CN204875417U

CN204875417U - 生态路工程系统

Info

Publication number: CN204875417U
Application number: CN201520491368.2U
Authority: CN
Inventors: 成玉宁
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2025-07-09

Abstract

本实用新型公开了生态路工程系统，属于城市道路建设技术领域，车行道及非机动车道采用透水沥青路面，又称多孔隙沥青路面，压实后孔隙率在20%以上，能够在沥青混合料内部形成排水通道。路面的雨水径流被收集到预埋在中分带及侧分带内的储水装置中，并逐渐缓释至周围的土壤，满足植被的生长需求；本系统完成了对各绿化带植被的自组织灌溉，降低了人工灌溉的成本，节约了水资源；土壤灌溉更加彻底，少量的人工浇灌和降雨很难使水到达一定深度的土层，这不利于乔木根系的生长，全系统无需人工能源及动力输入，运行及维护成本低，具备很好的实用价值，经一年实践，系统运行良好，具备推广价值。

Description

生态路工程系统

技术领域

本实用新型属于城市道路建设技术领域，具体涉及生态路工程系统。

背景技术

道路路面积水一直是交通安全以及道路管护方面面临的重要问题，尤其在我国南方多雨地区，路面积水会造成车辆轮胎打滑，成为安全隐患，而且积水飞溅不仅影响行人，还会污染车体，增加车辆清洁费用和水资源的消耗。普通沥青或水泥路面地表排水只能通过边沟雨水口，耗时较长容易堵塞，在路面浅凹处还会形成积水，难以排出。

道路绿化作为城市绿地系统的重要组成部分，因其突出的生态功能及环境美化作用，越来越多的受到人们的重视。通常道路绿化由中分带、侧分带及人行道绿化带组成，新建城市主次干道大多具备较宽的中分带，道路横截面中，绿地长度达到或超过总长的三分之一。虽然，目前很多道路绿带中安装了自动喷灌系统，节省了人工，但仍然需要消耗大量的水资源，有悖于城市建设的可持续发展理念。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供生态路工程系统，实时获取降雨量、集水量和土壤含水量等数据信息，收集雨水用作灌溉用水，节约资源，降低运行成本。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

生态路工程系统，包括并排设置的机动车道、非机动车道和人行道，在相邻的机动车道之间设置中分带，在机动车道和非机动车道之间设置侧分带，在非机动车道和人行道之间设置人行道绿化带，所述的机动车道的底层为12%石灰土，在底层上依次覆盖机动车道水泥稳定碎石、WAC-25C温拌沥青混凝土和PAC-13透水沥青混凝土；PAC-13透水沥青混凝土为透水层，在机动车道和侧分带之间设有集水边沟，在集水边沟的下方每隔30至50米设置跌水井，雨水经路面横坡通过透水层汇入集水边沟；所述的非机动车道的底层为非机动车道水泥稳定碎石，在底层上依次覆盖开级配碎石、PAC-20透水沥青混凝土和PAC-13透水沥青混凝土；雨水通过面层由开级配碎石直接渗透至侧分带和人行道绿化带的土壤之中；所述的人行道的底层为12%石灰土垫层，在底层上依次覆盖级配碎石、厚30毫米中砂缓冲层和预制露骨料混凝土砖人行道表面雨水通过拼缝处形成倒漏斗形空隙直接下渗至两侧的土壤之中；在侧分带内埋设集水渗透井，在集水渗透井的下层设置过路输水管和侧分带渗透管，过路输水管位于机动车道基层内，集水渗透井通过过路输水管与渗透式储水模块相连通；在集水渗透井的中上层设置收集管和汇水管，收集管位于非机动车道的透水层中，集水渗透井通过收集管与非机动车道雨水口相连通，集水渗透井通过汇水管与跌水井相连通；集水渗透井通过溢流管与市政雨水管道相连；所述的渗透式储水模块在中分带地下靠近道路两侧均有设置。

所述的透水混凝土厚度为80毫米、透水沥青混凝土厚度为40毫米、WAC-25C温拌沥青混凝土厚度为80毫米、机动车道水泥稳定碎石厚度为320毫米、12%石灰土厚度为200毫米、PAC-20透水沥青混凝土厚度为60毫米、开级配碎石厚度为400毫米、非机动车道水泥稳定碎石厚度为200毫米、中砂缓冲层厚度为30毫米、级配碎石厚度为150毫米以及12%石灰土垫层厚度为120毫米。

所述的预制露骨料混凝土砖厚度为50毫米，长宽均为400毫米，下底边削角，其相邻两块之间的拼缝留10毫米。

所述的收集管为内径200毫米塑料管，在收集管管壁设有孔洞。

所述的汇水管为内径200毫米塑料管；所述的过路输水管材料为内径200毫米的镀锌钢管。

在所述的侧分带渗透管外侧包裹设置粒径15~25毫米碎石层和滤水土工布，且在靠近路基一侧铺设有复合防渗土工膜。

所述的渗透式储水模块为PP塑料材质，承压能力不小于25KN/㎡，空隙率不小于95%。

在所述的PAC-13透水沥青混凝土下方设有宽30厘米的透水混凝土，配合后PAC-13透水沥青混凝土和厚80毫米透水混凝土的侧面与集水边沟盖板相接；集水边沟盖板覆盖设置在集水边沟上，在跌水井的正上方设置跌水井盖板。

所述的集水边沟盖板为钢纤维混凝土材质，集水边沟盖板厚度为120毫米，在集水边沟盖板两端均开有60毫米宽直角槽，两块拼接时形成120毫米宽U形槽；雨水通过透水混凝土后经U形槽进入集水边沟；在所述的跌水井盖板上开有3排4纵共12个直径50毫米的圆孔。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的生态路工程系统，具备以下优势：

（1）该系统的“隐形性”使道路结构和绿化栽植方式均无需调整，地表未增加额外设施；（2）保证了城市道路的一般功能不受影响，机动车道设计强度未减；（3）解决了路面积水影响行车安全的问题，并降低了清洁车辆的支出和水资源的消耗；（4）消解了道路路面地表径流的产生，为下游排水减轻负担；（5）多种方式并行，增大了降雨回渗土壤的比例；（6）系统完成了对各绿化带植被的自组织灌溉，降低了人工灌溉的成本，节约了水资源；（7）土壤灌溉更加彻底，少量的人工浇灌和降雨很难使水到达一定深度的土层，这不利于乔木根系的生长，本工程系统的渗透式灌溉可以有效补充乔木主要根系所能到达土层的含水量，运行及维护成本低。

附图说明

图1是生态路工程系统平面图；

图2是生态路工程系统断面图；

图3是集水渗透井布置图；

图4是渗透式储水模块布置图；

图5是侧分带透水管布置图；

图6是集水边沟断面图；

图7是集水边沟及跌水井布置图；

图8是边沟盖板布置图；

图9是跌水井断面图布置图；

图10是机动车道及非机动车道断面图；

图11是非机动车道及人行道断面图；

图12是人行道面砖布置图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

透水混凝土24厚度为80毫米、透水沥青混凝土25厚度为40毫米、WAC-25C温拌沥青混凝土26厚度为80毫米、机动车道水泥稳定碎石27厚度为320毫米、12%石灰土28厚度为200毫米、PAC-20透水沥青混凝土30厚度为60毫米、开级配碎石31厚度为400毫米、非机动车道水泥稳定碎石32厚度为200毫米、中砂缓冲层34厚度为30毫米、级配碎石35厚度为150毫米以及12%石灰土垫层36厚度为120毫米。

如图1~12所示，本实用新型所包括的标记如下：机动车道1、非机动车道2、人行道3、中分带4、侧分带5、人行道绿化带6、集水渗透井7、集水边沟8、跌水井9、收集管10、汇水管11、过路输水管12、渗透式储水模块13、非机动车道雨水口14、市政雨水管道15、溢流管16、侧分带渗透管17、粒径15~25毫米碎石层18、滤水土工布19、中砂保护层20、复合防渗土工膜21、集水边沟盖板22、中分带及侧分带路牙23、透水混凝土24、PAC-13透水沥青混凝土25、WAC-25C温拌沥青混凝土26、机动车道水泥稳定碎石27、12%石灰土28、跌水井盖板29、PAC-20透水沥青混凝土30、开级配碎石31、非机动车道水泥稳定碎石32、预制露骨料混凝土砖33、中砂缓冲层34、级配碎石35、12%石灰土垫层36、人行道及人行道绿化带路牙37。

本实施例构建了一种城市道路雨水收集、利用和监测的集成系统，分段将路面雨水汇集至侧分带集水井，再由集水井将雨水分配至中分带储水模块和侧分带透水管中，最终渗透至土壤，起到灌溉绿化植被和涵养地下水的作用。遇长时间大雨时，过多雨水将通过溢流管导流至市政雨水管道排出。另外有四组监测设备分别安装于实施本实用新型系统路段的中分带、侧分带以及相同道路普通路段的中分带、侧分带内，包括土壤水分传感器和储水模块水位测量仪，以达到利用量化数据监控系统运行情况和检测本集成系统有效性的目的。本实施例生态路工程系统，预期达到一年一遇降雨零外排，一年一遇24小时最大降雨量45.6毫米。

本生态路工程系统体现了高度的集成性，可概括为雨水收集、雨水集中分配、雨水储存渗透、实时监测系统四个组成部分。降雨也正是通过这样的顺序与各部分结合，构成完整的系统。

如图1、2、10、11所示，生态路工程系统中，机动车道1、非机动车道2和人行道3分别采用了不同的工程做法，将道路的一般功能与透水、集水功能相结合。图10中左侧为非机动车道2的断面图，右侧为机动车道1的断面图。图11中左侧为人行道3的断面图，右侧为非机动车道2的断面图。非机动车道2的边界处设有人行道及人行道绿化带路牙37，机动车道1的边界处设有中分带及侧分带路牙23，在中分带及侧分带路牙23和人行道及人行道绿化带路牙37之间设置侧分带5。

机动车道1面层为厚40毫米PAC-13透水沥青混凝土25、厚80毫米WAC-25C温拌沥青混凝土26，基层为厚320毫米机动车道水泥稳定碎石27、厚200毫米12%石灰土28，仅面层40毫米为透水层，其余均为重载路面的一般做法，保证了机动车道的行车安全，雨水因路面横坡通过表面透水层汇入集水边沟8。

非机动车道2面层采用厚40毫米PAC-13透水沥青混凝土25、厚60毫米PAC-20透水沥青混凝土30，基层为厚400毫米开级配碎石31、厚200毫米非机动车道水泥稳定碎石32，雨水通过面层由厚400毫米开级配碎石31直接渗透至侧分带5和人行道绿化带6土壤之中。

人行道3面层为预制露骨料混凝土砖33，强度大、成本低，是比普通石材更加环保的路面铺装材料，如图12，该预制露骨料混凝土砖33厚50毫米，规格为400毫米×400毫米，下底边削角，两块之间的拼缝留10毫米，拼缝处形成倒漏斗形空隙，使人行道表面雨水可通过拼缝直接下渗。面层以下为厚30毫米中砂缓冲层34、厚150毫米级配碎石35，保证了雨水可通过上述两层结构渗透至人行道3两侧的土壤之中。非机动车道2和人行道3荷载较低，在满足使用功能的情况下，可以通过透水面层和基层中的碎石层完成对雨水的渗透。

如图6、7、8、9所示，机动车道1面层外缘紧邻集水边沟盖板22，在厚40毫米PAC-13透水沥青混凝土25之下有30厘米宽厚80毫米透水混凝土24。集水边沟盖板22为钢纤维混凝土材质，如图7、8所示，集水边沟盖板22厚120毫米，横向侧面两端均开有60毫米宽直角槽，两块拼接时形成120毫米宽U形槽。雨水通过上述厚80毫米透水混凝土24后，可由上述U形槽进入集水边沟8。集水边沟8将雨水导流至每隔30至50米设置的跌水井9，如图2、7、8所示，跌水井盖板29上开有3排4纵共12个直径50毫米的圆孔，一方面可以将边沟盖板上的积水导入跌水井内，另一方面标明了跌水井的位置并有助于对其进行维护和清淤；跌水井9底部有内径200毫米的汇水管11将收集的雨水导入集水渗透井7内。

如图1、2、3所示，集水渗透井7为雨水收集、调配的枢纽，埋设于侧分带5内，采用低密度聚乙烯材质，井盖及井体均为成品，荷载大于等于15KN。集水渗透井7井底及井壁自下而上400毫米范围，打有直径10毫米的小孔，间距100毫米。图3中，集水透水井7被粒径15~25毫米碎石层18包裹处外侧包裹有滤水土工布19和100毫米厚的粒径15~25毫米碎石层18，使得集水渗透井7中一部分雨水可以直接渗透至周围土壤中。

集水渗透井7中的管道设施可分为三类，即收集类管道、分配类管道和溢流管道。位于集水井最下层的是分配类管道，包括过路输水管12和侧分带渗透管17。如图1、2、3、4，过路输水管12与中、侧分带垂直，位于机动车道基层1内，过路输水管12材料为内径200毫米的镀锌钢管，过路输水管12将集水渗透井7中收集的雨水引入渗透式储水模块13内用于渗透灌溉。

如图1、3、5所示，侧分带渗透管17与侧分带5平行，管顶深度约1米，管内径为200毫米，侧分带渗透管17采用塑料透水管材，水平安装。侧分带渗透管17外侧包裹有100毫米厚的滤水土工布19和粒径15~25毫米碎石层18，对侧分带土壤进行渗透补水，靠近路基一侧铺设有复合防渗土工膜21，对路基进行保护。收集类管道位于集水井中上层，包括收集管10和汇水管11。

如图1、2所示，收集管10与侧分带5垂直，连接非机动车道雨水口14与集水渗透井7，位于非机动车道2路面以下碎石层中，收集管10管为内径200毫米塑料管，管壁打有小孔，可将非机动车道雨水口14中的雨水和非机动车道2透水层中的水输入集水渗透井7中。汇水管11为内径200毫米塑料管，如前所述，将跌水井9收集到的雨水输入集水渗透井7中。溢流管16连接集水渗透井7与市政雨水管道15，将过量雨水排出以保证系统安全运行。

如图1、2、4所示，中分带4地下靠近道路一侧各埋设有一组渗透式储水模块13，渗透式储水模块13由PP塑料（聚丙烯）制成，承压能力不小于25KN/㎡，空隙率不小于95%。单个模块相互组合成条状沿中分带方向铺设，模块组合外围设滤水土工布层19和100毫米厚的粒径15-25毫米碎石层18，顶部设100毫米厚的中砂保护层20。渗透式储水模块13上覆土层约0.8-1米，当过路输水管12将收集的雨水输入之后，渗透式储水模块13会通过上述滤水层将水缓释至周围土壤，以维持无降雨时满足植物生长所需的土壤含水量，同时为避免对路基产生损害，在临近路基一侧铺设有复合防渗土工膜21。

上述方案构成的生态路工程系统具有以下几个突出的特点：（1）该系统的“隐形性”使道路结构和绿化栽植方式均无需调整，地表未增加额外设施；（2）保证了城市道路的一般功能不受影响，机动车道设计强度未减；（3）解决了路面积水影响行车安全的问题，并降低了清洁车辆的支出和水资源的消耗；（4）消解了道路路面地表径流的产生，为下游排水减轻负担；（5）多种方式并行，增大了降雨回渗土壤的比例；（6）系统完成了对各绿化带植被的自组织灌溉，降低了人工灌溉的成本，节约了水资源；（7）土壤灌溉更加彻底，少量的人工浇灌和降雨很难使水到达一定深度的土层，这不利于乔木根系的生长，本工程系统的渗透式灌溉可以有效补充乔木主要根系所能到达土层的含水量，运行及维护成本低。

本集成系统中，车行道及非机动车道采用透水沥青路面，又称多孔隙沥青路面，压实后孔隙率在20%以上，能够在沥青混合料内部形成排水通道。路面的雨水径流被收集到预埋在中分带及侧分带内的储水装置中，并逐渐缓释至周围的土壤，满足植被的生长需求。以本集成系统的试验地南京河西新城南部地区为例，根据新城的控制性详细规划，南部地区的主次干道路网总长度约48千米，根据详规中对道路断面的规划，经计算平均路宽60米，绿地面积约占道路总面积的33.8%，即973440平方米。南京属湿热地区，绿地灌溉日需水量5.0-7.6毫米，河西新城南部地区道路绿化灌溉年需水量约1776528-2700322立方米；南京市2013年降雨量为898.4毫米，道路路面收集雨水量为1712853立方米，占绿化灌溉需水量的96.4%-63.4%。除去过程损耗，路面收集的雨水至少可以满足50%以上的绿化灌溉需水，这极大的节约了水资源和所需的经济成本。

Claims

1.生态路工程系统，包括并排设置的机动车道（1）、非机动车道（2）和人行道（3），在相邻的机动车道（1）之间设置中分带（4），在机动车道（1）和非机动车道（2）之间设置侧分带（5），在非机动车道（2）和人行道（3）之间设置人行道绿化带（6），其特征在于：所述的机动车道（1）的底层为12%石灰土（28），在底层上依次覆盖机动车道水泥稳定碎石（27）、WAC-25C温拌沥青混凝土（26）和PAC-13透水沥青混凝土（25）；PAC-13透水沥青混凝土（25）为透水层，在机动车道（1）和侧分带（5）之间设有集水边沟（8），在集水边沟（8）的下方每隔30至50米设置跌水井（9），雨水经路面横坡通过透水层汇入集水边沟（8）；所述的非机动车道（2）的底层为非机动车道水泥稳定碎石（32），在底层上依次覆盖开级配碎石（31）、PAC-20透水沥青混凝土（30）和PAC-13透水沥青混凝土（25）；雨水通过面层由开级配碎石（31）直接渗透至侧分带（5）和人行道绿化带（6）的土壤之中；所述的人行道（3）的底层为12%石灰土垫层（36），在底层上依次覆盖级配碎石（35）、厚30毫米中砂缓冲层（34）和预制露骨料混凝土砖（33）人行道（3）表面雨水通过拼缝处形成倒漏斗形空隙直接下渗至两侧的土壤之中；在侧分带（5）内埋设集水渗透井（7），在集水渗透井（7）的下层设置过路输水管（12）和侧分带渗透管（17），过路输水管（12）位于机动车道基层（1）内，集水渗透井（7）通过过路输水管（12）与渗透式储水模块（13）相连通；在集水渗透井（7）的中上层设置收集管（10）和汇水管（11），收集管（10）位于非机动车道（2）的透水层中，集水渗透井（7）通过收集管（10）与非机动车道雨水口（14）相连通，集水渗透井（7）通过汇水管（11）与跌水井（9）相连通；集水渗透井（7）通过溢流管（16）与市政雨水管道（15）相连；所述的渗透式储水模块（13）在中分带（4）地下靠近道路两侧均有设置。

2.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的透水混凝土（24）厚度为80毫米、透水沥青混凝土（25）厚度为40毫米、WAC-25C温拌沥青混凝土（26）厚度为80毫米、机动车道水泥稳定碎石（27）厚度为320毫米、12%石灰土（28）厚度为200毫米、PAC-20透水沥青混凝土（30）厚度为60毫米、开级配碎石（31）厚度为400毫米、非机动车道水泥稳定碎石（32）厚度为200毫米、中砂缓冲层（34）厚度为30毫米、级配碎石（35）厚度为150毫米以及12%石灰土垫层（36）厚度为120毫米。

3.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的预制露骨料混凝土砖（33）厚度为50毫米，长宽均为400毫米，下底边削角，其相邻两块之间的拼缝留10毫米。

4.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的收集管（10）为内径200毫米塑料管，在收集管（10）管壁设有孔洞。

5.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的汇水管（11）为内径200毫米塑料管；所述的过路输水管（12）材料为内径200毫米的镀锌钢管。

6.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：在所述的侧分带渗透管（17）外侧包裹设置粒径15~25毫米碎石层（18）和滤水土工布（19），且在靠近路基一侧铺设有复合防渗土工膜（21）。

7.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的渗透式储水模块（13）为PP塑料材质，承压能力不小于25KN/㎡，空隙率不小于95%。

8.根据权利要求1所述的生态路工程系统，其特征在于：在所述的PAC-13透水沥青混凝土（25）下方设有宽30厘米的透水混凝土（24），配合后PAC-13透水沥青混凝土（25）和厚80毫米透水混凝土（24）的侧面与集水边沟盖板（22）相接；集水边沟盖板（22）覆盖设置在集水边沟（8）上，在跌水井（9）的正上方设置跌水井盖板（29）。

9.根据权利要求8所述的生态路工程系统，其特征在于：所述的集水边沟盖板（22）为钢纤维混凝土材质，集水边沟盖板（22）厚度为120毫米，在集水边沟盖板（22）两端均开有60毫米宽直角槽，两块拼接时形成120毫米宽U形槽；雨水通过透水混凝土（24）后经U形槽进入集水边沟（8）；在所述的跌水井盖板（29）上开有3排4纵共12个直径50毫米的圆孔。