一种收集净化雨水的路缘石的制作方法

本发明涉及道路建筑技术领域，特别是涉及一种能对公路径流雨水进行收集、净化、回收利用的路边建筑附件，尤其涉及一种收集净化雨水的路缘石。

背景技术：

路缘石是道路建设过程中经常会用到的一种道路镶边建筑附件，一般是作为设置在路面边缘与其他构造带分离的条形石，也称为路牙，在道路建设中应用十分广泛。传统路缘石仅起到分割区域，阻挡道路排水与道路垃圾等作用，但也因此易对道路排水产生障碍，尤其是在雨水较多的南方地区，易造成下雨天雨水囤积，路面大面积积水，不利于道路的畅通，致使产生城市洪涝灾害。

近几年路面径流污染越来越受到广泛关注，雨水和道路清洁用水是路面径流污染的主要来源。公路路面径流中除了常规污染物SS、COD、N、P外，也有因汽车尾气、路面垃圾等带来的重金属(如Pb、Cd、Zn、Cu)、油脂类污染物、石油类污染物等。在传统的道路排水方式中，公路路面径流汇集后一般通过城市雨水管网直接排入城市排水系统、受纳水体或周边土地中，造成大量水体和土壤污染，使环境质量大大下降。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提出一种收集净化雨水的路缘石，既可以有效收集公路路面径流，减缓城市洪涝灾害，又能对含有大量污染物的公路路面径流净化，不仅可以去除常规污染物污染物(如SS、COD、N、P)，还能有效去除重金属、油脂类、石油类等难以用常规方法去除的污染物，在对雨水回收利用的同时，控制了道路径流对周边水体和土壤的污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种收集净化雨水的路缘石，所述路缘石包括设置在路基边缘的中空路缘石本体，所述中空路缘石本体在近路基一侧上设有矩形空槽，所述矩形空槽上部设有格栅板，所述矩形空槽内部自上而下依次设有空腔储水层、过滤层、除油层、第一净化层、第二净化层，所述矩形空槽底部设有排水管。

优选地，所述中空路缘石本体长50～55cm，宽10～15cm，超出路基部分高10～15cm。

优选地，所述中空路缘石本体的材质为花岗岩或混凝土；所述格栅板的材质为不锈钢。

优选地，所述矩形空槽四周和底部涂抹有水泥层，所述矩形空槽四周和底部铺设有防水布。

优选地，所述过滤层由卵石铺设而成，所述过滤层的厚度为10～15cm，所述卵石的粒径为15～20mm。

优选地，所述除油层由亲油疏水性材料铺设而成，所述除油层的厚度为5～10cm。

优选地，所述第一净化层由石墨烯透水混凝土材料铺设而成，所述第一净化层的厚度为10～15cm。

优选地，所述石墨烯透水混凝土材料中各组分质量百分比为粗骨料78～82％、水泥13～17％，石墨烯悬浊液5～10％，聚羧酸减水剂1～1.5％，其中，石墨烯在悬浊液中质量百分比为0.1～0.3％；粗骨料采用单一级配碎石，粒径范围5～10mm。

优选地，所述第二净化层由沸石铺设而成，所述第二净化层的厚度为15～20cm，所述沸石的粒径为3～5mm。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

本发明的收集净化雨水的路缘石能够有效收集排放公路路面径流，减缓城市洪涝灾害。通过在矩形空槽内部自上而下依次设置空腔储水层、过滤层、除油层、第一净化层、第二净化层，不仅对常规污染物(SS、COD、N、P)有良好的去除效果，还能有效去除重金属、油脂类、石油类等难以用常规方法去除的污染物。通过排水管收集到的水能够直接作为灌溉用水、景观用水、洗车等生活用水，且不会对水体和土壤造成污染。本发明的收集净化雨水的路缘石能够定期更换清理填充材料，清洗内部空间，有效保障渗滤及净化效果，且操作简单方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为收集净化雨水的路缘石横断面示意图；

图2为收集净化雨水的路缘石纵断面示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供了一种收集净化雨水的路缘石，包括中空路缘石本体，本体下部有一矩形空槽，空槽一侧为公路路基，矩形空槽内设置了收集净化雨水的机构，由自上而下依次为空腔储水层、过滤层、除油层、第一净化层、第二净化层等结构。如图1、图2所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。

具体地，所述路缘石包括设置在路基1边缘的中空路缘石本体2，所述中空路缘石本体2在近路基1一侧上设有矩形空槽，所述矩形空槽上部设有格栅板3，所述矩形空槽内部自上而下依次设有空腔储水层4、过滤层5、除油层6、第一净化层7、第二净化层8，所述矩形空槽底部设有排水管9。

优选地，所述中空路缘石本体2位于路基1边缘，所述中空路缘石本体2长50～55cm，宽10～15cm，超出路基1部分高10～15cm，其可选用花岗岩、混凝土等材料，材料性能应符合相关标准。所述中空路缘石本体2在近路基1一侧上设有矩形空槽，所述矩形空槽上部设有格栅板3，格栅板可拆卸，可选用不锈钢材料，用以拦截路面的垃圾。

矩形空槽位于中空路缘石本体的近路基1侧，其高度为55～60cm，长50～55cm，宽10～15cm。所述矩形空槽四周和底部涂抹有水泥层，所述矩形空槽四周和底部铺设有防水布。矩形空槽内放置收集净化雨水的各个填充层，各填充层长度和宽度略小于矩形空槽的宽度。矩形空槽内可用碎石填充缝隙，尤其是靠近路基1的一侧需要填充，起到稳固作用，防止倒塌。

进一步，所述矩形空槽内部自上而下依次设有空腔储水层4、过滤层5、除油层6、第一净化层7、第二净化层8。

其中，所述空腔储水层4设置在中空路缘石本体2中，位于过滤层与路基相平处之间，高度为10～15cm，可将汇集的公路雨水暂时储存在空腔中，避免路面积水的形成，雨水在空腔储水层4后缓慢下渗，进行过滤净化。所述过滤层5由卵石铺设而成，所述过滤层5的厚度为10～15cm，所述卵石的粒径为15～20mm，其可以截取雨水中的悬浮物。所述除油层6由亲油疏水性材料铺设而成，可选用聚丙烯颗粒等材料，所述除油层6的厚度为5～10cm，粒径为5～8mm，其可吸附去除雨水中油脂类、石油类污染物。

优选地，所述第一净化层7由石墨烯透水混凝土材料铺设而成，所述第一净化层7的厚度为10～15cm。所述石墨烯透水混凝土材料中各组分质量百分比为粗骨料78～82％、水泥13～17％，石墨烯悬浊液5～10％，聚羧酸减水剂1～1.5％，其中，石墨烯在悬浊液中质量百分比为0.1～0.3％，粗骨料采用单一级配碎石，粒径范围5～10mm。

石墨烯是以sp²杂化的、具有单原子碳层(厚度为0.334nm)的蜂窝状六边形结构的超薄二维材料，是已知的世上最薄最坚硬的纳米材料。同时，石墨烯具有超高的比表面积，具有吸附性能高、速度快、稳定性高、可重复利用等特点，颇受各领域关注。

在所述的石墨烯透水混凝土材料中，各组分质量百分比为粗骨料78～82％、水泥13～17％，水5～10％，其他外加剂1～1.5％。其中粗骨料采用单一级配碎石，粒径范围5～10mm；水泥选用普通硅酸盐水泥；水选用已制备的石墨烯悬浊液；外加剂选用聚羧酸减水剂。将各组原料按配比称量，分别放入搅拌机中，经充分搅拌均匀，进行浇注、平整、养护过程，最终得到透水性良好的石墨烯透水混凝土材料。采用上述方法得到石墨烯透水混凝土材料，能够利用石墨烯强大的吸附功能，能够快速有效的吸附去除重金属、难降解有机物等污染物。

其中，所述石墨烯悬浊液的制备方法如下：将片状石墨烯加入到硝酸溶液中，室温下超声处理1h；然后将该溶液置于搅拌器上搅拌24h，用氨水中和溶液中的酸，再用大量去离子水水冲洗沉淀物，直至pH＝7；将过滤后得到的沉淀物于60℃下烘干2小时，并研磨成粉末状后加入到蒸馏水中，得到分散性良好的石墨烯悬浊液。

所述第二净化层8由沸石铺设而成，所述第二净化层8的厚度为15～20cm，所述沸石的粒径为3～5mm。沸石稳定性好，且具有较大的孔隙，由于其良好的离子交换和吸附作用，可降低雨水中氮、磷含量。其中，沸石可选用改性沸石提高对氮磷污染物的去除率。本发明的路缘石在所述矩形空槽底部设有排水管9，将净化后的水从所述第二净化层8的底部排出进行收集利用。

当然本领域技术人员应当知晓，本发明的收集净化雨水的路缘石中的过滤层5、除油层6、第一净化层7、第二净化层8均可进行模块化，分别制成单独的层状模块。具体地，在制作模块时，可分别将每层的材料放入到长约50cm，宽约10cm，厚约0.5cm，高度对应各层铺设高度的模具中进行成型。所述模具为上部开口的方形盒子结构，模具四周和底部材料可选用不透水、表面较光滑、耐腐蚀、抗压强度较高的不锈钢材料制成。在所述过滤层5、除油层6、第一净化层7模块的底部可设置均匀分散的开孔，以便透水。所述第二净化层8模块的底部不设置开孔，各层模块上下连接处可设置凹凸槽，便于连接稳固。其模块式的结构设计，可以定期将每个模块取出清洁或更换材料，以保障该设施保持良好的雨水收集净化效果，便于日常维护。

进一步，本发明的收集净化雨水的路缘石可参照如下步骤进行施工构建：

(1)对道路做整体规划，标记需要安装该路缘石的位置，建议每500米安装一个该种路缘石。在需要安装路缘石的下方按照中空路缘石的规格尺寸挖取矩形空槽，矩形空槽四周和底部需涂抹水泥，并铺设防水布，并在底部设置排水管。

(2)按照过滤层、除油层、第一净化层、第二净化层的顺序依次设置在矩形空槽中，固定好后用碎石填充缝隙，尤其是靠近路基一侧，起到稳固作用，防止倒塌。

(3)将路基边缘沿线每个路缘石中底部的排水管连接起来，经多处汇集后流入蓄水池，可直接回收利用，如灌溉、洗车、景观用水等。

(4)安装中空路缘石本体，在靠近路基一侧将格栅板安装在所述矩形空槽上部，格栅板上端与中空路缘石本体的近路基侧连接。所述中空路缘石本体的下侧用水泥与路基底部连接稳固，防止断裂。

本发明的收集净化雨水的路缘石能够有效收集排放公路路面径流，减缓城市洪涝灾害。通过在矩形空槽内部自上而下依次设置空腔储水层、过滤层、除油层、第一净化层、第二净化层，不仅对常规污染物(SS、COD、N、P)有良好的去除效果，还能有效去除重金属、油脂类、石油类等难以用常规方法去除的污染物。通过排水管收集到的水能够直接作为灌溉用水、景观用水、洗车等生活用水，且不会对水体和土壤造成污染。本发明的收集净化雨水的路缘石能够定期更换清理填充材料，清洗内部空间，有效保障渗滤及净化效果，且操作简单方便。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。