池(19)的两侧铺设有防水布(17)，并在防水布(17)的外侧涂抹有防渗水泥层。

7.根据权利要求4所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的防水布(17)采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。

8.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的人行道雨水收集临时储藏层(3)材料采用级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水混凝土(2)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。

9.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的渗水过滤层(10)孔隙率为25％-30％，透水系数为0 .30mm/s，厚度设置在24-30cm之间，粒径设置在25-30mm之间；所述的除油层(11)内填充的物质是除油粉CY-1和除油混凝剂CY-2的混合物，厚度设置在16-20cm之间；所述的水盐、重金属离子吸附层(12)内设置有吸附水盐、重金属离子的介质，包含有蒙脱石、高岭石或伊利石等物质，厚度设置在16-20cm之间；所述的管道垫层(16)的厚度为16-20cm。

10.根据权利要求1所述的多模块雨水收集净化及涵养绿化带的城市道路，其特征在于：所述的机动车道雨水排水管(8)透水孔孔径为20-25mm，透水孔在机动车道雨水排水管(8)上优先均匀分布；所述的纵向排水管道(15)的横断面呈圆形，其孔径为80-100cm；所述的水平集水管道(18)的外表面有多个透水孔呈均匀分布状，孔径为20-25mm；所述的雨水储存模块排水管(24)若干个横、纵成排，等间距布置，横断面呈圆形，孔径约为8-10cm。