CN108301280B - 一种透水铺装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种透水铺装结构，包括：由下至上依次贴合的填料层和结构透水砖；填料层包括由下至上依次贴合的透水混凝土、透水土工布和找平层，结构透水砖与找平层贴合；透水混凝土中嵌设有导流管架，导流管架包括多个导流立管构件；导流立管构件包括导流立管，导流立管垂直贯穿透水混凝土；结构透水砖包括：由下至上依次设置的蓄水空腔和多个变径导流体；变径导流体的上端与结构透水砖的上表面平齐并连通，下端与蓄水空腔连通；蓄水空腔下端与结构透水砖的下表面平齐，并与导流立管连通。本发明可有效降低透水铺装结构的堵塞频率，提高抗压强度，防止冬季冻融问题，提高雨水径流渗透量和渗透效率、缓解城市热岛效应等。

Description

一种透水铺装结构
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种透水铺装结构。
背景技术
随着经济的快速增长，城市化建设进程加快，城市下垫面不断被建筑物及各种不透水垫面所覆盖，使降水无法渗入土地并隔绝水汽热能交换，导致城市内涝加剧、水资源匮乏及热岛效应显著发生。针对城市化过程中面临的上述突出问题，透水铺装技术得到了快速发展和大规模工程应用，透水铺装材料目前主要有两种分类方法，按照面层透水铺装的材料类型分为：透水砖、透水混凝土和透水沥青，按照构造分为:半透水和全透水。
其中，利用砖体材料本身的空隙结构透水的透水砖是目前应用最广泛的透水铺装技术之一，但目前在实际工程应中存在以下突出问题:一、容易堵塞，大气沉降和地面交通带来的沉积物、路面污染形成的有机物、油污等极易堵塞透水空隙，使得透水砖的透水性能下降，甚至丧失透水功能。二、抗冻融性能差，无论挤压成型还是烧结成型的透水砖，在北方城市冬季受融雪径流的冻融影响，使得透水砖砖体强度下降，导致砖体表面破裂，从而影响其使用寿命。三、抗压强度偏低，由于传统透水砖体本身的空隙结构，使得透水砖的抗压强度远远低于不透水砖的抗压强度，在工程应用方面受到限制。
发明内容
为了解决目前利用砖体材料本身的空隙结构透水的透水砖具有容易堵塞、抗冻融性能差以及抗压强度偏低的缺点，本发明提供了一种透水铺装结构，包括：由下至上依次贴合的填料层和结构透水砖；填料层包括由下至上依次贴合的透水混凝土、透水土工布和找平层，结构透水砖与找平层贴合；透水混凝土中嵌设有导流管架，导流管架包括多个导流立管构件；导流立管构件包括导流立管，导流立管垂直贯穿透水混凝土；结构透水砖包括：由下至上依次设置的蓄水空腔和多个变径导流体；变径导流体的上端与结构透水砖的上表面平齐并连通，下端与蓄水空腔连通；蓄水空腔下端与结构透水砖的下表面平齐，并与导流立管连通。
优选地，结构透水砖为不透水材质。
优选地，结构透水砖还包括：竖向肋，竖向肋为结构透水砖侧面上，垂直于结构透水砖的底面，且向结构透水砖外部凸起的条状；结构透水砖的每个侧面设有至少一条竖向肋。
优选地，填料层还包括：由下至上依次贴合的素土夯实层和砾石层，砾石层与透水混凝土的下表面贴合。
优选地，导流立管构件还包括：连接柱、榫和卯；导流立管包括导流外管和导流内管；连接柱一端和导流外管的侧壁固定连接，另一端和导流内管的侧壁固定连接；连接柱分别与榫和卯垂直固定连接。
优选地，每个导流立管构件的导流外管套设于水平相邻的导流立管构件的导流内管的外壁外部，每个导流立管构件的榫插入垂直相邻的导流立管构件的卯内部。
优选地，变径导流体为穿孔管，变径导流体的截面由上至下逐步变大，变径导流体上端开口直径为6-10mm、下端开口直径为8-12mm，变径导流体高度为4-6cm。
优选地，蓄水空腔为穿孔管，蓄水空腔的截面由上至下逐步变大，蓄水空腔上表面直径为65-75mm、下表面直径为85-95mm，所述蓄水空腔上端的截面积大于与其上表面连通的多个所述变径导流体的下端截面积之和，蓄水空腔高度为6-8cm，蓄水空腔的下表面直径大于导流立管的横截面直径。
优选地，砾石层高度为300-400mm，砾石层中的砾石粒径为10-20mm；透水土工布高度为100-150mm。
优选地，导流立管上端面贴合有过滤网；导流内管的高度为100-150mm，导流内管的直径为45-55mm。
本发明提供了一种透水铺装结构，该结构中采用的结构透水砖为不透水材质，利用结构透水砖的变径导流体和蓄水空腔，将地表径流导入透水混凝土层，然后渗透进入下层砾石层、土壤中；同时，在透水混凝土层中贯穿设置导流立管，将导流立管与蓄水空腔连通，在超过土壤或砾石层渗透能力时，蓄水空腔和导流立管还可蓄存部分雨水径流，在降雨结束后又可将储存的雨水渗透释放，本发明可有效降低透水铺装结构的堵塞频率，提高抗压强度，防止冬季冻融问题，提高雨水径流渗透量和渗透效率、缓解城市热岛效应等。
附图说明
图1为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的结构侧视图；
图2为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的结构透水砖示意图；
图3为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的导流管架单体示意图；
图4为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的导流管架组装示意图；
其中：
1.素土夯实层 2.砾石层 3.透水混凝土
4.透水土工布 5.找平层 6.结构透水砖
7.导流立管 8.蓄水空腔 9.变径导流体
10.竖向肋 11.榫 12.卯
13.导流内管 14.导流外管 15.连接柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
利用砖体材料本身的空隙结构透水的透水砖是目前应用最广泛的透水铺装技术之一，但目前在实际工程应中存在以下突出问题:一、容易堵塞，大气沉降和地面交通带来的沉积物、路面污染形成的有机物、油污等极易堵塞透水空隙，使得透水砖的透水性能下降，甚至丧失透水功能。二、抗冻融性能差，无论挤压成型还是烧结成型的透水砖，在北方城市冬季受融雪径流的冻融影响，使得透水砖砖体强度下降，导致砖体表面破裂，从而影响其使用寿命。三、抗压强度偏低，由于传统透水砖体本身的空隙结构，使得透水砖的抗压强度远远低于不透水砖的抗压强度，在工程应用方面受到限制。
图1为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的结构侧视图，如图1所示，本发明提供了一种透水铺装结构，包括：由下至上依次贴合的填料层和结构透水砖6；填料层包括由下至上依次贴合的透水混凝土3、透水土工布4和找平层5，结构透水砖6与找平层5贴合；透水混凝土3中嵌设有导流管架，导流管架包括多个导流立管构件；导流立管构件包括导流立管7，导流立管7垂直贯穿透水混凝土3；结构透水砖6包括：由下至上依次设置的蓄水空腔8和多个变径导流体9；变径导流体9的上端与结构透水砖6的上表面平齐并连通，下端与蓄水空腔8连通；蓄水空腔8下端与结构透水砖6的下表面平齐，并与导流立管7连通。
其中，透水混凝土又称多孔混凝土，无砂混凝土或透水地坪。透水混凝土是由骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料。透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔。透水混凝土是一种能让雨水流入地下，有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等的一些城市环境问题，并能有效消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；同时，是保护地下水，维护生态平衡，能缓解城市热导效应的优良的辅助材料。
具体地，本透水铺装结构包括：填料层、导流管架和结构透水砖6；其中，填料层作为本透水铺装结构与地面接触的基底，设于结构透水砖6的下方；填料层包括透水混凝土3，结构透水砖6的下表面压在透水混凝土3的上表面上；在透水混凝土3中垂直贯穿多个导流立管7；结构透水砖6的砖体中，下部设有蓄水空腔8，上部设有多个变径导流体9，蓄水空腔8和变径导流体9为穿孔管，变径导流体9上端与结构透水砖6的上表面平齐，下端与蓄水空腔8连通，蓄水下端与结构透水砖6的下表面平齐，并与导流立管7连通。
由此，雨水落到结构透水砖6表面时，通过多个变径导流孔9流入蓄水空腔8，再从蓄水空腔8流入导流立管7或通过找平层5渗入透水混凝土3，导水速率远远大于普通透水砖的透水速率，蓄水空腔8增加了雨水与找平层5的接触面积，可以提高渗水速率；当雨量增大，雨水下渗不及时，雨水进入导流立管7中，即可临时储存雨水，又可在雨停后向砾石层2中渗水。
进一步地，结构透水砖6可利用建筑垃圾、尾矿料、石材加工尾料和废料以及石粉、垃圾焚烧料加工而成，能够实现建筑弃土的有效利用，减少土地的占用，节省天然资源，又可以制造可用材料。
本发明透水性能好，渗透速率高；可临时存储雨水，增大排水容量，可有效降低透水铺装结构的堵塞频率，防止冬季冻融问题，提高雨水径流渗透量和渗透效率、缓解城市热岛效应。
基于上述实施例，图2为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的结构透水砖6示意图，如图2所示，结构透水砖6还包括：竖向肋，结构透水砖6的每个侧面设有2条竖向凸起的直径为20mm的肋；竖向肋垂直于结构透水砖6的底面；竖向肋为结构透水砖6侧面上，向结构透水砖6外部方向的条状凸起。竖向肋使得本透水铺装结构铺设时，相邻两块结构透水砖6之间保持相同的距离，使得本透水铺装结构铺设整齐；且部分雨水从竖向肋的间隙中流入找平层5并渗入透水混凝土3，加快雨水渗透效率。
本实施例中，结构透水砖6可选用基本尺寸为250mm×250mm×120mm的砖体。
基于上述实施例，如图1所示，填料层还包括：由下至上依次贴合的素土夯实层1和砾石层2，砾石层2与透水混凝土3的下表面贴合。
其中，透水土工布又称透水土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。透水土工布具有透水性好、强力高、耐腐蚀、抗微生物性好等优点。
具体地，填料层的找平层5下方，由上至下还依次设有透水土工布4、透水混凝土3、砾石层2和素土夯实层1；将透水土工布4设于找平层5和透水混凝土3之间，并分别与找平层5和透水混凝土3贴合；透水混凝土3中的雨水渗透入砾石层2中，再从砾石层2中向下渗透进入素土夯实层1。素土夯实层1将基地的土壤进行夯实加固，在素土夯实层1上面铺设砾石层2，通过砾石层2加固本透水铺装结构。
由上至下采用结构透水砖6、找平层5、导流立管7、透水混凝土3和砾石层2的结构顺序，可保证整个铺装的透水性能优良，保证面层砖铺设的平整，IE保证结构的稳固性，以及增强结构的抗压能力。
基于上述实施例，图3为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的导流管架单体示意图，如图3所示，导流立管构件还包括：连接柱15、榫11和卯12；导流立管7包括导流外管14和导流内管13，连接柱15一端和导流外管14连接，另一端和导流内管13连接；连接柱15分别与榫11和卯12垂直固定连接。
具体地，每组导流立管构件还包括导流外管14和导流内管13，导流外管14和导流内管13之间通过连接柱15固定连接，连接柱15一端和导流外管14连接，另一端和导流内管13连接。垂直于连接柱15方向上，和连接柱15垂直固定练级有榫11和卯12。
进一步地，图4为根据本发明一个优选实施例的一种透水铺装结构的导流管架组装示意图，如图4所示，每个导流立管构件的导流外管14套设于水平相邻的导流立管构件的导流内管13的外壁外部，每个导流立管构件的榫11插入垂直相邻的导流立管构件的卯12内部，每个导流立管构件的卯12套于垂直相邻的导流立管构件的榫11外部。
其中，榫11和卯12的尺寸需要互相配合，使得卯12能插入榫11；导流外管14直径应略大于导流内管13，使得导流外管14能套设于导流内管13的外壁外部。
由此，将多组导流立管构件形成稳固的导流管架，再将导流管架嵌设于透水混凝体中。
基于上述实施例，如图2所示，结构透水砖6为不透水材质；变径导流体9的截面由上至下逐步变大，变径导流体9的截面为圆形、椭圆形或方形；变径导流体9上端开口直径为6-10mm，下端开口直径为8-12mm；变径导流体9高度为4-6cm。
具体地，本透水铺装结构中，采用的结构透水砖6为不透水材料；使得本透水铺装结构利用其结构特点进行透水。其中，多个变径导流体9均匀分部与蓄水空腔8的上表面，每个变径导流体9的截面由上至下逐步变大，上端开口直径为6-10mm，下端开口直径为8-12mm，变径导流体9高度为4-6cm。
进一步地，为了各区域导流效果均衡，多个变径导流体9可均匀地分布于蓄水空腔8的上表面上。
进一步的，变径导流体9的截面形状并不局限，可为圆形、椭圆形或方形，可依据实际情况进行设计和制造。
基于上述实施例，如图2所示，蓄水空腔8的截面由上至下逐步变大，蓄水空腔8的截面为圆形、椭圆形或方形，蓄水空腔8上表面直径为65-75mm，下表面直径为85-95mm；所述蓄水空腔8上端的截面积大于与其上表面连通的多个所述变径导流体9的下端截面积之和；蓄水空腔8高度为6-8cm；蓄水空腔8直径大于导流立管7。
具体地，蓄水空腔8的截面也由上至下逐步变大，蓄水空腔8的上表面直径为65-75mm，下表面直径为85-95mm，多个变径导流体9的下端截面积之和小于蓄水空腔8上端的截面积，蓄水空腔8高度为6-8cm。蓄水空腔8直径大于导流立管7，方便雨水从蓄水空腔8或导流立管7渗入透水混凝土3中。
进一步地，如图1所示，砾石层2高度为300-400mm，砾石层2中的砾石粒径为10-20mm；透水土工布高度为100-150mm。
基于上述实施例，如图3所示，导流立管7上端面设有过滤网，过滤网和导流立管7上端面贴合；导流内管13的高度为100-150mm，导流内管13的直径为45-55m。
具体地，在导流立管7上端面贴合过滤网，例如圆锥形过滤网，将过滤网和导流立管7上端面使用黏胶贴合，可防止导流立管7上端的蓄水空腔8中有细小杂物掉入导流立管7，堵塞导流立管7。
本发明提供了一种透水铺装结构，该结构中采用的结构透水砖6为不透水材质，利用结构透水砖6的变径导流孔9和蓄水空腔8，将地表径流导入找平层5并渗入透水混凝土3层，然后渗透进入下层砾石层2、土壤中；同时，在透水混凝土3层中贯穿设置导流立管7，将导流立管7与蓄水空腔8连通，在超过土壤或砾石层2渗透能力时，蓄水空腔8和导流立管7还可蓄存部分雨水径流，在降雨结束后又可将储存的雨水渗透释放。本发明可有效降低透水铺装结构的堵塞频率，防止冬季冻融问题，提高雨水径流渗透量和渗透效率、缓解城市热岛效应，且本发明结构透水砖6为不透水材质，抗折强度更高、利用率更高、节能环保成本较低，有利于大面积铺装于承重较大的区域。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种透水铺装结构，其特征在于，包括：由下至上依次贴合的填料层和结构透水砖；所述填料层包括由下至上依次贴合的透水混凝土、透水土工布和找平层，所述结构透水砖与所述找平层贴合；所述透水混凝土中嵌设有导流管架，所述导流管架包括多个导流立管构件；所述导流立管构件包括导流立管，所述导流立管垂直贯穿所述透水混凝土；
所述结构透水砖包括：由下至上依次设置的蓄水空腔和多个变径导流体；所述变径导流体的上端与所述结构透水砖的上表面平齐并连通，下端与所述蓄水空腔连通；所述蓄水空腔下端与所述结构透水砖的下表面平齐，并与所述导流立管连通；
所述导流立管构件还包括：连接柱、榫和卯；所述导流立管包括导流外管和导流内管；所述连接柱一端和所述导流外管的侧壁固定连接，另一端和所述导流内管的侧壁固定连接；所述连接柱分别与所述榫和所述卯垂直固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述结构透水砖为不透水材质。
3.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述结构透水砖还包括：竖向肋，所述竖向肋为所述结构透水砖侧面上，垂直于所述结构透水砖的底面，且向所述结构透水砖外部凸起的条状；所述结构透水砖的每个侧面上设有至少一条所述竖向肋。
4.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述填料层还包括：由下至上依次贴合的素土夯实层和砾石层，所述砾石层与所述透水混凝土的下表面贴合。
5.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，每个所述导流立管构件的导流外管套设于水平相邻的所述导流立管构件的导流内管的外壁外部，每个所述导流立管构件的榫插入垂直相邻的所述导流立管构件的卯内部。
6.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述变径导流体为穿孔管，所述变径导流体的截面由上至下逐步变大，所述变径导流体的上端开口直径为6-10mm、下端开口直径为8-12mm，所述变径导流体的高度为4-6cm。
7.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述蓄水空腔为穿孔管，所述蓄水空腔的截面由上至下逐步变大，所述蓄水空腔上表面直径为65-75mm、下表面直径为85-95mm，所述蓄水空腔上端的截面积大于与其上表面连通的多个所述变径导流体的下端截面积之和；所述蓄水空腔高度为6-8cm，所述蓄水空腔的下表面直径大于所述导流立管的横截面直径。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述砾石层高度为300-400mm，所述砾石层中的砾石粒径为10-20mm；所述透水土工布高度为100-150mm。
9.根据权利要求1所述的一种透水铺装结构，其特征在于，所述导流立管的上端面贴合有过滤网；所述导流内管的高度为100-150mm，所述导流内管的直径为45-55mm。
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