CN107503264A - 一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面 - Google Patents
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Abstract
本发明一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，属于空气净化、降噪截污、集水排水、雨水过滤净化处理技术控制领域。路面结构从中间至两侧依次包括公路、路缘石、透水防滑面层、临时储水池和市政管网等，设置的透水泡沫混凝土、级配碎石层、水质净化层和无纺土工布层可对渗水进行有效过滤。当路面有坡度时，整个道路结构优先与坡度的方向垂直。本发明构造简单、受力性能好、渗透效果佳、铺设成本较低并且铺设工艺简单，该道路结构能够回收、储存并且过滤、净化雨水，有效解决路面积水的问题，而且净化空气，可有效改善北方冬季城市路面防冻胀性能差等问题，减少热岛效应，有效改善城市噪音污染，生态环保。
Description
技术领域
本发明属于空气净化、降噪截污、集水排水、雨水过滤净化处理技术控制领域，特别是涉及一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面。
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；海绵城市道路应该是能够及时消除路面积水，保护地下水资源，实现土地自由地呼吸。但是，随着工业的发展，汽车尾气及其他污染物也越发严重，对于人类的生活环境造成了严重影响，该问题未得到有效解决。
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，并且现有的路面防冻胀性能差，尤其在东北地区冬天容易导致地面的冻胀，严重的影响车辆的正常通行以及市容。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道路，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，本发明实现了集水、截污、过滤、净水以及灌溉功能的一体化，可以实现更有效率的蓄水，经济适用，施工简单。
发明内容
为了解决一些城市路面容易冻胀、路面汽车轮胎摩擦路面所产生噪音较大以及对雨水净化积存调蓄做的不够好等问题，本发明提供一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，有效地克服了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、暴雨径流造成的内涝、空气质量问题越发严重和冬季城市路面容易冻胀带来的安全隐患等问题。实现了集雨、截污、过滤、净水、削峰调蓄、空气净化、减少热岛效应、路面防冻以及降噪的自动控制。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，该路面结构从中间至两侧依次包括公路(1)、路缘石(4)、透水防滑面层(2)、临时储水池(19)和市政管网(22)；在公路(1)左右两侧分别设置矩形空槽状的路缘石(4)，矩形空槽上部在靠近公路(1)的一侧设置有路缘石雨水进水口(6)，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)、透水泡沫混凝土(12)、级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)；公路(1)和透水防滑面层(2)的下方设置有二氧化钛层(3)；二氧化钛层(3)下方的透水混凝土(7)中设置有降噪蓄水模块(9)，降噪蓄水模块(9)中填充有内置吸水填充芯(10)；降噪蓄水模块(9)的下方设置有抗冻层(8)；在公路(1)下面抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有公路雨水收集临时储藏层(11)，透水防滑面层(2)下方抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有人行道雨水收集临时储藏层(17)；在公路雨水收集临时储藏层(11)和人行道雨水收集临时储藏层(17)的下方同时设置有级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)；在级配碎石层(13)的下方设置有水质净化层(14)，同时在水质净化层(14)下方设置有无纺土工布层(15)，在无纺土工布层(15)下方还设置有防渗反滤层(16)，同时在防渗反滤层(16)的下方设置有多个雨水收集模块(18)；从路缘石雨水进水口(6)进入到路缘石上部空腔雨水储水层(5)的雨水、公路(1)上渗透进公路雨水收集临时储藏层(11)中的雨水和透水防滑面层(2)上渗透进人行道雨水收集临时储藏层(17)中的雨水经过过滤、截污、净化后可流入雨水收集模块(18)；在透水防滑面层(2)的外侧设置有临时储水池(19)，同时在雨水收集模块(18)靠近临时储水池(19)的一侧设置有排水管(23)，可将收集到雨水收集模块(18)中的雨水通过排水管(23)快速排进临时储水池(19)；在临时储水池(19)的外侧设置有市政管网(22)，临时储水池(19)通过设置的导水管(21)与市政管网(22)连通；临时储水池(19)内过滤、净化后的雨水可通过出水管(20)排出；同时在整个路面结构的最底端设置有砾石粗砂层(24) ；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，所述的透水防滑面层(2)优先采用砂砾与环氧树脂混合制成，砂砾为多边形结构。
进一步地，所述的二氧化钛层(3)优先采用纳米二氧化钛层，当阳光中的紫外线照射在二氧化钛层时，发生氧化还原反应，分解在空气中的有害气体。
进一步地，所述的路缘石(4)的材质优先采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成，长度设置在360-400cm之间，宽度设置在60-80cm之间；路缘石(4)超出公路(1)的部分高设置在25-35cm之间。
进一步地，所述的透水混凝土(7)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。
进一步地，所述的公路(1)和透水防滑面层(2)下方设置有抗冻层(8)，抗冻层(8)的材料为泡沫或细沙或炉渣，优先采用高强度PE聚乙烯泡沫板，并经过排水孔处理。
进一步地，所述的降雨时公路(1)和透水防滑面层(2)上的雨水通过二氧化钛层(3)渗入降噪蓄水模块(9)中储存起来，当降雨结束天气晴朗时，降噪蓄水模块(9)内储存的雨水通过路面蒸发。
进一步地，所述的降噪蓄水模块(9)均采用带孔不锈钢板制作而成，均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
进一步地，所述的内置吸水填充芯(10)优先采用过滤海绵制作而成。
进一步地，所述的公路雨水收集临时储藏层(11)的材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水泡沫混凝土(12)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
进一步地，所述的级配碎石层(13)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，级配碎石层(13)的孔隙率为30％-40％，透水系数为0.45mm/s。
进一步地，所述的砂石结构层或卵石结构层采用直径为 3.5-4.5cm、铺装厚度为30-40cm的砂石或卵石铺设而成。
进一步地，所述的水质净化层(14)由沸石填充而成，沸石粒径为 6-8mm，铺装厚度为30-40cm。
进一步地，所述的无纺土工布层(15)，优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，属于透水性土工合成材料，铺装厚度为30-40cm。
进一步地，所述的防渗反滤层(16)为防渗水泥或反滤土工布铺设而成，铺装厚度为30-40cm。
进一步地，所述的雨水收集模块(18)的材质采用不锈钢板拼接而成；防渗反滤层(16)下方设置的雨水收集模块(18)的整体厚度设置在150-170cm之间，并且雨水收集模块(18)均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
进一步地，所述的人行道雨水收集临时储藏层(17) 的材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水泡沫混凝土(12)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
进一步地，所述的雨水收集模块(18)在靠近临时储水池(19)的侧面和与砾石粗砂层(24)相接处的底面均铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护。
进一步地，所述的防水布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，所述的临时储水池(19)的四周和底壁均采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，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，所述的出水管(20)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间。
进一步地，所述的导水管(21)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置。
进一步地，所述的排水管(23)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置。
进一步地，所述的导水管(21)、排水管(23)与临时储水池(19)的侧壁呈垂直角度安装。
本发明的有益效果：
本发明构造简单、受力性能好、渗透效果佳、铺设成本较低并且铺设工艺简单，该道路结构能够回收、储存并且过滤、净化雨水，有效解决路面积水的问题，而且净化空气，可有效改善北方冬季城市路面防冻胀性能差等问题，减少热岛效应，有效改善城市噪音污染，生态环保。
具体实施方式。
附图说明
下面结合附图对本发明中作进一步说明。
图1为具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面的横断面示意图。
图2为带有坡度的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面的横断面示意图。
图3为公园中一些所需荷载较小的硬质路面结构的横断面示意图(此类道路自行车、行人较少，所以路面所需的荷载较小，而且公园中空气质量相对较好，所以路面可以采用质量较好、硬度较高的透水砖铺设而成)。
图中：1为公路；2为透水防滑面层；3为二氧化钛层；4为路缘石；5为路缘石上部空腔雨水储水层；6为路缘石雨水进水口；7为透水混凝土；8为抗冻层；9为降噪蓄水模块；10为内置吸水填充芯；11为公路雨水收集临时储藏层；12为透水泡沫混凝土；13为级配碎石层；14为水质净化层；15为无纺土工布层；16为防渗反滤层；17为人行道雨水收集临时储藏层；18为雨水收集模块；19为临时储水池；20为出水管；21为导水管；22为市政管网；23为排水管；24为砾石粗砂层。
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1-3所示，本发明路面结构从中间至两侧依次包括公路(1)、路缘石(4)、透水防滑面层(2)、临时储水池(19)和市政管网(22)；在公路(1)左右两侧分别设置矩形空槽状的路缘石(4)，路缘石(4)的材质优先采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成，长度设置在360-400cm之间，宽度设置在60-80cm之间；路缘石(4)超出公路(1)的部分高设置在25-35cm之间；矩形空槽上部在靠近公路(1)的一侧设置有路缘石雨水进水口(6)，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)、透水泡沫混凝土(12)、级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)；公路(1)和透水防滑面层(2)的下方设置有二氧化钛层(3)；透水防滑面层(2)优先采用砂砾与环氧树脂混合制成，砂砾为多边形结构，二氧化钛层(3)优先采用纳米二氧化钛层，当阳光中的紫外线照射在二氧化钛层时，发生氧化还原反应，分解在空气中的有害气体；二氧化钛层(3)下方的透水混凝土(7)中设置有降噪蓄水模块(9)，降噪蓄水模块(9)均采用带孔不锈钢板制作而成，均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；降噪蓄水模块(9)中填充有内置吸水填充芯(10)，内置吸水填充芯(10)优先采用过滤海绵制作而成；透水混凝土(7)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；降噪蓄水模块(9)的下方设置有抗冻层(8)；抗冻层(8)的材料为泡沫或细沙或炉渣，优先采用高强度PE聚乙烯泡沫板，并经过排水孔处理；降雨时公路(1)和透水防滑面层(2)上的雨水通过二氧化钛层(3)渗入降噪蓄水模块(9)中储存起来，当降雨结束天气晴朗时，降噪蓄水模块(9)内储存的雨水通过路面蒸发；在公路(1)下面抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有公路雨水收集临时储藏层(11)，公路雨水收集临时储藏层(11)的材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水泡沫混凝土(12)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；透水防滑面层(2)下方抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有人行道雨水收集临时储藏层(17)；在公路雨水收集临时储藏层(11)和人行道雨水收集临时储藏层(17)的下方同时设置有级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)；在级配碎石层(13)的下方设置有水质净化层(14)，同时在水质净化层(14)下方设置有无纺土工布层(15)，在无纺土工布层(15)下方还设置有防渗反滤层(16)，同时在防渗反滤层(16)的下方设置有多个雨水收集模块(18)；级配碎石层(13)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，级配碎石层(13)的孔隙率为30％-40％，透水系数为0.45mm/s；砂石结构层或卵石结构层采用直径为 3.5-4.5cm、铺装厚度为30-40cm的砂石或卵石铺设而成；水质净化层(14)由沸石填充而成，沸石粒径为 6-8mm，铺装厚度为30-40cm；无纺土工布层(15)，优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，属于透水性土工合成材料，铺装厚度为30-40cm；防渗反滤层(16)为防渗水泥或反滤土工布铺设而成，铺装厚度为30-40cm；从路缘石雨水进水口(6)进入到路缘石上部空腔雨水储水层(5)的雨水、公路(1)上渗透进公路雨水收集临时储藏层(11)中的雨水和透水防滑面层(2)上渗透进人行道雨水收集临时储藏层(17)中的雨水经过过滤、截污、净化后可流入雨水收集模块(18)；雨水收集模块(18)的材质采用不锈钢板拼接而成；防渗反滤层(16)下方设置的雨水收集模块(18)的整体厚度设置在150-170cm之间，并且雨水收集模块(18)均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；在透水防滑面层(2)的外侧设置有临时储水池(19)，同时在雨水收集模块(18)靠近临时储水池(19)的一侧设置有排水管(23)，可将收集到雨水收集模块(18)中的雨水通过排水管(23)快速排进临时储水池(19)；雨水收集模块(18)在靠近临时储水池(19)的侧面和与砾石粗砂层(24)相接处的底面均铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护，防水布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；在临时储水池(19)的外侧设置有市政管网(22)，临时储水池(19)通过设置的导水管(21)与市政管网(22)连通；临时储水池(19)内过滤、净化后的雨水可通过出水管(20)排出；临时储水池(19)的四周和底壁均采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，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；出水管(20)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间；导水管(21)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置；排水管(23)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置；导水管(21)、排水管(23)与临时储水池(19)的侧壁呈垂直角度安装；同时在整个路面结构的最底端设置有砾石粗砂层(24) 。
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。
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中一些所需荷载较小的硬质道路，此类道路汽车、自行车、摩托车、行人较少，所以路面所需的荷载较小，而且公园中空气质量相对较好，所以路面可以采用质量较好、硬度较高的透水砖铺设而成，所述的路面结构也可作为公园中一些行车较少、荷载较小的道路。
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)
1.一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，该路面结构从中间至两侧依次包括公路(1)、路缘石(4)、透水防滑面层(2)、临时储水池(19)和市政管网(22)，其特征在于：公路(1)和透水防滑面层(2)的下方设置有二氧化钛层(3)；二氧化钛层(3)下方的透水混凝土(7)中设置有降噪蓄水模块(9)，降噪蓄水模块(9)中填充有内置吸水填充芯(10)；降噪蓄水模块(9)的下方设置有抗冻层(8)；在公路(1)下面抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有公路雨水收集临时储藏层(11)，透水防滑面层(2)下方抗冻层(8)下方的透水泡沫混凝土(12)中设置有人行道雨水收集临时储藏层(17)；在公路雨水收集临时储藏层(11)和人行道雨水收集临时储藏层(17)的下方依次设置有级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)；同时在防渗反滤层(16)的下方设置有多个雨水收集模块(18)；在透水防滑面层(2)的外侧设置有临时储水池(19)，同时在雨水收集模块(18)靠近临时储水池(19)的一侧设置有排水管(23)；在临时储水池(19)的外侧设置有市政管网(22)，临时储水池(19)通过设置的导水管(21)与市政管网(22)连通，临时储水池(19)内过滤、净化后的雨水可通过出水管(20)排出；所述的导水管(21)、排水管(23)与临时储水池(19)的侧壁呈垂直角度；同时在整个路面结构的最底端设置有砾石粗砂层(24)。
2.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的公路(1)左右两侧分别设置矩形空槽状的路缘石(4)，矩形空槽上部在靠近公路(1)的一侧设置有路缘石雨水进水口(6)，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)、透水泡沫混凝土(12)、级配碎石层(13)、水质净化层(14)、无纺土工布层(15)和防渗反滤层(16)。
3.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的二氧化钛层(3)优先采用纳米二氧化钛层。
4.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的抗冻层(8)材料为泡沫或细沙或炉渣，优先采用高强度PE聚乙烯泡沫板，并经过排水孔处理。
5.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的降噪蓄水模块(9)均采用带孔不锈钢板制作而成，均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
6.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的内置吸水填充芯(10)优先采用过滤海绵制作而成。
7. 根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的公路雨水收集临时储藏层(11)的材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水泡沫混凝土(12)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；所述的级配碎石层(13)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，级配碎石层(13)的孔隙率为30％-40％，透水系数为0.45mm/s；所述的水质净化层(14)由沸石填充而成，沸石粒径为 6-8mm，铺装厚度为30-40cm；所述的无纺土工布层(15)，优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，属于透水性土工合成材料，铺装厚度为30-40cm；所述的防渗反滤层(16)为防渗水泥或反滤土工布铺设而成，铺装厚度为30-40cm；所述的人行道雨水收集临时储藏层(17) 的材料采用质量较好的级配碎石或陶粒，其渗透能力大于透水泡沫混凝土(12)，优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。
8.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的雨水收集模块(18)的材质采用不锈钢板拼接而成；防渗反滤层(16)下方设置的雨水收集模块(18)的整体厚度设置在150-170cm之间，并且雨水收集模块(18)均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置；所述的雨水收集模块(18)在靠近临时储水池(19)的侧面和与砾石粗砂层(24)相接处的底面均铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护。
9.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的临时储水池(19)的四周和底壁均采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，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。
10.根据权利要求1所述的具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面，其特征在于：所述的出水管(20)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间；所述的导水管(21)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置；所述的排水管(23)的横断面呈圆形，其直径设置在6-10cm之间，并且纵向成排，等间距布置。
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| CN201710780945.3A CN107503264A (zh) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | 一种具有净化空气、防冻胀功能的雨水收集生态透水路面 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108118578A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-05 | 浙江绣山园林建设有限公司 | 一种透水路面结构及其铺装方法 |
| CN111742636A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-10-09 | 杭州聚和土地规划设计有限公司 | 一种用于盐田的洗盐处理系统及方法 |
| CN117468297A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-01-30 | 中国石油大学(华东) | 一种地面水体油类污物处理系统 |
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2017
- 2017-09-01 CN CN201710780945.3A patent/CN107503264A/zh not_active Withdrawn
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