CN112538797A - 一种基于lid设施可应用于海绵城市的道路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,包括路面,路面上设置有人行道、车行道、中分带和绿化带,以及设置在人行道、车行道、中分带和绿化带上的雨水检查井;所述人行道上设置有人行道LID设施,所述的人行道LID设施包括设置在人行道表层的透水砖铺装层,以及设置在透水砖铺装层下侧的碎石盲沟,碎石盲沟内布置有透水排管;位于透水砖铺装层的两侧分别布置有路缘石基座;所述的中分带和绿化带设置有生物滞留设施,所述的生物滞留设施包括设置在中分带和绿化带两侧的路缘石基座,以及设置在路缘石基座内侧的种植土壤层,种植土壤层的上侧设置有用于蓄水的绿植;所述种植土壤层的下侧设置有透水排管;透水排管与雨水井连接。

Description

一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路
技术领域
本发明涉及海绵城市建设技术领域,具体涉及一种基于LID设施 可应用于海绵城市的道路。
背景技术
海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然 灾害等方面具有良好的"弹性",下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需 要时将蓄存的水释放并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原 则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提 下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水 资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降 水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节, 并考虑其复杂性和长期性。
传统的道路排水设施是将路面的雨水通过雨水口收集至雨水管 道中,集中排放至河流中。这种方式并未对收集的雨水进行利用处理, 造成了资源的浪费。
发明内容
针对上述的技术问题,本技术方案提供了一种基于LID设施可应 用于海绵城市的道路,能有效的解决上述问题。
本发明通过以下技术方案实现:
一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,包括路面,路面上 设置有人行道、车行道、中分带和绿化带,以及设置在人行道、车行 道、中分带和绿化带上的雨水检查井;所述人行道上设置有人行道 LID设施,所述的人行道LID设施包括设置在人行道表层的透水砖铺 装层,以及设置在透水砖铺装层下侧的碎石盲沟,碎石盲沟内布置有 穿孔排水管一,穿孔排水管一与雨水井连接;位于透水砖铺装层的两 侧分别布置有路缘石基座;所述的中分带和绿化带设置有生物滞留设 施,所述的生物滞留设施包括设置在中分带和绿化带两侧的路缘石基 座,以及设置在路缘石基座内侧的种植土壤层,种植土壤层的上侧设 置有用于蓄水的绿植;所述种植土壤层的下侧设置有穿孔排水管二, 穿孔排水管二与雨水井连接。
进一步的,所述透水砖铺装层的下侧从上至下依次设置有干硬性 水泥砂浆层、透水水泥混凝土层、碎石层和防渗膜;所述的碎石盲沟 设置在防防渗膜的下侧。
进一步的,所述透水砖铺装层的厚度为6CM,其采用规格为 20*10*6cm的透水砖铺设而成;
所述干硬性水泥砂浆层的厚度是3cm,其采用规格是1:6的干硬 性水泥砂浆铺设而成;
所述透水水泥混凝土层的厚度是15cm,位于人行道的两侧、在 路缘石基座的下方设置有透水水泥混凝土,所述的路缘石基座悬浮在 透水水泥混凝土中,被其包裹固定;
所述碎石层的厚度为20cm至30cm,碎石孔径20cm至30cm,孔 隙率12%;所述碎石层两侧的边缘设置有斜坡,坡率为1:1;
所述碎石盲沟采用的是矩形碎石盲沟20cm×20cm;
所述的穿孔排水管一采用UPVC材质,管径DN110,开孔率大于 等于2%,孔口大小10mm;
穿孔排水管一内水通过横管接入雨水井内,横管坡度与道路横坡 一致;
穿孔排水管一的外周包裹有透水土工布,透水土工布的规格为 200g/㎡;
所述防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,规格600g/㎡,断裂强度 ≥8.0KN/m,CBR顶破强力≥1.4KN,耐净静水压0.4Mpa,并满足相关 规范及标准。
进一步的,所述种植土壤层的下侧从上至下依次设置有砂滤层, 卵石层内铺设穿孔排水管二,位于卵石层的下侧铺设有防渗膜;
在砂滤层的上侧,位于种植土壤层和蓄水层的中部间隔设置有多 块档水堰;档水堰的一侧设置有卵石缓冲区。
所述蓄水层的高度为20cm;其中的绿化配种均以满足生长条件 和景观要求为目标,植物尽量选择对污染物去除作用佳的耐旱耐涝本 土植物;
所述种植土壤层的厚度为50cm;所述砂滤层的厚度为10cm;
所述卵石层的厚度为20cm至30cm,碎石孔径20cm至30cm,孔 隙率12%;卵石层的底标高度与车行道路基层的高度持平;
所述穿孔排水管二采用DN150穿孔排水管,管径DN150,开孔率 大于等于2%,孔口大小10mm;环刚度大于等于8KN/m2
所述穿孔排水管二内水通过横管接入雨水井内,横管坡度与道路 横坡一致;
所述穿孔排水管二的外周包裹有透水土工布,透水土工布的规格 为200g/㎡;
所述防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,规格600g/㎡,断裂强度 ≥8.0KN/m,CBR顶破强力≥1.4KN,耐净静水压0.4Mpa,并满足相关 规范及标准。
进一步的,所述生物滞留带的设置方式为:当道路坡度≤2%时, 生物滞留带纵坡同道路坡度;当道路坡度>2%且<7%时,则采用阶梯 状雨水生物滞留带;道路坡度≥7%时,则不设置生物滞留带。
进一步的,所述的阶梯状雨水生物滞留带,每级内部上游隔墙顶 距离表层最低点高差△h1为0.5m,每级内部下游隔墙顶距离生物滞 留带表层最低点高差△h2为0.3m。
进一步的,所述的生物滞留带在斑马线处设置人行开口供行人通 行,滞留带断开处上下游通过管道连通;桥梁平面绿化带处不布置生 物滞留带;
所述的生物滞留带与人行道和车行道路基之间,其交界处均设置 有防渗膜;所述的管道布置于生物滞留带时,其外侧均设置有透水土 工布或防渗层,所述检查井外围均设置有防渗层;
所述道路中LID设施的雨水滞留时间不超过24小时;
进一步的,所述路缘石基座的侧壁上间隔设有进水豁口,将道路 雨水引入生物滞留带;所述进水豁口间的间距相等,使雨水沿道路纵 坡均匀进入生物滞留带;位于进水豁口的集中入流处散铺有用于消能的 卵石区域;
在设置进水豁口的间距时,需确保进水豁口的过流能力大于道路 排泄流量,进水豁口之间的间距计算公式如下:
根据公式(1)先计算得到车行道汇流时间计算公式,具体的公式 (1)如下:
式中s为地表粗糙系数,沥青路面取0.013;L为坡面流长度, 单位为m;i为坡面流坡度;F为汇水面积,面积单位为km2
其中L1为道路长度,L2为车行道宽度; i1为道路横坡,i2为道路纵坡;
再根据公式(2)计算行车道所需排泄的径流量,具体的公式(2) 如下:
Q=16.67×ψ×qp,t×F (2);
式中,Q为设计径流量,径流量的单位为m3/s;qp,t为设计重现 期和降雨历时内的平均降雨强度,单位为mm/min;P为重现期,单位 为年;ψ为径流系数,沥青路面取9.0;F为汇水面积,单位为km2
根据公式(1)与公式(2)能计算出进水豁口之间的间距,以及 该范围内的汇流时间和道路排泄径流量;
在计算得到进水豁口之间的间距后,可通过公式(3)进行反证, 用于检测计算得到的进水豁口之间的间距是否正确;路缘石的拦水带 构成前三角形形式,单一横坡浅三角形沟泄流能力用修正的曼宁公式计 算;具体的公式(3)如下:
式中,K为修正系数,修正系数取0.52;B为进水豁口的宽度, 单位为m;h为过水断面水深,即进水豁口的高度,单位为m;进水 豁口的面积为B×h=0.5m×0.1m。
进一步的,所述的雨水井采用的是环保型雨水井,所述环保型雨 水井的井口处设置有铸铁井圈及铸铁篦子,位于铸铁井圈及铸铁篦子 的下方设置有截污框,截污框顶部的框架与路面可拆卸固定连接;
位于雨水井的内部设置有用于截流的大空间部分和用于溢流的 小空间部分,所述的大空间部分和小空间部分之间通过设置在两者中 间的无砂混凝土透水墙隔开,当径流量较小时,大空间有效的存储雨 水,延缓雨水的排放。
进一步的,所述雨水井的间距需要通过雨水井的泄水量计算所得, 雨水井的泄水量通过公式(4)计算所得,具体的公式(4)如下所示:
式中,W为雨水篦的进水孔口面积;C为孔口系数,此处设计方 角孔,孔口系数0.6;h为雨水箅上水深,设计取0.02m;K为孔口堵 塞系数,取2/3;
380mm×650mm雨水井进水口面积为0.124㎡;
则单个雨水口设计流量为:
该雨水口雨水泄流量为31L/s,当道路总面积约14400平方米时, 雨水口每40米设置一个。
进一步的,所述道路的调蓄容积通过下列公式计算所得,调蓄体 积V=调蓄设施横断面面积×调蓄设施长度。
(三)有益效果
本发明提出的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,与现 有技术相比较,其具有以下有益效果:
(1)本技术方案通过人行道上设置的人行道LID设施,以及中 分带和绿化带设置有生物滞留设施,能够有效的在下雨时对雨水进行 吸水、蓄水、渗水、净水,并对水进行存储,在必要时将蓄存的水释 放并加以利用;满足海绵城市建设技术要求。
(2)本技术方案的人行道LID设施,通过设置在人行道表层的 铺装层,以及设置在透水砖铺装层下侧的干硬性水泥砂浆层、透水水 泥混凝土层、碎石层、防渗膜和碎石盲沟,其结构是以削减地表径流 及其径流污染为主,雨水收集利用为辅助的目标进行设置的。
(3)本技术方案通过人行道上设置的人行道LID设施,以及中 分带和绿化带设置有生物滞留设施,可有效收集道路范围内的降雨, 并将该地块内部的雨水通过地块内部的LID设施进行综合利用,且地 块内部的雨水外排可通过雨水管直接汇入市政雨水系统,无需另外再 加排水系统,合理利用资源,降低成本。
(4)本技术方案采用的雨水井为环保型雨水井,通过环保型雨 水井适用于低影响开发雨水设施内的超过设计降雨量的雨水收集,既 满足传统排水系统的功能要求,又能有效的发挥LID设施的生态理念。
(5)本技术方案采用的环保型雨水井设有截污框,能有效的对 地面径流污染物、漂浮物的拦截,降低管道堵塞率;该雨水井分大小 两部分空间的设置,使得大空间截流,小空间溢流,由中间无砂混凝 土透水墙隔开,径流量较小时,大空间能有效的存储雨水,延缓雨水 的排放,突显出道路“海绵”这一特性。
附图说明
图1是本发明的道路排水方案图。
图2是本实施例中的道路排水系统示意图。
图3是本实施例中的道路汇水分区示意图。
图4是本实施例中的LID雨水系统主要流程图。
图5是本发明中生态滞留带平面示意图。
图6是图5中1-1剖面示意图。
图7是图5中2-2剖面示意图。
图8是图5中3-3剖面示意图。
图9是本发明中人行道LID设施示意图。
图10是本实施例中设置在生态滞留带中雨水井的平面示意图。
图11是图10中1-1剖面示意图。
图12是图10中井座结构示意图。
图13是本实施例中设置在人行道和车行道上的雨水井结构图。
附图中的标记为:1-普通雨水井、2-环保型雨水井、21-铸铁井 圈、22-铸铁篦子、23-截污框、24-大空间部分、25-小空间部分、26- 无砂混凝土透水墙、3-碎石盲沟、4-穿孔排水管一、5-穿孔排水管二、 6-路缘石基座、61-进水豁口、7-人行道、71-透水砖铺装层、72-干 硬性水泥砂浆层、73-透水水泥混凝土层、74-碎石层、75-碎石盲沟、 8-生物滞留带、81-档水堰、82-卵石缓冲区、83-蓄水层、84-种植土 壤层、85-沙溢层、86-卵石层、9-防渗膜、10-横管、11-雨水口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施 例,而不是全部的实施例。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领 域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到 本发明的保护范围。
实施例1:
如图1所示,一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,包括 路面,路面上设置有人行道、车行道、中分带和绿化带,以及设置在 人行道、车行道、中分带和绿化带上的雨水检查井;所述人行道上设 置有人行道LID设施,所述的中分带和绿化带设置有生物滞留设施。
下列根据具体的某一地理坐标详细描述实施例1的实施方案:
一、工程地点
五陂镇地处萍乡市中部,位于东经113.8北纬27.6。北与萍乡 市区接壤,东南与芦溪县南坑镇相邻,西南与湘东区麻山镇接壤,北 部紧连安源镇和丹江街,镇区距萍乡市区7千米。
境内国道319五陂段直接连接市区,为五陂海绵小镇路网中的重 要组成部分,但本段道路现状仅为双向4车道的二级公路,路基宽 16m,且无非机动车道、人行道,人非系统缺失。
G319五陂段道路起点与规划华源路平交西侧,终点止于五陂中 桥东侧的与231省道交叉处,本次设计范围起点位于现状国道319与 长潭路交叉口东侧,终点止于五陂中桥东侧与231省道交叉处,起点 桩号K0+500,终点桩号K2+419.107,全长1.92km。
二、海绵城市汇水分区划分:
1、汇水分区的设计:
319国道雨水管网共分为4个系统,分别收集雨水后就近排入附 近河道、下游及相交道路雨水管。道路排水系统示意图如图2所示;
本次根据侧分带、道路纵坡高点及相交道路为界限进行汇水分区 划分,将319国道分本次根据侧分带、道路纵坡高点及相交道路为界 限进行汇水分区划分,将319国道分成6个汇水分区。道路汇水分区 示意图如图3所示。
2、下垫面分析及径流系数分析计算:
依据划分的排水分区及各个分区的下垫面情况,利用容积法《海 绵城市建设技术指南(试行)》计算排水分区设计调蓄容积,计算公 示如下:
V=10HφF;
式中,V为设计调蓄容积,单位为m3;H为设计降雨量,单位 为mm;Φ为综合雨量径流系数,可参照《海绵城市建设技术指南(试 行)》中的表进行加权平均计算;F为汇水面积,单位为hm2。
经计算,道路综合径流系数为0.52。
表1场地下垫面分析计算一览表
依据《萍乡市海绵城市试点建设项目建设技术要求》,319国道 共需调蓄容积不低于547m3。
三、具体的设计方案:
1、功能设施比较
道路工程LID系统主要包括生物滞留设施、下沉式绿地、透水铺 装、生态树池、植草沟、渗水盲沟、渗管/渠等。低影响开发设施往 往具有补充地下水、集蓄利用、消减峰值流量及净化雨水等多个功能。
表2城市道路各部分设施低影响开发设施选用一览表
注:●——宜选用;◎——可选用;○——不宜选用。
国道319五陂段道路主要路段(萍安大道~南坑河段)红线宽度 55米,横断面组成为3m人行道+11m辅路(机非混行)+2.5m侧分 带+11.5m主路+2.5m中分带+11.5m主路+2.5m侧分带+7.5m辅路 (机非混行)+3m人行道。
结合城市道路各部分设施低影响开发设施选用一览表,本道路 LID系统主要考虑生物滞留带、透水铺装、生态树池,环保型雨水口、 渗水盲沟、排水U型槽等设施的建设与利用。
结合《城市道路与开放空间低影响开发雨水设施》(15MR105)及 相关海绵城市建设案例,本次道路工程斜坡绿化带坡度较陡,水平及 竖向上均难以满足下沉式绿地、生物滞留带等设施的设计要求,故不 考虑下沉式绿地及生物滞留带设计;生态树池净高不小于1.5米,穿 孔收集管埋深较大,雨水口埋深1.2米,因此不利于树池渗透雨水的 排出,且设置土工布,将会严重影响植物根系的生长,不利于生态建 设。根据道路要求,机动车道不宜设置透水混凝土(沥青),故不宜 设置排水U型槽。
综上所述,本道路LID系统主要考虑绿化带的生物滞留带、透水 铺装、透水沥青、环保型雨水口、溢流雨水口、碎石盲沟等设施的建 设与利用。
2、径流流向组织图,其LID雨水系统主要流程如图4所示。
3、生物滞留带设计:
1)平面布置
国道319五陂段道路红线宽度55米,局部两侧绿化及中分带宽 度2.5~3米,生物滞留设施净宽2~2.5米。
生态滞留带平面示意图如图5所示,生物滞留带在斑马线处设置 人行开口供行人通行,滞留带断开处上下游通过管道连通;桥梁平面 绿化带处不布置生物滞留带;
所述的生物滞留带与人行道和车行道路基之间,其交界处均设置 有防渗膜;所述的管道布置于生物滞留带时,其外侧均设置有透水土 工布或防渗层,所述检查井外围均设置有防渗层;所述道路中LID设 施的雨水滞留时间不超过24小时。
所有生物滞留带中的绿化配种均以满足生长条件和景观要求为 目标。同时,满足以下要求:
①生物滞留带在斑马线处设置人行开口供行人通行,滞留带断开 处上下游通过管道连通;桥梁平面绿化带处不布置生物滞留带。
②采用路缘石侧壁开孔方式将道路雨水引入生物滞留带,不含绿 化带处仍需根据实际情况布置雨水口。
③物滞留设施或透水铺装与车行道路基之间交界处均应采用防 渗措施。
④污水等其他管道布置于生物滞留带时所有检查井需采用防渗 措施。
⑤道路LID设施的雨水滞留时间不超过24小时,植物尽量选择 对污染物去除作用佳的耐旱耐涝本土植物。
2)纵断面布置
生态滞留带剖面示意图如图6-8所述的生物滞留设施包括设置 在中分带和绿化带两侧的路缘石基座,以及设置在路缘石基座内侧的 种植土壤层,种植土壤层的上侧设置有用于蓄水的绿植;所述种植土 壤层的下侧设置有穿孔排水管二,穿孔排水管二与雨水井连接。
所述种植土壤层的下侧从上至下依次设置有砂滤层,卵石层内铺 设穿孔排水管二,位于卵石层的下侧铺设有防渗膜;
在砂滤层的上侧,位于种植土壤层和蓄水层的中部间隔设置有多 块档水堰;档水堰的一侧设置有卵石缓冲区。
所述蓄水层的高度为20cm;其中的绿化配种均以满足生长条件 和景观要求为目标,植物尽量选择对污染物去除作用佳的耐旱耐涝本 土植物;
所述种植土壤层的厚度为50cm;所述砂滤层的厚度为10cm;
所述卵石层的厚度为20cm至30cm,碎石孔径20cm至30cm,孔 隙率12%;卵石层的底标高度与车行道路基层的高度持平;
所述穿孔排水管二采用DN150穿孔排水管,管径DN150,开孔率 大于等于2%,孔口大小10mm;环刚度大于等于8KN/m2
所述穿孔排水管二内水通过横管接入雨水井内,横管坡度与道路 横坡一致;
所述穿孔排水管二的外周包裹有透水土工布,透水土工布的规格 为200g/㎡;
所述防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,规格600g/㎡,断裂强度 ≥8.0KN/m,CBR顶破强力≥1.4KN,耐净静水压0.4Mpa,并满足相关 规范及标准。
生物滞留带的设置方式为:当道路坡度≤2%时,生物滞留带纵坡 同道路坡度;当道路坡度>2%且<7%时,则采用阶梯状雨水生物滞留 带;道路坡度≥7%时,则不设置生物滞留带。
阶梯状雨水生物滞留带,每级内部上游隔墙顶距离表层最低点高 差△h1为0.5m,每级内部下游隔墙顶距离生物滞留带表层最低点高 差△h2为0.3m;跌落尺寸参照下表,未列坡度按内插取值:
表3阶梯状生物滞留带每级长度
路面坡度i 滞留带坡度i' 生物滞留带每级长度△L(m)
0.02 0.00 10
0.03 0.00 6.7
0.04 0.00 5
0.05 0.01 5
0.06 0.01 4
0.07 0.02 4
4、路缘石进水豁口设计
所述路缘石基座的侧壁上间隔设有进水豁口,将道路雨水引入生 物滞留带;所述进水豁口间的间距相等,使雨水沿道路纵坡均匀进入 生物滞留带;位于进水豁口的集中入流处散铺有用于消能的卵石区域;
本工程侧绿化带路缘石采用等间距豁口形式,尽量使雨水沿道路 纵坡均匀进入生物滞留带设施中,集中入流处散铺卵石消能。
根据公式(1)先计算得到车行道汇流时间计算公式,具体的公式 (1)如下:
式中s为地表粗糙系数,沥青路面取0.013;L为坡面流长度, 单位为m;i为坡面流坡度;F为汇水面积,面积单位为km2
其中L1为道路长度,L2为车行道宽度; i1为道路横坡(0.02),i2为道路纵坡;
再根据公式(2)计算行车道所需排泄的径流量,具体的公式(2) 如下:
设计重现期P=3年
Q=16.67×ψ×qp,t×F (2);
式中,Q为设计径流量,径流量的单位为m3/s;qp,t为设计重现 期和降雨历时内的平均降雨强度,单位为mm/min;P为重现期,单位 为年;ψ为径流系数,沥青路面取9.0;F为汇水面积,单位为km2
根据公式(1)与公式(2)能计算出进水豁口之间的间距,以及 该范围内的汇流时间和道路排泄径流量;
设置道路每15米设计一个路缘石豁口,经计算,该范围内汇流时 间为5.184min;道路排泄径流量为6.36L/s。
在计算得到进水豁口之间的间距后,可通过公式(3)进行反证, 用于检测计算得到的进水豁口之间的间距是否正确;路缘石的拦水带 构成前三角形形式,单一横坡浅三角形沟泄流能力用修正的曼宁公式计 算;具体的公式(3)如下:
式中,K为修正系数,修正系数取0.52;B为进水豁口的宽度, 单位为m;h为过水断面水深,即进水豁口的高度,单位为m;进水 豁口的面积为B×h=0.5m×0.1m。
经计算,进水豁口的过流能力为14L/s,大于道路排泄流量,故 雨水豁口布置满足过流要求。
5、生物滞留带设施后期运行管护要求
生物滞留带的植物选择条件为耐旱、耐涝、净化雨水、低维护,为 了保证其良好运行,需要进行建植后养护和日常维护。
建植后的维护措施:
1)当植物定植后,为了阻止杂草的生长,保持土壤的湿度,避免土 壤板结而导致土壤渗透性下降。
2)需要给生态沟内覆盖5cm左右的覆盖物,最好选择高密度的材料, 比如松树杆、木头屑片和碎木材。
3)雨水较大,流速较快,容易侵蚀生态沟床底,将少许石块或砖头 放入沟内路缘石进水豁口处,能有效降低径流系数,防止生态沟床底的 侵蚀。
4)最初几周每隔1d浇1次水,并且要经常去除杂草,直到植物能够 正常生长并且形成稳定的物群落。
5)其他维护措施:
①在几次降雨或一次强降雨后需生态沟的覆盖层及植被的受损情 况,如若受损则应及时更换。②沉淀物会在表面积累,阻止雨水下渗, 因此要定期清理(建议每周一次)雨水花园表面的沉积物。③检查植被 生长状况,防止过度繁殖,定期修剪生长过快的植物,去除影响景观效 果的杂草。④检查植物以预防病虫害。如果植物有病虫害迹象,应及时 将其移除,以防止感染其他物种。⑤根据植物需水状况,适当对植物进 行灌溉。⑥每年春天剪掉枯死的植物枝叶。
6、人行道LID设施设计
人行道LID设施采用透水路面结构的铺装,在提高人行交通舒适 性的同时,收集和吸储部分雨水。雨天能大量吸储雨水,为道路两旁 花草树木的生长提供水源;晴天能释放水汽,湿润空气,降低路面温 度,减轻城市热岛效应,同时,在一定程度上也能减轻市政排水管道 压力,提高城市抗洪能力。
在人行道下,设置6cm透水砖+3cm水泥砂浆+15cm透水水泥混凝 土+30cm级配碎石。在级配碎石以下沿树池边线设置20cm×20cm盲 沟。雨水经透水砖渗透,储存于级配碎石内,最终通过盲沟的UPVC 穿孔管收集,排入雨水口内。
如图9所示,人行道LID设施包括设置在人行道表层的透水砖铺 装层,以及设置在透水砖铺装层下侧的碎石盲沟,碎石盲沟内布置有 穿孔排水管一,穿孔排水管一与雨水井连接。
透水砖铺装层的下侧从上至下依次设置有干硬性水泥砂浆层、透 水水泥混凝土层、碎石层和防渗膜;所述的碎石盲沟设置在防防渗膜 的下侧。
所述透水砖铺装层的厚度为6CM,其采用规格为20*10*6cm的透 水砖铺设而成;
所述干硬性水泥砂浆层的厚度是3cm,其采用规格是1:6的干硬 性水泥砂浆铺设而成;
所述透水水泥混凝土层的厚度是15cm,位于人行道的两侧、在 路缘石基座的下方设置有透水水泥混凝土,所述的路缘石基座悬浮在 透水水泥混凝土中,被其包裹固定;
所述碎石层的厚度为20cm至30cm,碎石孔径20cm至30cm,孔 隙率12%;所述碎石层两侧的边缘设置有斜坡,坡率为1:1;
所述碎石盲沟采用的是矩形碎石盲沟20cm×20cm;
所述的穿孔排水管一采用UPVC材质,管径DN110,开孔率大于 等于2%,孔口大小10mm;
穿孔排水管一内水通过横管接入雨水井内,横管坡度与道路横坡 一致;
穿孔排水管一的外周包裹有透水土工布,透水土工布的规格为 200g/㎡;
所述防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,规格600g/㎡,断裂强度 ≥8.0KN/m,CBR顶破强力≥1.4KN,耐净静水压0.4Mpa,并满足相关 规范及标准。
本次设计采用防渗土工布,防止下渗雨水对路基的影响,同时, 在穿孔排水管外包透水土工布,防止砂砾等堵塞排水管孔。土工布规 格200g/㎡。
7、环保型雨水井设计
环保型雨水井适用于低影响开发雨水设施内的超过设计降雨量 的雨水收集,本次设计雨水口既要满足传统排水系统的功能要求,又 能有效的发挥LID设施的生态理念。
雨水井的结构如图10-13所示,环保型雨水井的井口处设置有铸 铁井圈及铸铁篦子,位于铸铁井圈及铸铁篦子的下方设置有截污框, 截污框顶部的框架与路面可拆卸固定连接;
位于雨水井的内部设置有用于截流的大空间部分和用于溢流的 小空间部分,所述的大空间部分和小空间部分之间通过设置在两者中 间的无砂混凝土透水墙隔开,当径流量较小时,大空间有效的存储雨 水,延缓雨水的排放;突显出道路“海绵”这一特性。
2)雨水井泄水量计算
雨水井泄水量一般采用井口出流公式或堰流公式,考虑实际使用 雨水井有部分堵塞等现象,本此雨水井的泄水量的设计采用公式(4) 计算所得,具体的公式(4)如下所示:
式中,W为雨水篦的进水孔口面积;C为孔口系数,此处设计方 角孔,孔口系数0.6;h为雨水箅上水深,设计取0.02m;K为孔口堵 塞系数,取2/3;
380mm×650mm雨水井进水口面积为0.124㎡;
则单个雨水口设计流量为:
该雨水口雨水泄流量为31L/s,当道路总面积约14400平方米时, 雨水口每40米设置一个。
8、调蓄容积计算
319国道调蓄容积主要包括生物滞留带,调蓄容积主要分两部分, 一部分为卵石层蓄水容积和矩形碎石盲沟,一部分为生物滞留带蓄水 容积:
调蓄体积V=调蓄设施横断面面积×调蓄设施长度
V=(0.34+0.51x12%)x3300m=2409m3,大于547立方米。 满足本次“海绵设计”要求。
9、海绵设施维护管理
1)透水铺装面层出现破损时应及时进行修补或更换;
2)出现不均匀沉降时应进行局部修找平;
3)当渗透能力大幅下降时应采用冲洗、负压抽吸等方法及时进 行清理。
4)绿化滞留带的植物选择条件为耐旱、耐涝、净化雨水、低维护, 为了保证其良好运行,需要进行建植后养护和日常维护。

Claims (10)

1.一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,包括路面,路面上设置有人行道、车行道、中分带和绿化带,以及设置在人行道、车行道、中分带和绿化带上的雨水检查井;其特征在于:所述人行道上设置有人行道LID设施,所述的人行道LID设施包括设置在人行道表层的透水砖铺装层,以及设置在透水砖铺装层下侧的碎石盲沟,碎石盲沟内布置有穿孔排水管一,穿孔排水管一与雨水井连接;位于透水砖铺装层的两侧分别布置有路缘石基座;所述的中分带和绿化带设置有生物滞留设施,所述的生物滞留设施包括设置在中分带和绿化带两侧的路缘石基座,以及设置在路缘石基座内侧的种植土壤层,种植土壤层的上侧设置有用于蓄水的绿植;所述种植土壤层的下侧设置有穿孔排水管二,穿孔排水管二与雨水井连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述透水砖铺装层的下侧从上至下依次设置有干硬性水泥砂浆层、透水水泥混凝土层、碎石层和防渗膜;所述的碎石盲沟设置在防防渗膜的下侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述种植土壤层的下侧从上至下依次设置有砂滤层,卵石层内铺设穿孔排水管二,位于卵石层的下侧铺设有防渗膜;
在砂滤层的上侧,位于种植土壤层和蓄水层的中部间隔设置有多块档水堰;档水堰的一侧设置有卵石缓冲区。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述透水砖铺装层的厚度为6CM,其采用规格为20*10*6cm的透水砖铺设而成;
所述干硬性水泥砂浆层的厚度是3cm,其采用规格是1:6的干硬性水泥砂浆铺设而成;
所述透水水泥混凝土层的厚度是15cm,位于人行道的两侧、在路缘石基座的下方设置有透水水泥混凝土,所述的路缘石基座悬浮在透水水泥混凝土中,被其包裹固定;
所述碎石层或卵石层的厚度为20cm至30cm,碎石孔径20cm至30cm,孔隙率12%;所述碎石层两侧的边缘设置有斜坡,坡率为1:1;卵石层的底标高度与车行道路基层的高度持平;
所述防渗膜采用两布一膜防渗土工膜,规格600g/㎡,断裂强度≥8.0KN/m,CBR顶破强力≥1.4KN,耐净静水压0.4Mpa,并满足相关规范及标准;
所述碎石盲沟采用的是矩形碎石盲沟20cm×20cm;
所述的穿孔排水管一采用UPVC材质,管径DN110,开孔率大于等于2%,孔口大小10mm;
穿孔排水管二采用DN150穿孔排水管,管径DN150,开孔率大于等于2%,孔口大小10mm;环刚度大于等于8KN/m2
穿孔排水管一和穿孔排水管二内水通过横管接入雨水井内,横管坡度与道路横坡一致;
穿孔排水管一和穿孔排水管二的外周包裹有透水土工布,透水土工布的规格为200g/㎡。
5.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述生物滞留带的蓄水层高度为20cm;生物滞留带在斑马线处设置人行开口供行人通行,滞留带断开处上下游通过管道连通;桥梁平面绿化带处不布置生物滞留带;
所述的生物滞留带在斑马线处设置人行开口供行人通行,滞留带断开处上下游通过管道连通;桥梁平面绿化带处不布置生物滞留带;
所述的生物滞留带与人行道和车行道路基之间,其交界处均设置有防渗膜;所述的管道布置于生物滞留带时,其外侧均设置有透水土工布或防渗层,所述检查井外围均设置有防渗层;
所述道路中LID设施的雨水滞留时间不超过24小时;
所述生物滞留带坡度的设置方式为:当道路坡度≤2%时,生物滞留带纵坡同道路坡度;当道路坡度>2%且<7%时,则采用阶梯状雨水生物滞留带;道路坡度≥7%时,则不设置生物滞留带。
6.根据权利要求5所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述的阶梯状雨水生物滞留带,每级内部上游隔墙顶距离表层最低点高差△h1为0.5m,每级内部下游隔墙顶距离生物滞留带表层最低点高差△h2为0.3m。
7.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述路缘石基座间隔设有进水豁口,进水豁口间的间距相等,使雨水沿道路纵坡均匀进入生物滞留带;位于进水豁口的集中入流处散铺有用于消能的卵石区域;
在设置进水豁口的间距时,需确保进水豁口的过流能力大于道路排泄流量,进水豁口之间的间距计算公式如下:
根据公式(1)先计算得到车行道汇流时间计算公式,具体的公式(1)如下:
式中s为地表粗糙系数,沥青路面取0.013;L为坡面流长度,单位为m;i为坡面流坡度;F为汇水面积,面积单位为km2
其中L1为道路长度,L2为车行道宽度;i1为道路横坡,i2为道路纵坡;
再根据公式(2)计算行车道所需排泄的径流量,具体的公式(2)如下:
Q=16.67×ψ×qp,t×F (2);
式中,Q为设计径流量,径流量的单位为m3/s;qp,t为设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度,单位为mm/min;P为重现期,单位为年;ψ为径流系数,沥青路面取9.0;F为汇水面积,单位为km2
根据公式(1)与公式(2)能计算出进水豁口之间的间距,以及该范围内的汇流时间和道路排泄径流量;
在计算得到进水豁口之间的间距后,可通过公式(3)进行反证,用于检测计算得到的进水豁口之间的间距是否正确;路缘石的拦水带构成前三角形形式,单一横坡浅三角形沟泄流能力用修正的曼宁公式计算;具体的公式(3)如下:
式中,K为修正系数,修正系数取0.52;B为进水豁口的宽度,单位为m;h为过水断面水深,即进水豁口的高度,单位为m;进水豁口的面积为B×h=0.5m×0.1m。
8.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述的雨水井采用的是环保型雨水井,所述环保型雨水井的井口处设置有铸铁井圈及铸铁篦子,位于铸铁井圈及铸铁篦子的下方设置有截污框,截污框顶部的框架与路面可拆卸固定连接;
位于雨水井的内部设置有用于截流的大空间部分和用于溢流的小空间部分,所述的大空间部分和小空间部分之间通过设置在两者中间的无砂混凝土透水墙隔开,当径流量较小时,大空间有效的存储雨水,延缓雨水的排放。
9.根据权利要求1或8所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述雨水井的间距需要通过雨水井的泄水量计算所得,雨水井的泄水量通过公式(4)计算所得,具体的公式(4)如下所示:
式中,W为雨水篦的进水孔口面积;C为孔口系数,此处设计方角孔,孔口系数0.6;h为雨水箅上水深,设计取0.02m;K为孔口堵塞系数,取2/3;
380mm×650mm雨水井进水口面积为0.124㎡;
则单个雨水口设计流量为:
该雨水口雨水泄流量为31L/s,当道路总面积约14400平方米时,雨水口每40米设置一个。
10.根据权利要求1所述的一种基于LID设施可应用于海绵城市的道路,其特征在于:所述道路的调蓄容积通过下列公式计算所得,调蓄体积V=调蓄设施横断面面积×调蓄设施长度。
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