路面径流生态净化系统的制作方法

本发明涉及路面径流净化技术领域，特别涉及一种应用于高速公路的路面径流生态净化系统。

背景技术：

随着经济社会的发展，由公路路面降雨径流所带来的面源污染问题越来越严重。据调查，公路路面径流中的污染物通常有颗粒物(ss)、营养物(cod)、重金属、油脂和多环芳香烃(pahs)等成分；引起路面径流污染的主要污染源是路面上运行的机动车，其排放的物质和所运送货物的泄漏物等，晴天时会在道路表面沉积，下雨时便会被路面径流冲刷流入附近水体，容易引发水体富营养化和生态系统破坏。

目前，国际上较为认同的路面径流污染防治方法，是对雨水径流实施分散式控制，针对不同特征的汇水区，因地制宜地采用各种生态方法对路面径流进行处理；很多国家采用植草边沟、沉淀池、滞留带等措施实现了对路面径流污染的控制和危险品运输风险防范。我国在路面径流污染防治方面也提出了潜流式人工湿地控制暴雨径流污染技术、人工湿地处理路(桥)面径流污水技术等，并对设计参数、处理效率、占地情况等进行了研究。

但现有技术中对于用地紧张、边坡高陡的山区高速公路，并没有一种有效地处理措施能够对其路面径流污染进行控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种路面径流生态净化系统，能够有效解决高速公路路面径流的净化问题，对高速公路沿线敏感水体起到有效地保护。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路路堤段，包括：固定墙和净化槽；

所述固定墙沿高速公路长度方向设置在所述高速公路路堤段旁；

所述净化槽固设在所述固定墙和所述高速公路路堤段的路侧边坡之间，包括从下而上依次铺设的滤水层、砂垫层、渗滤层和种植层；其中，所述滤水层由碎石铺设而成；所述砂垫层包括：中粗砂、碎石和卵石；所述渗滤层包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；所述种植层包括：密植植被和种植土，所述密植植被种植于所述种植土中；

所述固定墙上设有排水层，所述排水层与所述滤水层连通。

进一步地，所述路面径流生态净化系统还包括防水层，所述防水层铺设在所述滤水层的下面，并延伸至所述路侧边坡的倾斜面上。

进一步地，所述固定墙由浆砌片石砌筑而成，所述排水层由干砌片石砌筑而成。

进一步地，所述路面径流生态净化系统包括多个净化槽和多个固定墙，所述固定墙与所述净化槽一一对应；

多个所述净化槽沿着高速公路路堤段的坡度分段设置；

相邻两个所述净化槽间还设有混凝体挡板，且相邻两个所述净化槽的滤水层互相连通。

第二方面，本发明实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路路堑段，包括：加固边沟和净化槽；

所述加固边沟沿高速公路长度方向设置在所述高速公路路堑段和路侧山坡之间；

所述净化槽设置在所述加固边沟内，包括从下而上依次铺设的滤水层、砂垫层、渗滤层和种植层；其中，所述滤水层由碎石铺设而成；所述砂垫层包括：中粗砂、碎石和卵石；所述渗滤层包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；所述种植层包括：密植植被和种植土，所述密植植被种植于所述种植土中；

所述滤水层内还设置有多根开孔波纹管。

进一步地，所述路面径流生态净化系统还包括防水层，所述防水层铺设于所述路侧山坡与所述净化槽的接触面上。

进一步地，所述路面径流生态净化系统包括多个净化槽，多个所述净化槽沿着高速公路路堑段的坡度分段设置于所述加固边沟内；

相邻两个所述净化槽间还设有混凝体挡板，且相邻两个所述净化槽的滤水层互相连通。

第三方面，本发明实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路中央分隔带，包括：排水沟槽和净化槽；

所述排水沟槽沿高速公路长度方向设置在所述高速公路中央分隔带下；

所述净化槽固设在所述排水沟槽内，包括从下而上依次铺设的滤水层、砂垫层、渗滤层和种植层；其中，所述滤水层由碎石铺设而成；所述砂垫层包括：中粗砂、碎石和卵石；所述渗滤层包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；所述种植层包括：密植植被和种植土，所述密植植被种植于所述种植土中；

所述滤水层内还设置有多根开孔波纹管。

进一步地，所述路面径流生态净化系统包括多个净化槽，多个所述净化槽沿着高速公路中央分隔带的坡度分段设置于所述排水沟槽内；

相邻两个所述净化槽间还设有混凝体挡板，且相邻两个所述净化槽的滤水层互相连通。

第四方面，本发明实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路，所述高速公路包括：路堤段、路堑段和中央分隔带；

所述路面径流生态净化系统包括：设置在所述路堤段上的如第一方面所述的路面径流生态净化系统，设置在所述路堑段的如第二方面所述的路面径流生态净化系统，以及设置在所述中央分隔带的如第三方面所述的路面径流生态净化系统。

本发明的有益效果是：

本发明实施例所提供的路面径流生态净化系统，应用于高速公路，具体分别应用于高速公路的路堤段、路堑段和中央分隔带。通过净化槽与高速公路的路堤段、路堑段和中央分隔带的配合，有效的解决了高速公路的路面径流收集、生态净化问题，能够对高速公路沿线敏感水体起到有效的保护。另外，通过该路面径流生态净化系统对路面径流净化后，还能够进一步实现净化后的水流综合利用，为路侧边坡植被和绿化植物提供源源不断的灌溉水源等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的应用于高速公路路堤段的路面径流生态净化系统剖面图；

图2为本发明第二实施例提供的应用于高速公路路堤段的路面径流生态净化系统示意图；

图3为本发明第三实施例提供的应用于高速公路路堑段的路面径流生态净化系统剖面图；

图4为本发明第四实施例提供的应用于高速公路路堑段的路面径流生态净化系统示意图；

图5为本发明第五实施例提供的应用于高速公路中央分隔带的路面径流生态净化系统剖面图。

图标：110-路堤段；111-固定墙；111a-排水层；120-净化槽；121-滤水层；122-砂垫层；123-渗滤层；124-种植层；125-混凝体挡板；130-防水层；210-路堑段；211-加固边沟；220-开孔波纹管；310-中央分隔带；311-排水沟槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例：

如图1所示，本发明第一实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路路堤段110，包括：固定墙111和净化槽120；固定墙111沿高速公路长度方向设置在高速公路路堤段110旁；净化槽120固设在固定墙111和高速公路路堤段110的路侧边坡之间，包括从下而上依次铺设的滤水层121、砂垫层122、渗滤层123和种植层124；其中，滤水层121由碎石铺设而成；砂垫层122包括：中粗砂、碎石和卵石；渗滤层123包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；种植层124包括：密植植被和种植土，密植植被种植于种植土中；固定墙111上设有排水层111a，排水层111a与滤水层121连通。

具体地，固定墙111用于将净化槽120固定于高速公路路堤段110的路侧边坡处，使得路堤段110的路面径流能够直接流入净化槽120中。净化槽120用于对路面径流进行生态净化，改善径流水质。

其中，种植层124中的密植植被可滞留路面径流中53％至93％的ss，而由于路面径流中的ss与cod、tp、tn等污染指标存在良好的相关性，所以在ss得到有效去除的同时，其他污染物也会得到相应的去除和控制；另外，密植植被还可以去除油脂以及锌、铅、镍等其他重金属元素。可选地，种植层124的表面比路堤段110的路基边缘低5cm至10cm之间，且种植层124中间区域低于边缘区域，用于实现更好的集水效果。

渗滤层123用于实现对径流进行沉淀、截滤、吸附和生物吸收等处理，将污染物从路面径流中分离出来，从而达到改善径流水质，保护受纳水体的目的；而将渗滤层123中煤渣、木屑和粗砂的混合比例设置为2：3：5，可以使得渗滤层123对径流的沉淀或吸附达到更好的效果。

砂垫层122作为基础的持力层，用于提高所述净化槽120的地基承载力，减少其沉降量。

滤水层121用于形成净化后的径流的流出通道。固定墙111上所设得排水层111a与滤水层121连通，用于使得滤水层121中的水能够通过排水层111a流出，缓慢渗入路堤段110的路侧边坡植被实现灌溉。

在本发明实施例中，路面径流生态净化系统还包括防水层130，防水层130铺设在滤水层121的下面，并延伸至路侧边坡的倾斜面上。

可选地，上述防水层130为不透水土工布，用于防治路面径流渗入路基，对公路造成破坏而造成其他损失等。需要说明的是，防水层130也可以为其他任何可以实现上述防水作用的材质，本申请在此不做任何限定。

可选地，在本发明实施例中，固定墙111由浆砌片石砌筑而成，排水层111a由干砌片石砌筑而成。

具体地，固定墙111由浆砌片石砌筑而成，能够形成较好的密封效果，不仅实现对净化槽120的固定，而且能够防止径流渗出；而将排水层111a设置为干砌片石砌筑而成，能够便于径流从滤水层121经过排水层111a而流出。

第二实施例：

如图2所示，本发明第二实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于具有一定坡度的高速公路路堤段110，在上述第一实施例的基础上，路面径流生态净化系统可以包括多个净化槽120和多个固定墙111，固定墙111与净化槽120一一对应；多个净化槽120沿着高速公路路堤段110的坡度分段设置；相邻两个净化槽120间还设有混凝体挡板125，且相邻两个净化槽120的滤水层121互相连通。

具体地，当高速公路路堤段110具有一定坡度时，可将上述路面径流生态净化系统沿着路堤段110的坡度，设置为多个呈台阶式分布的净化槽120和固定墙111，且每个固定墙111与净化槽120一一对应，能够有利于路面径流的汇集和污染物浓度稀释。通过设置每个净化槽120的滤水层121互相连通，能够保证经过净化后的径流沿着底部的滤水层121流出，实现水流的汇聚等。当径流流量太大，在某一段净化槽120中水深超过上述混凝体挡板125的高度时，则会溢出到下一段净化槽120中。

第三实施例：

如图3所示，本发明第三实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路路堑段210，包括：加固边沟211和净化槽120；加固边沟211沿高速公路长度方向设置在高速公路路堑段210和路侧山坡之间；净化槽120设置在加固边沟211内，包括从下而上依次铺设的滤水层121、砂垫层122、渗滤层123和种植层124；其中，滤水层121由碎石铺设而成；砂垫层122包括：中粗砂、碎石和卵石；渗滤层123包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；种植层124包括：密植植被和种植土，所述密植植被种植于所述种植土中；滤水层121内还设置有多根开孔波纹管220。

具体地，加固边沟211基于现有高速公路旁侧的水渠而实现，用于将净化槽120固定于高速公路路堑段210和路侧山坡之间，使得路堑段210的路面径流能够直接流入净化槽120中。净化槽120用于对路面径流进行生态净化，改善径流水质。

其中，种植层124、渗滤层123、砂垫层122和滤水层121与本发明第一实施例中所述相同之处在此不再赘述，其不同之处在于，滤水层121内所设置的多根开孔波纹管220，用于加快净化后的路面径流排出，防止径流过多，聚集在加固边沟211中，造成其他不良影响。

在本发明实施例中，路面径流生态净化系统还包括防水层130，防水层130铺设于路侧山坡与净化槽120的接触面上。

可选地，上述防水层130为不透水土工布，用于防治路面径流渗入路侧山坡，避免造成山体坍塌或山坡滑落而对公路造成破坏等。需要说明的是，防水层130也可以为其他任何可以实现上述防水作用的材质，本申请在此不做任何限定。

第四实施例：

如图4所示，本发明第四实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于具有一定坡度的高速公路路堑段210，在上述第三实施例的基础上，路面径流生态净化系统可以包括多个净化槽120，多个净化槽120沿着高速公路路堑段210的坡度分段设置于加固边沟211内；相邻两个净化槽120间还设有混凝体挡板125，且相邻两个净化槽120的滤水层121互相连通。

具体地，当高速公路路堑段210具有一定坡度时，可将上述路面径流生态净化系统沿着路堑段210的坡度，设置为多个呈台阶式分布的净化槽120，能够有利于路面径流的汇集和污染物浓度稀释。通过设置每个净化槽120的滤水层121互相连通，能够保证经过净化后的径流沿着底部的滤水层121流出，实现水流的汇聚等。当径流流量太大，在某一段净化槽120中水深超过上述混凝体挡板125的高度时，则会溢出到下一段净化槽120中。

第五实施例：

如图5所示，本发明第五实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路中央分隔带310，包括：排水沟槽311和净化槽120；排水沟槽311沿高速公路长度方向设置在高速公路中央分隔带310下；净化槽120固设在排水沟槽311内，包括从下而上依次铺设的滤水层121、砂垫层122、渗滤层123和种植层124；其中，滤水层121由碎石铺设而成；砂垫层122包括：中粗砂、碎石和卵石；渗滤层123包括：煤渣、木屑和粗砂，且其混合比例为煤渣：木屑：粗砂＝2：3：5；种植层124包括：密植植被和种植土，密植植被种植于种植土中；滤水层121内还设置有多根开孔波纹管220。

具体地，排水沟槽311用于将净化槽120固定于高速公路中央分隔带310下，使得高速公路的路面径流能够直接流入中央分隔带310下的净化槽120中。净化槽120用于对路面径流进行生态净化，改善径流水质。

其中，种植层124、渗滤层123、砂垫层122和滤水层121与本发明第一实施例中所述相同之处在此不再赘述，其不同之处在于，滤水层121内所设置的多根开孔波纹管220，用于加快净化后的路面径流排出，防止径流过多，聚集在排水沟槽311中，造成其他不良影响。

第六实施例：

本发明第六实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于具有一定坡度的高速公路中央分隔带310，在上述第五实施例的基础上，路面径流生态净化系统可以包括多个净化槽120，多个净化槽120沿着高速公路中央分隔带310的坡度分段设置于排水沟槽311内；相邻两个净化槽120间还设有混凝体挡板125，且相邻两个净化槽120的滤水层121互相连通。

具体地，当高速公路中央分隔带310具有一定坡度时，可将上述路面径流生态净化系统沿着中央分隔带310的坡度，设置为多个呈台阶式分布的净化槽120，能够有利于路面径流的汇集和污染物浓度稀释。通过设置每个净化槽120的滤水层121互相连通，能够保证经过净化后的径流沿着底部的滤水层121流出，实现水流的汇聚等。当径流流量太大，在某一段净化槽120中水深超过上述混凝体挡板125的高度时，则会溢出到下一段净化槽120中。

第七实施例：

本发明第七实施例提供一种路面径流生态净化系统，应用于高速公路，高速公路包括：路堤段110、路堑段210和中央分隔带310；路面径流生态净化系统包括：设置在路堤段110上的如本发明第一实施例或第二实施例所述的路面径流生态净化系统，设置在路堑段210的如本发明第三实施例或第四实施例所述的路面径流生态净化系统，以及设置在中央分隔带310的如本发明第五实施例或第六实施例所述的路面径流生态净化系统。

具体地，通过上述路面径流生态净化系统与高速公路不同路段的配合，能够实现对整个高速公路路面径流污染的有效控制，通过对路面径流完整的生态净化，不仅可以实现对高速公路沿线敏感水体的保护，对高速公路路侧植被的灌溉，而且可以进一步实现对净化后的路面径流进行收集，从而提高资源的综合利用率等。

可选地，上述路面径流生态净化系统还可以设置有储水装置和滴灌装置，储水装置可将净化后的路面径流进行收集并储存，滴灌装置与储水装置相连接，用于抽取净化后的路面径流，对高速公路沿线的绿化植物进行灌溉等，能够更进一步的提高路面径流的综合利用。

可选地，还可以通过管道将上述路面径流生态净化系统净化后的水进行引流，以实现对其他地方的植被灌溉或提高水资源利用等，本申请在此不做特别限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。