带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面的制作方法

本发明属于集水排水、雨水截污净化处理技术控制领域，特别是涉及带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面。

背景技术：

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、滤水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

渗透性路面作为“生态排水”的一个重要方法，已经成为道路排水设计的一个重要组成部分。透水路面适用于人行道、机动车道、轻量级车道和各种体育场道路，以往透水路面工程并无统一标准，且路面透水、透气性不高，其中透水砼表面粗糙，承载能力低；透水砖靠毛细孔透水，时间长久易堵塞，用水泥砂或细石砼铺设不透水，承载力也较差，造价高；还有一些透水水泥路面采用预埋管架的方法，即先将塑料管架模具放入垫层上，灌入混凝土，待混凝土干燥后，管架模具设置的多个通孔则成为排水孔，采用这样的方法成本造价较高，施工时间长，而且由于装饰面层为不透水铺装材料，如果与管架法透水混凝土路面相结合，则无法起到透水效果，环保与美观无法兼顾。

随着城市化进程的发展，不可渗透地面的面积高速增长，导致污染物堆积，使得路面雨水中持有大量的污染物，在一些路面径流的研究表明，初期30％雨水径流中的污染负荷占整场降雨污染的70％，因此，初期雨水的截留与处理可有效控制径流带来的水体污染。目前，国内外对于雨水污染处理也有着不同的措施，国外大多是将雨水直接收集起来再利用，国内是将初期雨水直接引入污水处理厂，忽略了污水处理厂除污容量有限，多余污水未经处理直接排入自然水体。因此，有必要研制能够弥补这些方面不足的初期径流雨水截污处理装置，收集并净化城市路面的雨水，并用净化、过滤后的雨水涵养草坪，提高水资源的利用率。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面，能够在大雨到来之时，有效地克服了现有城市排水管网系统不能解决雨水径流造成的水系污染和暴雨径流造成的内涝等问题，实现了集雨、截污、过滤、净水以及削峰调蓄、涵养草坪的自动控制。

本发明采用的技术方案如下：

带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面，从左至右依次包括路面(14)、路缘石(4)、人行道(1)、调蓄储水池(19)和草坪(16)，所述路面(14)靠近人行道(1)的一侧设置有带有净水、滤水功能的矩形空槽状路缘石(4)，矩形空槽状路缘石(4)上部在靠近路面(14)的一侧设置有路缘石雨水进水口(6)，矩形空槽状路缘石(4)内部自上而下依次设置有路缘石上部空腔雨水储水层(5)、砂石过滤层(10)、净化介质层(11)、土工布层(12)和雨水收集模块(13)；所述人行道(1)的下方铺设透水沥青路面(2)，在透水沥青路面(2)的下方设置有多个蓄水模块，蓄水模块由透水板盖(7)和内置吸水填充芯(8)构成；

人行道(1)上的雨水通过透水沥青路面(2)渗入蓄水模块中储存起来，透水混凝土(3)位于透水沥青路面(2)的下方，在蓄水模块之间填充透水混凝土(3)，即蓄水模块被透水混凝土(3)所包裹，蓄水模块之间连通导水管(9)连接，且左右两端蓄水模块通过导水管(9)与排水收集管道(15)连通，且排水收集管道(15)的一端与雨水回收系统相连通；排水收集管道(15)的横断面呈圆形，其直径设置在80～100cm之间；

在土工布层(12)的下方设置有多个雨水收集模块(13)，在雨水收集模块(13)的下方设置有调蓄储水池(19)，调蓄储水池(19)呈直角状，抽水装置设置在调蓄储水池(19)内，抽水装置包括水泵（20）、抽水管（21），水泵（20）位于调蓄储水池(19)的底部，抽水管(21)的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-6cm之间，抽水管（21）的底端与水泵（20）的出水口连通，抽水管（21）的另一端与设置在草坪(16)上方的喷头(22)相连通，温湿度传感器(17)的检测端设置在种植土层(23)中，温湿度传感器(17)的土壤温度信号输出端与控制系统(18)的信号输入端相连接，通过控制系统(18)对调蓄储水池(19)中雨水的蓄、排情况进行控制；抽水装置用于将调蓄储水池(19)内截污净化后的雨水抽出供给种植土层(23)吸收以及涵养草坪(16)；透水砂层(24)设置在种植土层(23)的下方，同时在整个道路结构的最底端设置有砾石粗砂层(25)，可有效地增大整个道路结构的承载力；当路面有坡度时，整个道路结构优先与坡度的方向垂直。

其中，所述的透水混凝土(3)优先采用透水性较好的混凝土制作而成，并在其内铺设有钢筋网架，可有效地增大人行道(1)路面层的承载力。

其中，所述的路缘石(4)长度设置在150～200cm之间，宽度设置在30～50cm之间，路缘石(4)超出路面(14)的部分高设置在15～25cm之间，路缘石(4)采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成。

其中，所述的砂石过滤层(10)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，用于滤去雨水中含有的沙粒、石子等颗粒状物质，砂石过滤层(10)的孔隙率为30％～35％，砂石过滤层(10)的透水系数为0.30mm/s，砂石过滤层(10)的直径为2.0～3.0cm，铺装厚度为25～35cm。

其中，所述的净化介质层(11)由沸石填充而成，沸石主要化学成分是sio2，沸石与水中大量的阳离子进行交换降低水浊度值，除去水中的氟离子、氨氮离子等有害离子物质，沸石粒径为6-10mm，铺装厚度为25～35cm。

其中，所述的土工布层(12)铺装厚度为25～35cm，渗水进入土工布层(12)中进行再次过滤，将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，使得最终流入雨水收集模块(13)内的积水足够的纯净，土工布层(12)采用合成纤维通过针刺或编织制作而成。

其中，所述的雨水收集模块(13)采用不锈钢板拼接而成，雨水收集模块(13)的整体厚度设置在80～100cm之间，雨水收集模块(13)采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置，雨水收集模块(13)在靠近路面(14)的一侧设置有防水布，并在防水布的外侧涂抹防渗水泥层，防水布采用高分子防水透气材料（ptfe膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。

其中，所述的喷头(22)高出所述草坪(16)约为25cm-35cm，且喷头(22)的孔径约为6cm-8cm。

其中，所述的蓄水模块具有封闭的底部和侧壁，均采用不锈钢板制作而成，导水管(9)设置在蓄水模块的侧壁上，导水管(9)的横断面呈圆形，其直径设置在3cm-5cm之间；内置吸水填充芯(8)优先采用过滤海绵制作而成，透水板盖(7)优先采用不锈钢板制作而成；蓄水模块均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。

其中，所述的调蓄储水池(19)的四周和底壁均优先采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，调蓄储水池(19)的内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上；调蓄储水池(19)的底面与所述透水砂层(24)的底面处于同一高度。

本发明的有益效果：

本发明的效果和优点是人行道上的雨水通过透水沥青路面渗入蓄水模块中储存起来，降雨结束后，在天气晴朗时，蓄水模块内储存的雨水通过路面的蒸发，可有效地起到雨水调蓄的功能，改善区域的气候条件，并且可以减少热岛效应，同时蓄水模块内设置的内置吸水填充芯还可以有效起到吸收路面汽车轮胎摩擦路面所产生的噪音的效果，蓄水模块具有制作简单、结构简单、制作成本低等特点，其应用范围较广，可用于小区、公园等道路，该道路结构能够回收、储存并且过滤、净化雨水，同时收集的雨水能够为土壤、草坪所吸收，辅助花草树木等植物的生长，能够有效解决路面积水的问题。该结构通过对路面雨水的收集、净化、储存、截污、排放，实现了削峰调蓄、涵养草坪与水生态修复的目标，对“海绵城市”建设具有重要参考意义。

附图说明

下面结合附图对本发明中作进一步说明：

图1为本发明带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面的实施例1结构示意图。

图2为本发明带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面的实施例2结构示意图。

图3为本发明带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面的实施例3结构示意图。

图中：1为人行道；2为透水沥青路面；3为透水混凝土；4为路缘石；5为路缘石上部空腔雨水储水层；6为路缘石雨水进水口；7为透水板盖；8为内置吸水填充芯；9为导水管；10为砂石过滤层；11为净化介质层；12为土工布层；13为雨水收集模块；14为路面；15为排水收集管道；16为草坪；17为温湿度传感器；18为控制器；19为调蓄储水池；20为水泵；21为抽水管；22为喷头；23为种植土层；24为透水砂层；25为砾石粗砂层。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

如图1所示，带有蓄水模块及截污净化处理的生态路面，包括人行道(1)、透水沥青路面(2)、透水混凝土(3)、路缘石(4)、路缘石上部空腔雨水储水层(5)、路缘石雨水进水口(6)、透水板盖(7)、内置吸水填充芯(8)、导水管(9)、砂石过滤层(10)、净化介质层(11)、土工布层(12)、雨水收集模块(13)、路面(14)、排水收集管道(15)、草坪(16)、温湿度传感器(17)、控制系统(18)、调蓄储水池(19)、水泵(20)、抽水管(21)、喷头(22)、种植土层(23)、透水砂层(24)和砾石粗砂层(25)，该路面结构从左至右依次包括路面(14)、路缘石(4)、人行道(1)、调蓄储水池(19)和草坪(16)；所述路面(14)靠近人行道(1)的一侧设置有带有净水、滤水功能的矩形空槽状路缘石(4)，路缘石(4)长度设置在150～200cm之间，宽度设置在30～50cm之间，路缘石(4)超出路面(14)的部分高度设置在15～25cm之间，路缘石(4)采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成，矩形空槽状路缘石(4)上部在靠近路面(14)的一侧设置有路缘石雨水进水口(6)，矩形空槽状路缘石(4)内部自上而下依次设置有路缘石上部空腔雨水储水层(5)、砂石过滤层(10)、净化介质层(11)、土工布层(12)和雨水收集模块(13)；所述人行道(1)的下方铺设透水沥青路面(2)，在透水沥青路面(2)的下方设置有多个蓄水模块，蓄水模块由透水板盖(7)和内置吸水填充芯(8)构成；人行道(1)上的雨水通过透水沥青路面(2)渗入蓄水模块中储存起来，之后通过路面蒸发可有效地改善地区的气候条件，并且可以减少热岛效应，同时还可以起到吸收路面汽车轮胎摩擦路面所产生的噪音的效果；透水混凝土(3)位于透水沥青路面(2)的下方，在蓄水模块之间填充透水混凝土(3)，透水混凝土(3)优先采用透水性较好的混凝土制作而成，并在其内铺设有钢筋网架，可有效地增大人行道(1)路面层的承载力，蓄水模块被透水混凝土(3)所包裹，蓄水模块之间连通导水管(9)连接，且左右两端蓄水模块通过导水管(9)与排水收集管道(15)连通，且排水收集管道(15)的一端与雨水回收系统相连通，在雨水较大时可有效地将多余的雨水排入雨水回收系统，解决了现有道路存在的排水不及时的问题；排水收集管道(15)的横断面呈圆形，其直径设置在80～100cm之间；在土工布层(12)的下方设置有多个雨水收集模块(13)，雨水收集模块(13)可以有效地将上方层层过滤、净化后的雨水暂时储存起来；在雨水收集模块(13)的下方设置有调蓄储水池(19)，调蓄储水池(19)呈直角状，抽水装置设置在调蓄储水池(19)内，抽水装置包括水泵（20）、抽水管（21），水泵（20）位于调蓄储水池(19)的底部，抽水管(21)的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-6cm之间，抽水管（21）的底端与水泵（20）的出水口连通，抽水管（21）的另一端与设置在草坪(16)上方的喷头(22)相连通，温湿度传感器(17)的检测端设置在种植土层(23)中，温湿度传感器(17)的土壤温度信号输出端与控制系统(18)的信号输入端相连接，通过控制系统(18)对调蓄储水池(19)中雨水的蓄、排情况进行控制；抽水装置用于将调蓄储水池(19)内截污净化后的雨水抽出供给种植土层(23)吸收以及涵养草坪(16)；透水砂层(24)设置在种植土层(23)的下方，同时在整个道路结构的最底端设置有砾石粗砂层(25)，可有效地增大整个道路结构的承载力。

其中，所述的砂石过滤层(10)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，用于滤去雨水中含有的沙粒、石子等颗粒状物质，同时还可以对雨水中的较大杂质和泥土进行阻挡过滤，砂石过滤层(10)的孔隙率为30％～35％，砂石过滤层(10)的透水系数为0.30mm/s，砂石过滤层(10)的直径为2.0～3.0cm，铺装厚度为25～35cm；净化介质层(11)由沸石填充而成，沸石主要化学成分是sio2，其内部有着宽阔的空洞和孔道，沸石离子交换能力强、化学性能稳定、可以与水中大量的阳离子进行交换降低水浊度值，除去水中的氟离子、氨氮离子等有害离子物质，沸石粒径为6-10mm，铺装厚度为25～35cm；净化介质层(11)的填料高度与内部低孔隙率保证了水流通过时有足够的氨、氮反应时间与硝化菌繁殖的培养空间，对污水中的有害细菌成分处理有非常好的效果；土工布层(12)铺装厚度为25～35cm，渗水进入土工布层(12)中进行再次过滤，将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，使得最终流入雨水收集模块(13)内的积水足够的纯净，土工布层(12)采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，属于透水性土工合成材料，其具有优秀的过滤、排水、渗水、隔离、防护等作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等特点，其透水性好，在纤维间有空隙，故有良好的渗水性能，抗微生物性好，对微生物、虫蛀均不受损害。

其中，所述的雨水收集模块(13)采用不锈钢板拼接而成，雨水收集模块(13)的整体厚度设置在80～100cm之间，雨水收集模块(13)采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置，雨水收集模块(13)在靠近路面(14)的一侧设置有防水布，并在防水布的外侧涂抹防渗水泥层，防水布采用高分子防水透气材料（ptfe膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。

其中，所述的喷头(22)高出所述草坪(16)约为25cm-35cm，且喷头(22)的孔径约为6cm-8cm。

其中，所述的蓄水模块具有封闭的底部和侧壁，均采用不锈钢板制作而成，导水管(9)设置在蓄水模块的侧壁上，导水管(9)的横断面呈圆形，其直径设置在3cm-5cm之间；内置吸水填充芯(8)优先采用过滤海绵制作而成，透水板盖(7)优先采用不锈钢板制作而成；蓄水模块均优先采用均匀分布，并且横、纵成排，等间距布置。

其中，所述的调蓄储水池(19)的四周和底壁均优先采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，调蓄储水池(19)的内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上；调蓄储水池(19)的底面与所述透水砂层(24)的底面处于同一高度。

实施例2

如图2所示，当路面有坡度时，整个路面结构优先与坡度的方向垂直；其他结构同实施例1。

实施例3

从图3可以看出，本实施例同图1中的实施例在结构和原理上基本相同，不同之处在于本实施例所提出的路面结构一般适用于公园、学校、小区、广场内的一些所需荷载较小的硬质道路，此类道路汽车、自行车、摩托车、行人较少，所以路面所需的荷载较小，所以人行道的路面层不需要采用透水沥青路面，可以采用质量较好、硬度较高的透水砖铺设而成，所述的路面结构也可作为公园、学校、小区、广场内一些行车较少、荷载较小的道路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。