[發(fā)明專利]可承重地聚合物基層蓄水道路

在審

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• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111877083A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹容川;方正
• 申請（專利權(quán)）人: 曹容川
• 主分類號: E01C11/22
• 分類號: E01C11/22;E01C7/32;E01C11/24;C04B28/00;C04B38/00;C04B111/20
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本發(fā)明提出不同于目前傳統(tǒng)海綿城市模式的新型道路概念——可承重的蓄水道路(可承重地聚合物基層蓄水道路)。道路結(jié)構(gòu)包括從上到下的透水瀝青層，透水混凝土層，地聚合物蓄水層，水泥混凝土下封層；在道路結(jié)構(gòu)邊部有水泥混凝土邊封層，水泥混凝土邊封層底部設(shè)置排水閥門。地聚合物蓄水層凝膠材料為地聚合物凝膠，骨料為開級配粗骨料；地聚合物凝膠由鋁硅氧化物(Si₂O₅，Al₂O₂)和堿激發(fā)劑混合制備，凝膠中元素和化合物摩爾比為：Si/Al＝1.8～2.5，Al/Na＝0.8～1.2，H₂O/Na₂O＝13.5～17.0；地聚物蓄水層抗壓強度滿足高速公路、一級道路基層標(biāo)準；蓄水道路能夠在市政排水系統(tǒng)完全癱瘓的情況下，承受暴雨(50mm/d～100mm/d)9～17個小時的降雨量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出不同于現(xiàn)在傳統(tǒng)海綿城市模式的新型道路概念---可承重的蓄水道路(基層承重標(biāo)準滿足中國高速公路、一級公路強度要求)，能夠在市政排水系統(tǒng)完全癱瘓的情況下，承受暴雨(50mm/d～100mm/d)9～17個小時的降雨量。核心點是利用地聚合物代替水泥作為蓄水道路基層的凝膠材料。

背景技術(shù)

目前海綿城市主要模式有綠色屋頂，生物滯留(濕地花園等)，透水路面。綠色屋頂主要應(yīng)用于高密度建筑城市，且受樓層影響很大；生物滯留多以濕地花園，下凹式綠地形式出現(xiàn)，對于老城區(qū)改造難度很大；透水路面多以不承重人行道為主，水流終端是市政排水管網(wǎng)，部分海綿城市社區(qū)也有PP蓄水模塊配合透水路面進行使用(仍然不能承重)。海綿城市有六個要素，即“滲、滯、蓄、凈、用、排”。目前傳統(tǒng)海綿城市的三種主要模式對雨水的處理效果都不全盡人意，比如今年(2020)夏季，中國長江流域出現(xiàn)大范圍降雨，江西等地出現(xiàn)非常嚴重的洪澇災(zāi)害，就連進行大量海綿城市改造的武漢，也經(jīng)常出現(xiàn)道路積水的情況。目前傳統(tǒng)海綿城市模式改造后，城市仍頻繁面臨洪澇和積水的困境，主要原因在于“蓄”這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。綠色屋頂能夠儲蓄的雨水非常有限(不連接大型蓄水池的情況下)；生物滯留尤其是濕地花園，雖然能夠?qū)τ晁苯舆M行收集，但是收集雨水量受濕地規(guī)模和濕地深度影響很大，并且在老城區(qū)很難進行大規(guī)模濕地花園的改造；透水路面的雨水終端仍然是市政排水管網(wǎng)(部分社區(qū)有蓄水模塊)，在暴雨情況下，通過透水路面的雨水難以進入已經(jīng)處于負荷狀態(tài)下的市政排水系統(tǒng)。

綜上所述，目前傳統(tǒng)海綿城市模式存在以下問題：1.道路不能蓄水。城市經(jīng)過傳統(tǒng)海綿城市模式改造后，在面對暴雨時仍頻繁出現(xiàn)道路積水，洪澇災(zāi)害等現(xiàn)象。2.改造難度大，改造成本高。3.不能承重。透水路面大部分用于人行道或者輕型道路，社區(qū)中包含PP蓄水模塊的透水路面則幾乎不可能達到城市一級、二級道路承載標(biāo)準。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了不同于目前傳統(tǒng)海綿城市模式的一種新型道路概念---可承重的蓄水道路(可承重地聚合物基層蓄水道路)，同時對蓄水道路新型材料和結(jié)構(gòu)進行說明。本發(fā)明目的是解決傳統(tǒng)海綿城市模式道路不能蓄水，改造種類多，施工工藝復(fù)雜，不能承受重型荷載的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

可承重地聚合物基層蓄水道路，結(jié)構(gòu)包括從上到下的透水瀝青層，透水混凝土層，地聚合物蓄水層，水泥混凝土下封層；在道路結(jié)構(gòu)邊部有水泥混凝土邊封層，水泥混凝土邊封層底部有排水閥門，排水閥門連接地聚合物蓄水層和市政排水管網(wǎng)(或直接抽取水進行利用)。

所述透水瀝青層質(zhì)量標(biāo)準應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范(CJJ/T 190-2012)。

所述透水混凝土層質(zhì)量標(biāo)準應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范(CJJ/T 190-2012，CJJ/T135-2009)。

所述地聚合物蓄水層凝膠材料為地聚合物凝膠(脫水縮聚后為地聚合物)，骨料為開級配粗骨料，層厚在300mm～750mm之間。