阅读说明：本技术 一种基于海绵城市的透水路面铺装系统 (Permeable pavement paving system based on sponge city ) 是由 舒兴旺 申力涛 柳锐锋 蔡丽娜 张影 林浩 崔东霞 李登华 刘哲 于 2020-04-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于海绵城市的透水路面铺装系统。所述的铺装系统是由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元依次设置在路基上,蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧；蓄水单元和排水单元,与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池,蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成。与现有技术相比,本发明具有路面承载力强,透水效率高；易养护,耐久性好；透水-蓄水-排水等多功能高效集成,实现水资源绿色利用等优点,可有效解决城市“热岛效应”。(The invention discloses a permeable pavement paving system based on a sponge city. The pavement system is composed of a pavement unit, a water storage unit and a drainage unit which are arranged on the roadbed; the water storage unit and the pavement unit are sequentially arranged on the roadbed, and the geogrid is arranged between the water storage unit and the pavement unit; the drainage unit is positioned at one side of the water storage unit and the pavement unit; a waterproof layer is arranged between the water storage unit and the roadbed; the water storage unit is a reservoir with an upper opening, and a honeycomb drainage column layer is vertically arranged in the reservoir; the pavement paving unit is a porous epoxy resin concrete layer; the drainage unit consists of a water storage tank, a water pumping system and a pouring system. Compared with the prior art, the invention has the advantages of strong road surface bearing capacity and high water permeation efficiency; the maintenance is easy, and the durability is good; the multifunctional high-efficiency integration of water permeation, water storage, water drainage and the like realizes the advantages of green utilization of water resources and the like, and can effectively solve the urban 'heat island effect'.)

一种基于海绵城市的透水路面铺装系统

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体涉及一种基于海绵城市的透水路面铺装系统。

背景技术

城市区域发展的日益庞大，使得人口密集﹑不透水建筑面积增加﹑排热机器增多，结果导致自然降雨渗入地面土壤的机会相对减少，城市的热平衡受到破坏，以致于路面热量无法释放。为改善城市“热岛效应”，减少对生态的影响，建设海绵城市将是城市未来的发展方向。

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”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。雨水是城市宝贵且经济的水资源。将雨水从封闭路面或屋顶引向非封闭路面经过土壤的渗透过滤，既可以减缓雨水地表径流的强度，使地下水得到补充，也可以去除雨水中的部分污染物，就地排除雨水减少由于积水而引发的事故。还可将过滤后的雨水用作城市的非饮用水，减少饮用水的需求量，节约水资源，缓解城市供水的压力。此外，雨水收集还能节省饮用水配水管网的建设费用，获得可观的经济效益。因此，透水性路面收集雨水是一项极为具有可行性的雨水利用技术，透水性路面和透水性设计也已广泛应用于各种路面的建设中，是海绵城市建设中重要的组成部分。

目前，国际上流行采用透水性材料来覆盖城市路面，或将以前铺设的一些硬化路面改为透水性路面，以增强城市的生态效果。城市行车道一般采用多孔隙沥青混凝土或多孔隙水泥混凝土作为铺面材料，因上述混凝土孔隙率高，其承载力﹑耐磨性和抗冻融性能普遍较低，同时在气候老化﹑水作用﹑温度作用和荷载作用等综合作用下，其病害较严重，耐久性差，使用寿命较短。另外，路面透水孔隙极易被泥土或其他杂物所堵塞，其透水效率显著降低且被堵塞的孔隙难以疏通，路面养护难度大。

发明内容

针对上述透水性路面存在的不足，本发明提供了一种基于海绵城市的透水路面铺装系统，该系统具有路面承载力强﹑透水效率高；易养护和耐久性好；透水-蓄水-排水等多功能高效集成，实现水资源绿色利用等众多优势，可有效解决或缓解城市“热岛效应”。

本发明所述的基于海绵城市的透水路面铺装系统是由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元从下往上依次设置在路基上，蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧，靠近路边植被；蓄水单元和排水单元，与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池，蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成；所述抽水系统的抽水管伸入蓄水池下部。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层为整体成型，或由多孔隙环氧树脂混凝土砖预制拼接而成，拼接缝采用环氧结构胶粘剂粘接；多孔隙环氧树脂混凝土层厚度为6-15cm，孔隙率为15-20％。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层的构成材料为多孔隙环氧树脂混凝土，其由质量比为2：1：12-18的A、B、C三组分组成；所述多孔隙环氧树脂混凝土层的制备方法为：先将A组分和B组分混合搅拌均匀，然后将C组分加入A与B的混合物中搅拌均匀整体成型或制成预制砖；

所述A组分按质量份计的配比为：100份纳米橡胶改性环氧树脂HH-080N，0-5份乙二醇双缩水甘油醚，0.5-1份疏水型气相二氧化硅 R812S，0.1份分散剂BYK-163，0.1份消泡剂BYK-066N，0.1份碳黑，0.1份抗氧剂1076，0.1份抗氧助剂1075；

所述B组分按质量份计的配比为：100份聚酰胺固化剂651，40-80份聚醚胺固化剂D230，1-2份固化促进剂DMP-30；

所述C组分按质量份计的配比为：100份粒径9.5-13.2mm的玄武岩石料，针片状颗粒含量小于10％，含泥量小于0.8％；10-25份粒径2.36-4.75mm的玄武岩石料，针片状颗粒含量小于8％，含泥量小于0.8％；2-4份短切玄武岩纤维，长度6-9mm，直径20-40μm。

所述的蜂窝状排水柱层由多个相同长度的工程塑料管横向捆绑在一起或通过胶粘剂粘接在一起而成；各个工程塑料管在横向上有连通孔；所述工程塑料管的长度为20-100cm，内径为5-15cm，材料选自聚丙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚乙烯中的一种。

所述的土工格栅为玻璃纤维土工格栅或碳纤维土工格栅，网格尺寸为12.7mm×12.7mm或25.4mm×25.4mm；所述的土工格栅通过环氧胶粘剂固定粘接在多孔隙环氧树脂混凝土层下方。

所述防水层的材料为沥青防水卷材﹑高聚物改性防水卷材或合成高分子防水卷材中的一种。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)路面承载力强，透水效率高。本发明以多孔隙环氧树脂混凝土层作为路面铺装层，以蜂窝状排水柱层作为路面铺装层的支撑结构和排水引流结构，可显著提高路面铺装层的承载能力和透水效率。

2)易养护，耐久性好。本发明中多孔隙环氧树脂混凝土层下面设置了蜂窝状排水柱层，可以起到排水引流作用。当多孔隙环氧树脂混凝土中排水通道被杂物堵塞，通过高压水枪很容易将杂物冲到蜂窝状排水柱层中，从而恢复路面透水性能。

3)透水-蓄水-排水等多功能高效集成，实现水资源绿色利用。本发明路面积水通过多孔隙环氧树脂混凝土层导入蓄水池中，实现路面透水功能；蓄水池储存路面积水，实现蓄水功能，同时蓄水池通过多孔隙环氧树脂混凝土层与路面大气相通，通过储存水的蒸发实现路面温湿度调控功能；本发明含有排水单元，当蓄水池储存水量过大有溢出风险或路侧植被需要灌溉时，可启动排水单元中的抽水系统，将蓄水池中的水抽入储水池，启动浇淋系统给路侧植被灌溉，实现水资源绿色利用。

附图说明

图1.基于海绵城市的透水路面铺装系统结构示意图；

图2.蜂窝状排水柱层俯视示意图；

1-路基，2-蓄水池，3-蜂窝状排水柱层，4-多孔隙环氧树脂混凝土层，5-储水池，6-抽水系统，7-浇淋系统，8-防水层，9-土工格栅，10-连通孔，11-工程塑料管。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。

实施例1：

基于海绵城市的透水路面铺装系统，其由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元从下往上依次设置在路基上，蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧，靠近路边植被；蓄水单元和排水单元，与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池，蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成；所述抽水系统的抽水管伸入蓄水池下部。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层为整体成型，厚度为6cm，孔隙率为15％。所述的多孔隙环氧树脂混凝土层的构成材料为多孔隙环氧树脂混凝土，其由质量比为2：1：18的A、B、C三组分组成；所述多孔隙环氧树脂混凝土层的制备方法为：先将A组分和B组分混合搅拌均匀，然后将C组分加入A与B的混合物中搅拌均匀整体成型。

A组分按质量份计的配方是：100份纳米橡胶改性环氧树脂HH-0802，5份乙二醇双缩水甘油醚，1份疏水型气相二氧化硅 R812S，0.1份分散剂BYK-163，0.1份消泡剂BYK-066N，0.1份碳黑，0.1份抗氧剂1076，0.1份抗氧助剂1075；

B组分按质量份计的配方是：100份聚酰胺固化剂651，40份聚醚胺固化剂D230，1份固化促进剂DMP-30；

C组分按质量份计的配方是：粒径9.5-13.2mm玄武岩石料100份，针片状颗粒含量小于10％，含泥量小于0.8％；粒径2.36-4.75mm玄武岩石料25份，针片状颗粒含量小于8％，含泥量小于0.8％；短切玄武岩纤维2份，长度9mm，直径20-40μm。

所述的蓄水池横截面为U型结构，材质为钢筋混凝土。

所述的蜂窝状排水柱层由多个相同长度的工程塑料管横向捆绑在一起而成；各个工程塑料管在横向上有连通孔；所述工程塑料管的长度为20cm，内径为5cm，材料为聚丙烯。

所述的土工格栅为玻璃纤维土工格栅，网格尺寸为12.7mm×12.7mm；所述的土工格栅通过环氧胶粘剂固定粘接在多孔隙环氧树脂混凝土层下方。

所述防水层的材料为沥青防水卷材。

实施例2：

基于海绵城市的透水路面铺装系统，其由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元从下往上依次设置在路基上，蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧，靠近路边植被；蓄水单元和排水单元，与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池，蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成；所述抽水系统的抽水管伸入蓄水池下部。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层为整体成型，厚度为15cm，孔隙率为20％。所述的多孔隙环氧树脂混凝土层的构成材料为多孔隙环氧树脂混凝土，其由质量比为2：1：12的A、B、C三组分组成；所述多孔隙环氧树脂混凝土层的制备方法为：先将A组分和B组分混合搅拌均匀，然后将C组分加入A与B的混合物中搅拌均匀整体成型。

A组分按质量份计的配方是：100份纳米橡胶改性环氧树脂HH-0801，0.5份疏水型气相二氧化硅 R812S，0.1份分散剂BYK-163，0.1份消泡剂BYK-066N，0.1份碳黑，0.1份抗氧剂1076，0.1份抗氧助剂1075；

B组分按质量份计的配方是：100份聚酰胺固化剂651，80份聚醚胺固化剂D230，2份固化促进剂DMP-30；

C组分按质量份计的配方是：粒径9.5-13.2mm玄武岩石料100份，针片状颗粒含量小于10％，含泥量小于0.8％；粒径2.36-4.75mm玄武岩石料10份，针片状颗粒含量小于8％，含泥量小于0.8％；短切玄武岩纤维4份，长度6-9mm，直径20-40μm。

所述的蓄水池横截面为U型结构，材质为钢筋混凝土。

所述的蜂窝状排水柱层由多个相同长度的工程塑料管横向捆绑在一起而成；各个工程塑料管在横向上有连通孔；所述工程塑料管的长度为100cm，内径为15cm，材料为聚丙烯。

所述的土工格栅为玻璃纤维土工格栅，网格尺寸为25.4mm×25.4mm；所述的土工格栅通过环氧胶粘剂固定粘接在多孔隙环氧树脂混凝土层下方。

所述防水层的材料为高聚物改性防水卷材。

实施例3：

基于海绵城市的透水路面铺装系统，其由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元从下往上依次设置在路基上，蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧，靠近路边植被；蓄水单元和排水单元，与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池，蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成；所述抽水系统的抽水管伸入蓄水池下部。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层为整体成型，厚度为10cm，孔隙率为18％。所述的多孔隙环氧树脂混凝土层的构成材料为多孔隙环氧树脂混凝土，其由质量比为2：1：15的A、B、C三组分组成；所述多孔隙环氧树脂混凝土层的制备方法为：先将A组分和B组分混合搅拌均匀，然后将C组分加入A与B的混合物中搅拌均匀整体成型。

A组分按质量份计的配方是：100份纳米橡胶改性环氧树脂HH-0803，2份乙二醇双缩水甘油醚，0.8份疏水型气相二氧化硅 R812S，0.1份分散剂BYK-163，0.1份消泡剂BYK-066N，0.1份碳黑，0.1份抗氧剂1076，0.1份抗氧助剂1075；

B组分按质量份计的配方是：100份聚酰胺固化剂651，60份聚醚胺固化剂D230，1.5份固化促进剂DMP-30；

C组分按质量份计的配方是：粒径9.5-13.2mm玄武岩石料100份，针片状颗粒含量小于10％，含泥量小于0.8％；粒径2.36-4.75mm玄武岩石料20份，针片状颗粒含量小于8％，含泥量小于0.8％；短切玄武岩纤维3份，长度6-9mm，直径20-40μm。

所述的蓄水池横截面为U型结构，材质为钢筋混凝土。

所述的蜂窝状排水柱层由多个相同长度的工程塑料管横向捆绑在一起而成；各个工程塑料管在横向上有连通孔；所述工程塑料管的长度为50cm，内径为10cm，材料为聚氯乙烯。

所述的土工格栅为碳纤维土工格栅，网格尺寸为12.7mm×12.7mm；所述的土工格栅通过环氧胶粘剂固定粘接在多孔隙环氧树脂混凝土层下方。

所述防水层的材料为合成高分子防水卷材。

实施例4：

基于海绵城市的透水路面铺装系统，其由设置在路基之上的路面铺装单元﹑蓄水单元﹑排水单元构成；其中蓄水单元和路面铺装单元从下往上依次设置在路基上，蓄水单元和路面铺装单元之间设置土工格栅；排水单元位于蓄水单元和路面铺装单元一侧，靠近路边植被；蓄水单元和排水单元，与路基之间设置防水层；所述蓄水单元为上开口的蓄水池，蓄水池内竖直放置蜂窝状排水柱层；所述路面铺装单元为多孔隙环氧树脂混凝土层；所述排水单元由储水池﹑抽水系统和浇淋系统构成；所述抽水系统的抽水管伸入蓄水池下部。

所述的多孔隙环氧树脂混凝土层为多孔隙环氧树脂混凝土砖预制拼接而成，拼接缝采用环氧结构胶粘剂粘接，多孔隙环氧树脂混凝土砖厚度为8cm，孔隙率为16％。所述的多孔隙环氧树脂混凝土层的构成材料为多孔隙环氧树脂混凝土，其由质量比为2：1：14的A、B、C三组分组成；所述多孔隙环氧树脂混凝土层的制备方法为：先将A组分和B组分混合搅拌均匀，然后将C组分加入A与B的混合物中搅拌均匀制成预制砖。

A组分按质量份计的配方是：100份纳米橡胶改性环氧树脂HH-0802，4份乙二醇双缩水甘油醚，0.6份疏水型气相二氧化硅 R812S，0.1份分散剂BYK-163，0.1份消泡剂BYK-066N，0.1份碳黑，0.1份抗氧剂1076，0.1份抗氧助剂1075；

B组分按质量份计的配方是：100份聚酰胺固化剂651，70份聚醚胺固化剂D230，1.8份固化促进剂DMP-30；

C组分按质量份计的配方是：粒径9.5-13.2mm玄武岩石料100份，针片状颗粒含量小于10％，含泥量小于0.8％；粒径2.36-4.75mm玄武岩石料23份，针片状颗粒含量小于8％，含泥量小于0.8％；短切玄武岩纤维2份，长度6-9mm，直径20-40μm。

所述的蓄水池横截面为U型结构，材质为钢筋混凝土。

所述的蜂窝状排水柱层由多个相同长度的工程塑料管横向捆绑在一起而成；各个工程塑料管在横向上有连通孔；所述工程塑料管的长度为60cm，内径为8cm，材料为增强高密度聚乙烯。

所述的土工格栅为碳纤维土工格栅，网格尺寸为12.7mm×12.7mm；所述的土工格栅通过环氧胶粘剂固定粘接在多孔隙环氧树脂混凝土层下方。

所述防水层的材料为沥青防水卷材。

实施例1-4制得的基于海绵城市的透水路面铺装系统，其性能测试结果如下表1所示。由表可知：基于海绵城市的透水路面铺装系统路面抗压强度大于30MPa，透水性大于12cm/min，具有较高的承载力和透水性。

表1.基于海绵城市的透水路面铺装系统性能测试结果