具有呼吸功能的弹性导水件、导水组件及透水路面结构的制作方法

1.本实用新型涉及海绵城市技术领域，具体涉及一种具有呼吸自清洁功能的弹性导水件，以及采用该弹性导水件的导水组件和透水路面结构。


背景技术：

2.近年来，关于城市出现内涝灾害的报道屡见不鲜，其原因主要在于城市路面渗水性差，传统城市排水不能够及时地疏导大量的降水，其内部排水系统存在老旧淤堵的情况。针对这种情况，海绵城市的理念逐渐引起了社会的重视。海绵城市作为新一代的城市雨洪管理概念，期望城市具有优秀的排水能力以很好地应对洪涝等灾害。
3.生态透水路面是海绵城市的重要组成部分。目前，透水路面多采用透水材料来构成整体的道路，例如采用粗骨料、水泥和水搅拌制成的多孔轻质混凝土来进行透水，或者是利用铺装地板砖之间的缝隙进行透水。但是这样的透水路面存在以下问题：首先，采用透水材料铺装的道路，其用于透水的孔隙容易被沙泥粉尘堵塞，从而造成透水率下降，甚至完全丧失透水功能；其次，采用透水材料的铺装路面，由于透水材料上有用于透水的孔隙，所以传统透水路面的承载能力较差，并且造价较高，不够经济，性价比低；最后，传统透水路面难以维护，一旦透水材料失去透水功能，难以修复，只能在破除后进行整体更换，代价较大，工程较繁琐。
4.为了解决上述问题，专利cn204728165u公开了一种生态透水路面，该透水路面采用了竖向的导水管，渗透到透水砖层的水能够进入导水管的上端开口向下流至碎石层或砾石层，利用碎石层和砾石层的沙砾间隙容纳大量的水，达到减少路面积水的目的，然而，该导水管内容易堆积灰尘杂物，造成导水管堵塞，失去导流作用。专利cn206692979u公开了一种透水路面，该透水路面利用竖直的导流道将积聚在路面上的雨水引导至地下，同时利用密封块封堵导流道的上端，在雨水天利用雨水膨胀橡胶后撑开密封块开启导流道，这种机构结构复杂难以大规模应用，铺装成本高，且利用水触发导流道不仅会导致局部导流道吃水膨胀开启、造成灰尘杂物进入，而且导流道内进入的灰尘杂物也无法有效地清洗。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有呼吸功能的弹性导水件，该导水件在未受压时，可以利用自身的螺旋结构引导水流、利用透水腔排水，而导水件受压时，在压力作用下会产生一定程度的压缩，并在透水腔内产生自上而下的脉冲气流冲刷透水腔内的灰尘，压力卸除后再次复位，实现自主呼吸功能，由路面压力触发进行自清洁，保持透水腔内的洁净。
6.上述目的通过下述技术方案实现：
7.具有呼吸功能的弹性导水件，包括上下开口的柱状主体，所述主体的内部空间构成透水腔，主体的壁面上开设有连通所述透水腔和主体外部的流道，所述流道的顶端与主体的上端开口连通，流道的底端沿所述壁面向下螺旋延伸。
8.本技术方案中，所述弹性导水件的上端和下端均为开口端，水流能够从上端进入并从下端排出。主体的柱状结构可以是圆柱体、圆锥体、棱柱体或是其他横截面不规则的异形柱体。柱体的内部的中空部分构成透水腔，透水腔的上下端也即主体的上下端，水流能够自透水腔的顶端进入并经底端排出，最后流至透水砼基层中。在部分实施例中，弹性导水件的材质可以是金属材料制成，可以采用具有一定硬度的塑料制成，例如聚酰胺，也可以采用金属材料作为主体，外表包裹有聚酰胺等材料进行保护，使得弹性导水件具有足够的刚度以确保透水路面具有足够的抗压能力，并且流道能够在压力卸除后快速复位引导水流。
9.本技术方案中，主体的壁面上开设有流道，所述流道用于将地面上的水流引导至透水腔中、亦或直接引导至透水砼基层中，因此，流道的顶端需延伸至弹性导水件的上端。流道的数量可以是一根也可以是多根。在一个或多个实施例中，弹性导水件的壁面上仅设置有一根流道，所述流道沿弹性导水件的壁面自上而下延伸，以使得部分水流能够沿流道自上而下流动。在一个或多个实施例中，弹性导水件的壁面上设置有多根流道，且每根流道的上端均连通至弹性导水件的上端。
10.本技术方案中，弹性导水件的流道在横向方向连通了透水腔和弹性导水件的外部。本领域技术人员应当理解，流道的高度，也即流道沿弹性导水件纵向中轴线的长度，应当小于弹性导水件所位于的土层的石料的最小尺寸，以避免石料通过流道进入至透水腔造成透水腔内堵塞。
11.流道沿柱状主体的壁面螺旋延伸，从而使弹性导水件的整体结构类似弹簧，在弹性导水件受竖直方向的压力时，流道能够变窄或者关闭，降低透水腔和弹性导水件的连接通道的流通面积，在弹性导水件所受压力卸除后，流道能够复位至初始的高度，以允许水流沿流道流动。
12.当导水件安装于透水路面中后，在没有车辆、行人经过时，弹性导水件的上端不受力，路面的积水一部分能够经透水腔的上端进入到透水腔内，之后再经安装板的通孔流入透水砼基层中，另一部分积水可以沿流道流动，之后经透水腔进入通孔或是直接经通孔流入透水砼基层中，壁面内的流道起到一定的分流作用，避免路面积水量过大时，水流在透水腔的上部堵塞，造成排水不畅。车辆、行人经过弹性导水件时，弹性导水件上端受力，流道收缩变窄的同时透水腔内产生一股自上而下的脉冲气流，该脉冲气流沿透水腔移动并吹扫透水腔内的灰尘、固体颗粒等杂物，最终脉冲气流携带杂物经通孔排出透水腔，实现通道的自清洁，压力卸去后，流道复位至初始高度继续起到导流的作用。
13.通过上述设置，弹性导水件在不受压时可以利用透水腔、流道共同排水，减少路面积水、避免积水在弹性导水件上端堵塞，弹性导水件在受压时可缩小流道，减少壁面出风，在透水腔内形成一股自上而下的脉冲气流吹扫透水腔内部，并将透水腔内部的灰尘、沙石等杂物经通孔携带至安装板下方的土层中，实现透水腔内的自清洁，减少透水腔内杂物堵塞，显著地提高了透水路面的透水效果，并且弹性导水件的弹性结构能够进一步提高透水路面的抗压强度；不仅如此，弹性导水件结构简单，可利用模具成型，能够工业规模化生产。
14.进一步地，所述主体的内径由下至上逐渐减小。本技术方案中，弹性导水件的透水腔的上端直径最小，而下端直径最大，这种结构能够有效地减少灰尘、沙石、颗粒等杂物自透水腔上端进入到透水腔的概率和数量，而且灰尘、沙石、颗粒等杂物不易在内壁上堆积，而更多地在透水腔底部堆积，底部堆积的杂物能够在脉冲气流的冲击下快速经通孔进入到
安装板下方，并在气流的冲击下向四周散开。在该结构中，流道的设置更加重要，利用流道的辅助排水能够有效地避免透水腔上端的水流堵塞。
15.进一步地，所述主体为圆锥体。
16.进一步地，所述主体的上端开口的直径为1～3mm。
17.进一步地，所述流道的高度为2～5mm。弹性导水件通常设置于透水砼基层之上，相邻的弹性导水件之间填充碎石或彩色透水混凝土，因而流道的高度要足够小以避免过多的沙石进入到透水腔中影响透水，所以流道的高度通常设置为2～5mm。
18.本实用新型还提供一种导水组件，该导水组件包括安装板，所述安装板的上表面上设置有若干通孔，所述通孔上设置有弹性导水件，所述弹性导水件的透水腔与通孔连通。
19.导水组件包括安装板以及设置于安装板上的若干弹性导水件。安装板与导水件之间的连接可以是不可拆卸连接，例如通过模具一体成型，或是将弹性导水件粘接于安装板表面；安装板与导水件之间的连接也可以是可拆卸连接，例如螺纹连接、紧固件连接、卡接等。
20.安装板上具有若干通孔，通孔优选与弹性导水件一一对应。利用安装板不仅能够简化路面施工，在施工时直接将安装板铺设于透水砼基层即可，板状或网格状的安装板强度高、寿命长，能够利用安装板快速施工安装并提高透水路面的整体抗压强度。
21.安装板上通孔的设置方式有多种。作为本实用新型中一种优选的安装板结构，所述安装板为板状结构，所述安装板上设置有若干第一通孔，所述第一通孔的直径小于所述透水腔的底端的直径。本技术方案中，安装板与透水砼基层的接触面大，有利于提高导水层的承载力，增加透水路面的整体抗压强度。
22.作为本实用新型中另一种优选的安装板结构，所述安装板包括垂直交叉设置的竖向网条和横向网条，所述竖向网条和横向网条之间形成有与透水腔连通的第二通孔。本技术方案中，安装板能够减少透水砼基层的固体颗粒沿水平面的移动，同时透水能力更好。
23.进一步地，所述安装板的下表面设置有若干支撑件。所述支撑件设置于安装板的下表面，当安装板铺设于透水砼基层上后，若干支撑件使得安装板的下表面和透水砼基层的上表面之间存在足够的间隙，以使得从通孔中排出的气体、水流能够经过该间隙，由通孔下方的区域向四周扩散，从而确保气体、水流顺畅排出，避免在透水腔内形成局部涡流，造成流体拥堵。
24.本实用新型还提供一种透水路面结构，所述透水路面结构采用前述任一种导水组件。
25.在部分实施例中，所述透水路面包括自下至上铺设的夯土层、砂卵石层、透水砼基层、导水层、透水层和表层，导水层采用导水组件，所述导水组件的弹性导水件的上端与所述表层的上表面齐平，所述弹性导水件的流道的高度小于透水层、表层采用的固体颗粒的尺寸。
26.导水层的安装板和导水件在满足强度要求的同时还利用弹性导水件实现自清洁，并提供流道和透水腔提高透水路面的透水性能，另外，利用安装板将导水层连成一个平整的整体，避免局部凹陷，有效地提高路面承载能力和透水能力。
27.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
28.1、本实用新型的弹性导水件在不受压时可以利用透水腔、流道共同排水，减少路
面积水、避免积水在弹性导水件上端堵塞，弹性导水件在受压时可缩小流道，减少壁面出风，在透水腔内形成一股自上而下的脉冲气流吹扫透水腔内部，并将透水腔内部的灰尘、沙石等杂物经通孔携带至安装板下方的土层中，实现透水腔内的自清洁，减少透水腔内杂物堵塞，显著地提高了透水路面的透水效果，并且弹性导水件的弹性结构能够进一步提高透水路面的抗压强度；
29.2、本实用新型的透水腔的上端直径最小，而下端直径最大，这种结构能够有效地减少灰尘、沙石、颗粒等杂物自透水腔上端进入到透水腔的概率和数量，而且灰尘、沙石、颗粒等杂物不易在内壁上堆积，而更多地在透水腔底部堆积，底部堆积的杂物能够在脉冲气流的冲击下快速经通孔进入到安装板下方，并在气流的冲击下向四周散开；
30.3、本实用新型的安装板通过设置支撑件使得安装板的下表面和透水砼基层的上表面之间存在足够的间隙，以使得从通孔中排出的气体、水流能够经过该间隙，由通孔下方的区域向四周扩散，从而确保气体、水流顺畅排出，避免在透水腔内形成局部涡流，造成流体拥堵；
31.4、本实用新型的透水路面利用导水层的安装板和导水件在满足强度要求的同时还利用弹性导水件实现自清洁，并提供流道和透水腔提高透水路面的透水性能，另外，利用安装板将导水层连成一个平整的整体，避免局部凹陷，有效地提高路面承载能力和透水能力。
附图说明
32.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
33.图1为本实用新型具体实施例中弹性导水件的结构示意图；
34.图2为本实用新型具体实施例中弹性导水件的俯视示意图；
35.图3为本实用新型具体实施例中导水组件的结构示意图；
36.图4为本实用新型具体实施例中导水组件的一种结构的安装板的俯视示意图；
37.图5为本实用新型具体实施例中导水组件的另一种结构的安装板的仰视示意图；
38.图6为本实用新型具体实施例中透水路面结构的示意图。
39.附图中标记及对应的零部件名称：
40.1-主体，2-流道，3-透水腔，4-流道下表面，10-弹性导水件，20-安装板，21-第一通孔，22-竖向网条，23-横向网条，24-第二通孔，25-支撑件，30-夯土层，31-砂卵石层，32-透水砼基层，33-透水层，34-表层。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元
件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
43.实施例1：
44.如图1和图2所示的具有呼吸功能的弹性导水件，包括上下开口的柱状主体1，所述主体1的内部空间构成透水腔3，主体1的壁面上开设有连通所述透水腔3和主体1外部的流道2，所述流道2的顶端与主体1的上端开口连通，流道2的底端沿所述壁面向下螺旋延伸。
45.在部分实施例中，主体的柱状结构可以是圆柱体、圆锥体、棱柱体或是其他横截面不规则的异形柱体，优选地，所述主体1为圆锥体。
46.当导水件安装于透水路面中后，在没有车辆、行人经过时，弹性导水件的上端不受力，路面的积水一部分能够经透水腔的上端进入到透水腔内，之后再经安装板的通孔流入透水砼基层中，另一部分积水可以沿流道流动，之后经透水腔进入通孔或是直接经通孔流入透水砼基层中，壁面内的流道起到一定的分流作用，避免路面积水量过大时，水流在透水腔的上部堵塞，造成排水不畅。车辆、行人经过弹性导水件时，弹性导水件上端受力，流道收缩变窄的同时透水腔内产生一股自上而下的脉冲气流，该脉冲气流沿透水腔移动并吹扫透水腔内的灰尘、固体颗粒等杂物，最终脉冲气流携带杂物经通孔排出透水腔，实现通道的自清洁，压力卸去后，流道复位至初始高度继续起到导流的作用。
47.本实施例中，弹性导水件在不受压时可以利用透水腔、流道共同排水，减少路面积水、避免积水在弹性导水件上端堵塞，弹性导水件在受压时可缩小流道，减少壁面出风，在透水腔内形成一股自上而下的脉冲气流吹扫透水腔内部，并将透水腔内部的灰尘、沙石等杂物经通孔携带至安装板下方的土层中，实现透水腔内的自清洁，减少透水腔内杂物堵塞，显著地提高了透水路面的透水效果，并且弹性导水件的弹性结构能够进一步提高透水路面的抗压强度；不仅如此，弹性导水件结构简单，可利用模具成型，能够工业规模化生产。
48.在部分实施例中，如图1和图2所示，所述主体1的内径由下至上逐渐减小。弹性导水件的透水腔的上端直径最小，而下端直径最大，这种结构能够有效地减少灰尘、沙石、颗粒等杂物自透水腔上端进入到透水腔的概率和数量，而且灰尘、沙石、颗粒等杂物不易在内壁上堆积，而更多地在透水腔底部堆积，底部堆积的杂物能够在脉冲气流的冲击下快速经通孔进入到安装板下方，并在气流的冲击下向四周散开。在该结构中，流道的设置更加重要，利用流道的辅助排水能够有效地避免透水腔上端的水流堵塞。
49.在部分实施例中，流道下表面4上设置有沿流道延伸的凹槽。凹槽的作用在于一方面提高流道的走水量，进一步提高弹性导水件排水速度，增强透水路面的透水能力，另一方面，凹槽能够容纳一些细小的灰尘和沙石，一定程度上拦截由弹性导水件外部进入至透水腔的灰尘和沙石，提高透水腔的洁净程度，并且，在脉冲气流形成时，小部分气流能够横向吹扫变窄的流道，经过变窄的流道时气流进一步加速以将部分沉积在凹槽内的灰尘和沙石吹扫至弹性导向件的外部。
50.在部分实施例中，所述流道下表面为斜面，所述斜面朝向所述透水腔倾斜。所述斜面能够更好地将沿流道上流经的水流引导至透水腔内。
51.在一个或多个实施例中，所述主体1的上端开口的直径为1～3mm，优选为1～2mm。
52.在一个或多个实施例中，所述流道2的高度为2～5mm。
53.实施例2：
54.在实施例1的基础上，如图4所示的一种导水组件，包括安装板20，所述安装板20为板状结构，安装板20上设置有若干第一通孔21，所述第一通孔21上设置有前述任一实施例中的弹性导水件10，所述弹性导水件10的透水腔3与通孔连通，所述第一通孔21的直径小于所述透水腔3的底端的直径。本技术方案中，安装板与透水砼基层的接触面大，有利于提高导水层的承载力，增加透水路面的整体抗压强度。
55.在部分实施例中，所述安装板20的下表面设置有若干支撑件25。所述支撑件设置于安装板的下表面，当安装板铺设于透水砼基层上后，若干支撑件使得安装板的下表面和透水砼基层的上表面之间存在足够的间隙，以使得从通孔中排出的气体、水流能够经过该间隙，由通孔下方的区域向四周扩散，从而确保气体、水流顺畅排出，避免在透水腔内形成局部涡流，造成流体拥堵。
56.实施例3：
57.在实施例1的基础上，如图5所示的一种导水组件，所述安装板20包括垂直交叉设置的竖向网条22和横向网条23，所述竖向网条22和横向网条23之间形成有与透水腔3连通的第二通孔24。本技术方案中，安装板能够减少透水砼基层的固体颗粒沿水平面的移动，同时透水能力更好。
58.在部分实施例中，所述安装板20的下表面设置有若干支撑件25。所述支撑件设置于安装板的下表面，当安装板铺设于透水砼基层上后，若干支撑件使得安装板的下表面和透水砼基层的上表面之间存在足够的间隙，以使得从通孔中排出的气体、水流能够经过该间隙，由通孔下方的区域向四周扩散，从而确保气体、水流顺畅排出，避免在透水腔内形成局部涡流，造成流体拥堵。
59.实施例4：
60.在上述实施例的基础上，一种透水路面结构，所述透水路面结构采用前述任一实施例中的导水组件。
61.在部分实施例中，如图6所示，所述透水路面包括自下至上铺设的夯土层、砂卵石层、透水砼基层、导水层、透水层和表层，导水层采用导水组件，所述导水组件的弹性导水件的上端与所述表层的上表面齐平，所述弹性导水件的流道的高度小于透水层、表层采用的固体颗粒的尺寸。
62.在部分实施例中，夯土层、砂卵石层、透水砼基层、透水层和表层均可采用现有技术中的材料。在一个或多个实施例中，所述夯土层厚度为100～200mm，砂卵石层厚度为300～500mm，透水砼基层厚度为150～200mm，安装板的厚度为50～100mm，透水层的厚度为30～100mm，表面保护层的厚度为1～10mm。通过合理调整各层厚度，能够有效地提高透水路面的抗压强度和透水能力。
63.在一个优选实施例中，所述夯土层厚度为100mm，砂卵石层厚度为400mm，透水砼基层厚度为200mm，安装板的厚度为50mm，透水层的厚度为50mm，表面保护层的厚度为1mm。
64.本实施例中，导水层的安装板和导水件在满足强度要求的同时还利用弹性导水件实现自清洁，并提供流道和透水腔提高透水路面的透水性能，另外，利用安装板将导水层连成一个平整的整体，避免局部凹陷，有效地提高路面承载能力和透水能力。
65.本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一通孔、第二通孔等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使
用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
66.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。