CN114808838A - 一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，所述结构层包括植被结构层、道路结构层，植被结构层的一侧位于河流的河边，另一侧与道路结构层连接；所述植被结构层包括植被层、再生植生透水混凝土和素土夯实层，植被层置于再生植生透水混凝土顶部；所述道路结构层包括自上而下依次设置的透水沥青层、再生道路透水混凝土、集水管、防渗隔离层、混凝土基层和素土夯实层；植被结构层、道路结构层之间架装集水箱，集水箱上方安装有喷灌设施，喷灌设施与集水箱经水泵连接，集水箱内的水经水泵、喷灌设施喷出；通过本发明在提高建筑固废资源化利用的同时还能对雨水资源合理利用，且能美化环境，有显著的经济效益和生态效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，属于透水混凝土集水排水技术领域。
背景技术
传统透水混凝土是构建“海绵城市”的一种重要绿色建材，能缓解城市热岛效应、降低噪声污染，但由于自身联通孔隙较多，基体力学性能较差，使用寿命短，限制其大面积推广应用。同时传统透水混凝土的铺装方式排水效率低，导致路面积水长时间停留地表，且无法对雨水进行有效收集，浪费大量雨水资源。若雨水量过大，还会对河岸边坡冲刷，造成滑坡等危害，因而需对传统透水混凝土进行进一步改进。
近些年我国建筑行业发展势头迅猛，建筑施工、修缮或拆除会产生大量建筑垃圾，但我国对于建筑垃圾利用率低，大多露天堆放或填埋，这不仅会占用大量土地资源，严重的甚至会破坏生态环境。而将建筑垃圾制备成再生粉体和再生骨料是科学合理利用建筑垃圾的关键手段，能显著节约传统水泥和砂石资源，具有可观的经济效益和生态效益。但若将再生粉体和再生骨料掺入透水混凝土，则会进一步劣化基体性能，因此急需“增强项”来提升基体性能。
同时随着碳纤维产量的不断攀升，碳纤维废弃物越来越多，且绝大部分废弃碳纤维都是以简单焚烧或填埋的方式进行处理，导致资源的极大浪费，甚至影响生态环境。再生碳纤维主要泛指碳纤维预浸料生产过程产生的废丝以及碳纤维复合材料废弃物提取出的碳纤维，是将碳纤维的力量与可持续性相结合，尽管拉伸强度降低了10%-20%，但价格低廉，有广阔的应用前景。
综上，若将建筑垃圾作为透水混凝土原材料使用，以再生碳纤维作为增强材料，在充分消纳固废的基础上，提升基体各项性能，拓宽其应用场景，还能加快对雨水资源的收集，营造幸福的生活环境。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统。
本发明的目的是这样实现的：一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，包括结构层，结构层位于河流的河边；其特征在于，所述结构层包括植被结构层、道路结构层，植被结构层的一侧位于河流的河边，另一侧与道路结构层连接；
所述植被结构层包括植被层、再生植生透水混凝土和素土夯实层，植被层置于再生植生透水混凝土顶部；
所述道路结构层包括自上而下依次设置的透水沥青层、再生道路透水混凝土、集水管、防渗隔离层、混凝土基层和素土夯实层；
透水沥青层的作用是在不影响再生道路透水混凝土渗透性能的前提下，能很好的减少路面水雾、排除路面积水，减少交通事故；
集水管和集水箱配合使用，能提高对雨水收集的效率；
防渗隔离层的作用是使雨水能尽可能不落入混凝土基层和素土夯实层，让雨水顺由坡度流入集水箱；
混凝土基层和素土夯实层为本节流回收系统的承载部位；
植被结构层、道路结构层之间架装集水箱，集水箱上方安装有喷灌设施，喷灌设施与集水箱经水泵连接，集水箱内的水经水泵、喷灌设施喷出；
所述道路结构层中透水沥青层、集水管、防渗隔离层具有向集水箱倾斜的坡度；所述集水箱的顶部开口低于防渗隔离层顶部。
所述道路结构层中透水沥青层、集水管、防渗隔离层向集水箱倾斜的坡度为1%；
所述再生植生透水混凝土、再生道路透水混凝土的材质均为再生透水混凝土。
所述再生透水混凝土的原料包括再生粉体、再生骨料和再生碳纤维等建筑固废。
落入透水沥青层上的雨水可由透水沥青层表面坡度流入集水箱，雨水也可通过再生道路透水混凝土流入集水管并经集水管流入集水箱。
本发明结构合理，通过本发明提供一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，节流回收系统包括再生透水混凝土和集水箱，所述再生透水混凝土包括再生道路透水混凝土和再生植生透水混凝土，所述再生道路透水混凝土下铺设集水管和防渗隔离层。结构层包括植被结构层、道路结构层。
道路结构层从上到下依次设置透水沥青层、再生道路透水混凝土、集水管、防渗隔离层、混凝土基层和素土夯实层。植被结构层从上到下依次设置植被层、再生植生透水混凝土和素土夯实层。所述再生道路透水混凝土和混凝土基层坡度设置为1%，雨水下渗到防渗隔离层上依靠坡度自行流入集水箱。
在具体设计时，防渗隔离层可选择复合土工膜，是采用土工布和PE膜粘结而成的合成材料。
在具体设计时，可以选择的设计为：
所述再生道路透水混凝土设计孔隙率为15%，组成材料包括P·O 42.5水泥（掺量30-70份）、再生粉体（掺量20-50份）、粉煤灰（掺量5-20份）、矿粉（掺量5-20份）、再生粗骨料（掺量140-160份）、粗骨料（掺量140-160份）、减水剂（掺量1-2份）、水（掺量20-40份）和再生碳纤维（掺量5-10份）。
所述再生植生水混凝土设计孔隙率为30%，组成材料由P·O 42.5水泥（掺量30-70份）、再生粉体（掺量20-50份）、粉煤灰（掺量5-20份）、矿粉（掺量5-20份）、再生粗骨料（掺量280-320份）、减水剂（掺量1-2份）、水（掺量20-40份）。
再生透水混凝土的基体强度与水胶比有关，所述水胶比在0.25-0.35之间。
再生粉体是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经深度研磨制备而成，是粒径≤150μm的粉体。
所述再生骨料是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经破碎而成，骨料粒径有10-16mm（掺量20-40份）和16-20mm（掺量60-80份）。
所述水泥、粉煤灰和矿粉均为常见的水泥混凝土矿物掺合料。
所述再生碳纤维为碳纤维预浸料生产过程产生的废丝，纤维直径约为8-10μm，拉伸强度约为1900-2300MPa，弹性模量约为55-70GPa。
本发明公开了一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，包括植被结构层、道路结构层，道路结构层依次铺设透水沥青层、再生道路透水混凝土、集水管、防渗隔离层、混凝土基层和素土夯实层；植被结构层包括植被层、再生植生透水混凝土和素土夯实层。两个结构层之间架装集水箱，以及上方安装喷灌设施。本发明基于新型的再生透水混凝土来组建雨水节流回收系统，在提高建筑固废资源化利用的同时还能对雨水资源合理利用，且能美化环境，有显著的经济效益和生态效益。本发明可应用于人行道、公园路面和湖边小道，以拓宽再生透水混凝土的应用领域和促进建筑固废资源化利用。
同时，还具有以下优点：
1、本发明涉及的透水混凝土是由再生粉体、再生骨料和再生碳纤维等制备的新型再生透水混凝土，能显著提高基体性能，拓宽再生透水混凝土的应用领域。同时还能节约天然资源、消纳固废，降低原材料生产过程中的碳排放，也是水泥混凝土行业绿色发展的必由之路。
2、本发明是基于新型再生透水混凝土的雨水节流回收系统，由于其高设计孔隙率，能有效进行雨水的排水和下渗，且因铺设集水箱能进行雨水的储存，在日常生活中能定时进行喷灌周围植被和清理路面。
3、同时，若将此雨水节流回收系统大面积应用，能美化环境、吸声降噪、净化水体、消除热岛现象、储蓄并调节自然雨水等，有利于热岛效应的降低和海绵城市的建成等。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图中：1透水沥青层、2再生道路透水混凝土、3集水管、4防渗隔离层、5混凝土基层、6素土夯实层、7植被层、8再生植生透水混凝土、9喷灌设施、10集水箱。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明对本发明做进一步说明。
一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，包括结构层，结构层位于河流的河边；其特征在于，所述结构层包括植被结构层和道路结构层，植被结构层的一侧位于河流的河边，另一侧与道路结构层连接；
所述植被结构层包括植被层7、再生植生透水混凝土8和素土夯实层6，植被层7置于再生植生透水混凝土8顶部，再生植生透水混凝土8位于素土夯实层6上。
道路结构层包括自上而下依次设置的透水沥青层1、再生道路透水混凝土2、集水管3、防渗隔离层4、混凝土基层5和素土夯实层6；
植被结构层、道路结构层之间架装集水箱10，集水箱10上方安装有喷灌设施9，喷灌设施9与集水箱10经水泵连接，集水箱10内的水经水泵、喷灌设施9喷出。
道路结构层中透水沥青层1、集水管3、防渗隔离层4具有向集水箱10倾斜的坡度；所述集水箱10的顶部开口低于防渗隔离层4顶部。
进一步的，再生道路透水混凝土2、再生植生透水混凝土8的材质均为再生透水混凝土，所述再生透水混凝土的原料包括再生粉体、再生骨料和再生碳纤维等建筑固废；其中，再生粉体是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经深度研磨制备而成，是粒径≤150μm的粉体；
再生骨料是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经破碎而成，骨料粒径有10-16mm（20-40份）和16-20mm（60-80份）；
再生碳纤维为碳纤维预浸料生产过程产生的废丝，纤维直径为8-10μm，拉伸强度为1900-2300MPa，弹性模量为55-70GPa。
道路结构层中透水沥青层1、集水管3、防渗隔离层4向集水箱10倾斜的坡度为1%；落入透水沥青层1上的雨水可由透水沥青层1表面坡度流入集水箱10，集水管3内的水也经集水管3流入集水箱10。
在设计时，所述再生道路透水混凝土2设计孔隙率为15%，再生道路透水混凝土2组成材料包括P•O 42.5水泥、再生粉体、粉煤灰、矿粉、再生粗骨料、粗骨料、减水剂、水和再生碳纤维；
其中，P•O 42.5水泥掺量30-70份，再生粉体掺量20-50份，粉煤灰掺量5-20份，矿粉掺量5-20份，再生粗骨料掺量140-160份，粗骨料掺量140-160份，减水剂掺量1-2份，水掺量20-40份，再生碳纤维5-10份。
所述再生植生透水混凝土8设计孔隙率为30%，组成材料包括P•O 42.5水泥、再生粉体、粉煤灰、矿粉、再生粗骨料、减水剂、水；
其中，P•O 42.5水泥掺量30-70份，再生粉体掺量20-50份，粉煤灰掺量5-20份，矿粉掺量5-20份，再生粗骨料掺量280-320份、减水剂掺量1-2份、水掺量20-40份；
此外，本发明中，喷灌设施9是常规的设施，例如喷灌设施9可以包括喷嘴、喷水管，水泵的进水口贯通连接有水泵进水管，水泵的出水口贯通连接有水泵出水管，喷水管的两端分别与喷嘴、水泵出水管贯通连接，水泵进水管一端与水泵的进水口贯通连接，一端置于集水箱10内的底部。从而使用时，启动水泵，集水箱10内的水可以依次经水泵进水管、水泵、水泵出水管、喷水管然后经喷嘴喷出。
当雨水降临道路结构层时，由于再生道路透水混凝土2孔隙率较大，能将大部分雨水自行下渗，小部分雨水依靠表面坡度流入集水箱10。而下渗的雨水依次经过透水沥青层1和再生道路透水混凝土2，达到下方铺设的集水管3，由于集水管3下铺设防渗隔离层4，因此下渗入集水管3的雨水能绝大部分流入集水箱10。在集水箱10上方安装喷灌设施9，在降雨稀少的时间能定时喷洒植被和路面，降低路面粉尘、净化空气，还能清理透水混凝土孔隙里的灰尘，从而延长其使用寿命。
而雨水降临植被结构层时，部分雨水流入集水箱10，但由于植被层7的存在，能发挥土壤吸附作用，有效的吸收雨水，并能起到涵养雨水、净化水质的作用，并能及时将多余的雨水填补到地下水中。同时由于植被层7下方铺设再生植生透水混凝土8，过多的雨水不会冲刷河岸边坡，避免滑坡的危害，且能有效地将过多的雨水排入河流，降低城市内涝的风险。
Claims (7)
1.一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，包括结构层，结构层位于河流的河边；其特征在于，所述结构层包括植被结构层和道路结构层，植被结构层的一侧位于河流的河边，另一侧与道路结构层连接；
所述植被结构层包括植被层（7）和再生植生透水混凝土（8）、素土夯实层（6），植被层（7）置于再生植生透水混凝土（8）顶部，再生植生透水混凝土（8）位于素土夯实层（6）上；
所述道路结构层包括自上而下依次设置的透水沥青层（1）、再生道路透水混凝土（2）、集水管（3）、防渗隔离层（4）、混凝土基层（5）、素土夯实层（6）；植被结构层、道路结构层之间架装集水箱（10），集水箱（10）上方安装有喷灌设施（9），喷灌设施（9）与集水箱（10）经水泵连接，集水箱（10）内的水经水泵、喷灌设施（9）喷出；
所述道路结构层中透水沥青层（1）、集水管（3）、防渗隔离层（4）具有向集水箱（10）倾斜的坡度；所述集水箱（10）的顶部开口低于防渗隔离层（4）顶部。
2.根据权利要求1所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述再生道路透水混凝土（2）、再生植生透水混凝土（8）的材质均为再生透水混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述再生透水混凝土的原料包括再生粉体、再生骨料和再生碳纤维等建筑固废；
其中，再生粉体是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经深度研磨制备而成，是粒径≤150μm的粉体；
再生骨料是由废弃混凝土、废弃砂浆和废弃砖经破碎而成，骨料粒径有10-16mm规格和16-20mm规格，10-16mm规格为20-40份，16-20mm规格为60-80份；
再生碳纤维为碳纤维预浸料生产过程产生的废丝，纤维直径为8-10μm，拉伸强度为1900-2300MPa，弹性模量为55-70GPa。
4.根据权利要求1所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述道路结构层中透水沥青层（1）、集水管（3）、防渗隔离层（4）向集水箱（10）倾斜的坡度为1%；
落入透水沥青层（1）上的雨水可由透水沥青层（1）表面坡度流入集水箱（10），集水管（3）内的水也经集水管（3）流入集水箱（10）。
5. 根据权利要求1所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述再生道路透水混凝土（2）设计孔隙率为15%，再生道路透水混凝土（2）组成材料包括P•O 42.5水泥、再生粉体、粉煤灰、矿粉、再生粗骨料、粗骨料、减水剂、水和再生碳纤维；
其中，P•O 42.5水泥掺量30-70份，再生粉体掺量20-50份，粉煤灰掺量5-20份，矿粉掺量5-20份，再生粗骨料掺量140-160份，粗骨料掺量140-160份，减水剂掺量1-2份、水掺量20-40份，再生碳纤维掺量5-10份；
所述再生植生透水混凝土（8）设计孔隙率为30%，组成材料包括P•O 42.5水泥、再生粉体、粉煤灰、矿粉、再生粗骨料、减水剂、水；
其中，P•O 42.5水泥掺量30-70份，再生粉体掺量20-50份，粉煤灰掺量5-20份，矿粉掺量5-20份，再生粗骨料掺量280-320份、减水剂掺量1-2份、水掺量20-40份。
6.根据权利要求1所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述喷灌设施（9）包括喷嘴、喷水管，水泵的进水口贯通连接有水泵进水管，水泵的出水口贯通连接有水泵出水管，喷水管的两端分别与喷嘴、水泵出水管贯通连接，水泵进水管一端与水泵的进水口贯通连接，一端置于集水箱（10）内的底部。
7.根据权利要求6所述的一种基于新型再生透水混凝土的节流回收系统，其特征在于，所述喷灌设施（9）上的喷嘴高出透水沥青层（1）。
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