CN110005043B - 道路雨水导口预制砼及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路雨水导口预制砼及其制备方法与应用，本发明能够有效地缓解洪涝灾害、补给地下水源，是减少水污染、涵养水源和促进生态系统可持续循环的有效手段。通过特定坡度的多级预制砼模板对道路雨水进行拦截与导流，再通过道路铸铁篦流入地下或直接排入邻近绿化带。本发明预制砼装置方便运输与装卸，灵活度高，在排水过程中也可实现道路雨水的初级过滤，减少暴雨气候下的道路积水问题，减轻城市区域内的防涝压力，提高水资源的利用效率，进行地下水的补给，同时可以减少绿地的灌溉水量。从而有效改善区域生态环境，并减少政府投入的排洪防涝设施资金。

Description

道路雨水导口预制砼及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及城市雨水径流处理领域，特别是涉及一种模块化的城市道路雨水导口预制砼及其制备方法与应用。

背景技术

近几十年来，随着城市化的不断发展，城市内涝已经成为人们关注的热点问题，而城市道路是内涝发生的重点区域，随着海绵城市“低影响开发”理念的提出与实践，建立高效、绿色的道路雨水排放系统成为解决城市内涝的重要举措。城市内涝的起因之一是，城市化过程中大面积的硬质化道路建设从根本上阻碍了城市地表雨水径流的排放，影响了自然的水文循环，造成大量的雨水流失，交通路面积水严重，雨洪时期排水系统压力激增等等问题。

城市道路雨水径流的处理方法一般是通过明沟暗渠等方式将道路径流收集入城市雨水管网。为了排除污水，除管渠本身外，还需在管渠系统上设置某些附属构筑物，城市道路雨水口就是这些构筑物的一种。街道路面上的雨水首先经过雨水口通过连接管流入排水管渠。雨水口的设置位置应能保证迅速有效地收集地面雨水。一般应在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及设有道路边石的低洼地方设置，以防止雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。

传统的道路雨水口只能实现雨水的收集排放，直接排放易造成排水口及导水口堵塞问题，排入城市绿地也会影响植物的生长。因此设计一种可以进行雨水径流初期净化的道路雨水导口装置显然十分必要。

发明内容

本发明主要目的是提供一种道路雨水导口预制砼的设计，能够实现道路雨水的初级过滤，减少暴雨气候下的道路积水问题，减轻城市区域内的防涝压力，提高水资源的利用效率，进行地下水的补给，同时可以减少绿地的灌溉水量。从而有效改善区域生态环境，并减少政府投入的排洪防涝设施资金。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种道路雨水导口预制砼，包括复数个道路雨水导口预制砼单元体；所述道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构、第二结构；所述第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为倾斜面；所述第二结构的上表面为倾斜面；所述第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；所述第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致；所述复数个道路雨水导口预制砼单元体依次排列。

上述道路雨水导口预制砼的制备方法，包括以下步骤，将混凝土加入道路雨水导口预制砼模具中，固化养护后拆除模具，得到道路雨水导口预制砼，其中道路雨水导口预制砼模具根据上述道路雨水导口预制砼的结构采用常规方法可以容易制备，混凝土为市购产品，一般来自混凝土搅拌公司，混凝土的配方与固化养护对本发明的技术效果不产生影响。

一种道路雨水导口预制砼单元体；所述道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构、第二结构；所述第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为倾斜面；所述第二结构的上表面为倾斜面；所述第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；所述第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致。

上述道路雨水导口预制砼单元体的制备方法，包括以下步骤，将混凝土加入道路雨水导口预制砼单元体模具中，固化养护后拆除模具，得到道路雨水导口预制砼单元体，其中道路雨水导口预制砼单元体模具根据上述道路雨水导口预制砼单元体的结构采用常规方法可以容易制备，混凝土为市购产品（用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水、掺合料配合，经搅拌而得混凝土），一般来自混凝土搅拌公司，混凝土的配方与固化养护对本发明的技术效果不产生影响。

一种人行道雨水导口，包括道路雨水导口预制砼、排水铸铁篦；所述道路雨水导口预制砼包括复数个道路雨水导口预制砼单元体；所述道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构、第二结构；所述第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为倾斜面；所述第二结构的上表面为倾斜面；所述第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；所述第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致；所述复数个道路雨水导口预制砼单元体依次排列；所述道路雨水导口预制砼与排水铸铁篦的长度一致。

上述技术方案中，第二结构的倾斜面朝着排水铸铁篦，从而雨水经过道路雨水导口预制砼的初期拦截后可以直接通过排水铸铁篦导流进入现有雨水收集管网。

一种绿化带雨水导口，包括道路雨水导口预制砼、下凹式路缘石；所述道路雨水导口预制砼包括复数个道路雨水导口预制砼单元体；所述道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构、第二结构；所述第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为倾斜面；所述第二结构的上表面为倾斜面；所述第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；所述第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致；所述复数个道路雨水导口预制砼单元体依次排列；所述道路雨水导口预制砼与下凹式路缘石的长度一致。

上述技术方案中，第二结构的倾斜面朝着下凹式路缘石，从而雨水经过道路雨水导口预制砼的初期拦截后可以直接通过下凹式路缘石导流进入绿化带。

本发明中，根据实际方位，倾斜面为向下倾斜的面；所述倾斜面的倾角是指该面与水平面形成夹角，该夹角称为倾角。优选的，所述第一结构中，倾斜面的倾角为9～10°；所述第二结构中，倾斜面的倾角为3～4°。倾斜面的设计可以实现单元体横向、径向方向都起到导流作用，形成横向和径向两个向下的凹面，实现雨水的双向导流。

本发明中，厚度是指第一结构或者第二结构最厚的部分的厚度；所有道路雨水导口预制砼单元体的宽度和构成道路雨水导口预制砼的长度；道路雨水导口预制砼单元体的长度为道路雨水导口预制砼的宽度。第一结构上表面与第二结构上表面组成了道路雨水导口预制砼单元体的上表面，在同一平面的第一结构下表面与第二结构下表面组成了道路雨水导口预制砼单元体的下表面。

本发明中，所述第一结构的上表面为三角形结构；所述第二结构的上表面为三角形结构；所述道路雨水导口预制砼单元体的下表面为长方形结构。优选的，所述第一结构的上表面三角形结构的长边与所述第二结构的上表面三角形结构的长边重合，从而在第一结构、第二结构交界处形成水流通道，既起到雨水导流收集功能，又能够对初期杂质产生阻隔效果，比如一些树叶、石粒由于斜面、交界面凹陷的存在而不容易随着雨水流到排水口。

本发明中，复数个道路雨水导口预制砼单元体依次排列，道路雨水导口预制砼中，相邻道路雨水导口预制砼单元体中，一个道路雨水导口预制砼单元体的第一结构与另一个道路雨水导口预制砼单元体的第二结构接触，相邻道路雨水导口预制砼单元体可以为物理连接也可以为固化一体结构，优选为一体结构，通过模具可以制备，一体结构提高了导口的稳定性以及安装的便易性。优选的，道路雨水导口预制砼中，相邻道路雨水导口预制砼单元体的倾斜面朝向一致，即道路雨水导口预制砼单元体的上表面的最低点在一个直线（方向）上，从而可以形成分级结构，相邻道路雨水导口预制砼单元体中，一个相邻道路雨水导口预制砼单元体的倾斜面与另一个相邻道路雨水导口预制砼单元体的非倾斜面接触，每一级高出的截面用于初期拦截雨水径流中的垃圾与杂质。

优选的，道路雨水导口预制砼单元体的长度为300毫米，宽度为125毫米，厚度为50毫米，道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体下表面的长度为30毫米；本发明公开的道路雨水导口预制砼设计，具有分层与坡度结构，符合道路场地的设计要求以及径流坡度相关准则，对一定范围内的道路雨水可以进行有效收集排放。

本发明的价值在于以一种便捷低廉的预制砼完善了传统道路雨水口的排水功能，在原有基础上实现了道路雨水径流的初期拦截过滤和减速处理，提高了雨水资源利用效率，有效地缓解城市内涝问题。本发明还公开了上述道路雨水导口预制砼在制备道路雨水导口中的应用。

由于上述技术方案应用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明采取模板化设计，制作简单，施工成本及工程造价低。

2.本发明灵活度高，便于运输与装卸，可广泛应用于各类条件下的城市道路。

3.本发明的安装过程直接替换传统的道路雨水口即可，不会造成道路破坏，是隐形的工程辅助设施。

附图说明

图1是本发明道路雨水导口预制砼单元体结构示意图；

图2是本发明道路雨水导口预制砼结构示意图；

图3是本发明应用于近人行道道路雨水导口的结构示意图；

图4是本发明应用于近绿化带道路雨水导口的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：第一结构1、第二结构2、长边3、道路雨水导口预制砼单元体4、道路雨水导口预制砼5、排水铸铁篦6、下凹式路缘石7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

实施例一

参见附图1，一种道路雨水导口预制砼单元体，包括第一结构1、第二结构2；第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为三角形倾斜面；第二结构的上表面为三角形倾斜面；第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；第一结构的上表面三角形结构的长边3与所述第二结构的上表面三角形结构的长边重合；第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致，其中图1A为未标注参数图，图1B为标注参数图。

上述倾斜面为向下倾斜的面，道路雨水导口预制砼单元体的长度为300毫米，宽度为125毫米，厚度为50毫米，道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体下表面的长度为30毫米，即道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体上表面最高点所在水平面的长度为20毫米；从而第一结构中，倾斜面的倾角为arctan4/25，第二结构中，倾斜面的倾角为arctan1/15。

上述道路雨水导口预制砼单元体的制备方法包括以下步骤，将市购混凝土加入根据上述结构常规制备的道路雨水导口预制砼单元体模具中，常规固化养护后拆除模具，得到道路雨水导口预制砼单元体。

上述道路雨水导口预制砼单元体可以复数个组合得到道路雨水导口预制砼，也可以常规开出包含复数个道路雨水导口预制砼单元体的模具，一体成型得到道路雨水导口预制砼。

实施例二

参见附图2，一种道路雨水导口预制砼，包括一体成型的、依次排列的复数个道路雨水导口预制砼单元体4；道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构1、第二结构2；第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为三角形倾斜面；第二结构的上表面为三角形倾斜面；第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；第一结构的上表面三角形结构的长边与所述第二结构的上表面三角形结构的长边重合；第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致；道路雨水导口预制砼中，相邻道路雨水导口预制砼单元体中，一个道路雨水导口预制砼单元体的第一结构与另一个道路雨水导口预制砼单元体的第二结构接触，一个相邻道路雨水导口预制砼单元体的倾斜面与另一个相邻道路雨水导口预制砼单元体的非倾斜面（竖直面）接触，每一级高出的截面用于初期拦截雨水径流中的垃圾与杂质。

上述倾斜面为向下倾斜的面；道路雨水导口预制砼单元体的长度为300毫米，宽度为125毫米，厚度为50毫米，道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体下表面的长度为30毫米；道路雨水导口预制砼中，相邻道路雨水导口预制砼单元体的倾斜面朝向一致，即所有单元体上表面最低点都在一条直线上，组成的道路雨水导口预制砼整体长500mm，宽300mm，厚50mm。单元体截面大小适合，既起到雨水杂质滞留的效果，又适用日常雨水径流量，并且混泥土模板的制作容易。

上述道路雨水导口预制砼的制备方法包括以下步骤，将市购混凝土加入根据上述结构常规制备的道路雨水导口预制砼模具中，常规固化养护后拆除模具，得到道路雨水导口预制砼。

实施例三

参见附图3，一种人行道雨水导口，包括道路雨水导口预制砼5、排水铸铁篦6；上述道路雨水导口预制砼为实施例二的道路雨水导口预制砼，应用于近人行道路面。道路雨水导口预制砼整体长500mm，宽300mm，厚50mm，道路雨水导口预制砼与排水铸铁篦的长度一致，符合道路场地设计、排水坡度相关准则，道路雨水导口预制砼平均分为四级具有坡度的单元体，在径向和横向的道路方向上设计相应的排水坡度，进行道路雨水导流，进而对一定范围内的道路雨水进行有效收集排放。图3中，箭头表示雨水流向，虚线表示道路雨水导口预制砼埋入路面。

每一级预制砼单元体在排水方向向下倾斜，从而形成横向和径向两个向下的三角形凹面，实现雨水的双向导流；四层平均渐高的单元体，每一级高出的截面用于初期拦截雨水径流中的垃圾与杂质，第二结构的倾斜面朝着排水铸铁篦，经过预制砼模板初期拦截净化后，收集的道路雨水将排入人行路面上的雨水铸铁篦中，最后流入城市雨水管网。

上述人行道雨水导口使用过程如下：道路雨水径流进入人行道雨水导口预制砼时，分别从预制砼单元体横向和径向两个倾斜面汇入预制砼模块；汇入雨水导口预制砼的雨水将在预制砼单体倾斜面所形成的下凹处完成初期的杂质滞留；结合道路本身排水坡度的设计，预制砼四层平均渐高的单元体，每一级高出的截面将对雨水径流中的垃圾与杂质再次拦截过滤。最后经过拦截净化的雨水径流通过预制砼单体第二结构的倾斜面汇入排水铸铁篦，流入城市雨水管网，本发明大大加快了近人行道路面雨水径流的收集排放，经过实际实验（模拟下雨以及雨水导口附近垃圾杂质环境），本发明人行道雨水导口的近人行道路面雨水径流的平均流速较现有雨水道口提高38%左右，并对雨水径流中80%的垃圾杂质进行拦截与过滤，而现有雨水导口没有垃圾杂质进行拦截与过滤功能。如果将道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体下表面的长度调整为20毫米，截面太高，一般雨水达不到相应的径流量，导致雨水径流的平均流速较现有雨水道口提高12%左右。

实施例四

参照图4，一种绿化带雨水导口，包括道路雨水导口预制砼5、下凹式路缘石7；上述道路雨水导口预制砼为实施例二的道路雨水导口预制砼，应用于近绿化带路面。道路雨水导口预制砼整体长500mm，宽300mm，厚50mm，道路雨水导口预制砼与下凹式路缘石的长度一致，符合道路场地设计、排水坡度相关准则，道路雨水导口预制砼平均分为四级具有坡度的单元体，在径向和横向的道路方向上设计相应的排水坡度，进行道路雨水导流，进而对一定范围内的道路雨水进行有效收集排放。图4中，箭头表示雨水流向，虚线表示道路雨水导口预制砼埋入路面，绿化带长有绿植。

每一级预制砼在排水方向向下倾斜，从而形成横向和径向两个向下的三角形凹面，实现雨水的双向导流；四层平均渐高的单元体，每一级高出的截面用于初期拦截雨水径流中的垃圾与杂质，第二结构的倾斜面朝着下凹式路缘石，经过预制砼模板初期拦截净化后，收集的道路雨水将通过下凹式路缘石直接排入路侧绿化带中，实现雨水的有效利用。

上述绿化带雨水导口使用过程如下：道路雨水径流进入绿化带雨水导口预制砼时，分别从预制砼单体横向和径向两个倾斜面汇入预制砼模块；汇入雨水导口预制砼的雨水将在预制砼单体倾斜面所形成的下凹处完成初期的杂质滞留，结合道路本身排水坡度的设计，预制砼四层平均渐高的单元体，每一级高出的截面将对雨水径流中的垃圾与杂质再次拦截过滤；最后经过拦截净化的雨水径流通过预制砼单体第二结构的倾斜面汇入下凹式路缘石，直接排入路侧绿化带中，实现雨水资源的有效利用，本发明大大加快了近人行道路面雨水径流的收集排放，经过实际实验（模拟下雨以及雨水导口附近垃圾杂质环境），本发明绿化带雨水导口的道路面雨水径流的平均流速较现有雨水道口提高35%左右，并对雨水径流中75%的垃圾杂质进行拦截与过滤，而现有雨水导口没有垃圾杂质进行拦截与过滤功能。如果将道路雨水导口预制砼单元体上表面的最低点距离道路雨水导口预制砼单元体下表面的长度调整为40毫米，导致高出的截面太小，起不到雨水杂质滞留的效果，导致雨水导口对雨水径流中35%的垃圾杂质进行拦截与过滤。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种道路雨水导口预制砼，包括复数个道路雨水导口预制砼单元体；所述道路雨水导口预制砼单元体包括第一结构、第二结构；所述第一结构与第二结构为一体结构；所述第一结构的上表面为倾斜面；所述第二结构的上表面为倾斜面；所述第一结构的倾斜面的最低点与第二结构的倾斜面的最低点重合；所述第一结构的长度、宽度、厚度分别与第二结构的长度、宽度、厚度一致；所述复数个道路雨水导口预制砼单元体依次排列；所述道路雨水导口预制砼由混凝土制备；所述道路雨水导口预制砼的制备方法包括以下步骤，用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水、掺合料配合，经搅拌而得混凝土；将混凝土加入道路雨水导口预制砼模具中，固化养护后拆除模具，得到道路雨水导口预制砼。

2.根据权利要求1所述道路雨水导口预制砼，其特征在于，复数个道路雨水导口预制砼单元体为一体结构；所述道路雨水导口预制砼中，相邻道路雨水导口预制砼单元体的倾斜面朝向一致。

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