本發明專利技術公開了濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統及施工方法，通過設置下凹綠地和防水土工布，保護道路下方濕陷性黃土土質安全穩定的同時將下滲量最大化；利用下凹綠地及土壤自身的蓄水、下滲和凈化能力，將降雨直接補償城市地下水系統，提高了雨水利用率，同時保證了下滲雨水的水質和水量，相比下方全部包裹的下凹綠地施工簡單，經濟成本較低。本發明專利技術的防護系統施工簡單，經濟成本較低，較普通鋪設更節約土工布用量，對濕陷性黃土地區提供了一種安全高效的下凹綠地雨水的規則化下滲防護系統。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種下凹綠地雨水的下滲防護系統，特別涉及一種濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統及施工方法。
技術介紹
近年來，雨季時城市常遭受大暴雨侵襲，多數地區會出現短時間的積水內澇，造成城市嚴重的水澇災害。一方面，由于城市熱島效應易出現集中大暴雨天氣，而暴雨洪峰流速快、流量大，使得路面積水嚴重徑流匯流時間減少，城市雨水系統承載力不足；另一方面，快速的城鎮化使城市地表透水區域愈來愈少，雨水降到路面而無法下滲，雨水管道溢滿后雨水只能匯集于路面，形成內澇，造成嚴重的經濟損失。同時，我國總體水資源不足，為滿足城市用水量的要求，人們加大對地下水的開采；同時，降雨-下滲-蒸發-降雨是區域水循環的核心環節，而城市硬化路面難以提供足夠的下滲量，地下水補充不足，使得地下水位呈逐年遞減的趨勢，路面下陷的事故屢見不鮮。針對雨水的問題，國家提出了“海綿城市”的理念，加大城市水滲透性，強調優先利用植草溝、雨水花園、下凹綠地等“綠色”措施來組織雨水，已達到下雨時“吸水、蓄水、滲水、凈水”的需要。然而，西北黃土地區土質多為濕陷性黃土，自然狀態下其強度高、壓縮性小，而在一定壓力下受水浸濕后，土壤結構受損、強度下降、土層塌陷。普通道路綠化區域綠地多高于或平于路面，降雨時無積水，土壤入滲雨水量較少；而基于“海綿城市”理念的新型道路綠地多采用下凹綠地，降雨時兩側路面有地表徑流匯入形成積水，多數地區通過下凹綠地區域雨水下滲補給地下水實現雨水回歸利用，使城市容納更多降雨。目前，在該土質條件下通常不設置下凹綠地，以防止雨水下滲使下層黃土濕陷造成路面結構的破壞；如若設置下凹綠地，通常選擇綠地結構斷面全部鋪設土工布，以防止雨水進入黃土，上述方式中或無可下滲雨水或雨水無法滲入下層土壤并需要大量的土工布，不經濟。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于，提供一種濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統及施工方法，能夠保證更多的雨水的規則化下滲，并使雨水下滲后不會對濕陷性黃土地區路面結構造成破壞，同時施工經濟，可以將雨水回歸地下。為了實現上述任務，本專利技術采取如下技術方案：濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，包括路基壓實土層，路基壓實土層為原狀土層的上部土層，路基壓實土層上方鋪設道路結構層，，所述防護系統還包括下凹綠地，下凹綠地由上至下依次穿過所述道路結構層和路基壓實層，下凹綠地的底部與所述原狀土層接觸；下凹綠地的一個側面與所述路基壓實土層之間設置有防水土工布。具體地，所述下凹綠地包括由下至上依次鋪設的礫石層、中粗砂層、混合土層和種植土層；所述下凹綠地還包括豎直設置的雨水管，雨水管的底端由上至下依次穿過種植土層、混合土層、中粗砂層和礫石層，雨水管的底端連接城市雨水管道。具體地，所述礫石層設置在所述原狀土層內，所述中粗砂層和混合土層設置在所述路基壓實土層內，所述種植土層設置在所述道路結構層內。具體地，所述路基壓實土層與所述中粗砂層和混合土層相接觸的一面與水平面的夾角為45°。具體地，所述中粗砂層、混合土層和種植土層與路基壓實土層之間形成縫隙，所述防水土工布設置在縫隙內，將路基壓實土層與中粗砂層、混合土層和種植土層分隔開。具體地，所述雨水管的管口與所述種植土層表面的距離d為100mm。所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統的施工方法，包括以下步驟：步驟一，將原狀土層的上部土層壓實，形成路基壓實土層，壓實后，確定下凹綠地在路基壓實土層中的兩側邊界，在一側邊界處沿豎直方向下挖至路基壓實土層底面，另一側邊界處以1：1的邊坡度下挖至路基壓實土層底面，并鏟除兩側邊界之間的土壤，路基壓實土層內形成縱截面為直角梯形的條形鋪設槽，條形鋪設槽的一個側面相對于水平面為傾斜面；步驟二，在原狀土層內，沿條形鋪設槽的底面的兩側邊界沿豎直方向下挖，并鏟除兩側邊界之間的原狀土層土壤，原狀土層內形成縱截面為矩形的第一溝槽；步驟三，條形鋪設槽的兩側的路基壓實土層的上方分別鋪設道路結構層，兩個道路結構層之間形成縱截面為矩形的第二溝槽；條形鋪設槽內為傾斜面的一側上方的道路結構層為第一道路結構層，第一道路結構層的邊界與條形鋪設槽的底面之間留有空隙，該空隙形成防水土工布安裝平臺；步驟四，在條形鋪設槽內為傾斜面的一側鋪設防水土工布，沿條形鋪設槽的長度方向搭接多個防水土工布；防水土工布的頂部彎折一定寬度并平鋪在防水土工布安裝平臺上，防水土工布的剩余部分平鋪在傾斜面上；步驟五，豎直安裝雨水管，雨水管的底端由上至下依次穿過所述第二溝槽、條形鋪設槽和第一溝槽；雨水管的底端與城市雨水管道連通；步驟六，在第一溝槽內鋪設礫石層，在條形鋪設槽內由下至上依次鋪設中粗砂層和混合土層，在第二溝槽內鋪設種植土層；步驟七，在種植土層內種植適應當地氣候且耐澇的植物。與現有技術相比，本專利技術具有以下技術效果：1、將下凹綠地應用于濕陷性黃土地區道路，同時保護道路下方濕陷性黃土土質，相較于完全不施加保護的下凹綠地更為安全穩定，不會因雨水的下滲引起道路結構的塌陷破壞；利用下凹綠地及土壤自身的蓄水、下滲和凈化能力，將降雨直接補償城市地下水系統，提高了雨水利用率，同時保證了下滲雨水的水質和水量。2、本專利技術僅在下凹綠地的機動車一側設置防水土工布，可將雨水導向非機動車一側，能夠阻止由下凹綠地下滲的雨水進入機動車一側下方的原狀土層內，起到規則化導水的作用。相比下方全部被防水土工布包裹的下凹綠地施工簡單，經濟成本較低，并且可以使更多的雨水下滲回歸地下。3、本專利技術的防護系統施工簡單，經濟成本較低，較普通鋪設更節約土工布用量，對濕陷性黃土地區提供了一種安全高效的下凹綠地雨水的規則化下滲防護系統。附圖說明圖1為設置下凹綠地的半幅道路示意圖；圖2為下凹綠地平面匯流示意圖；圖3為機動非機動車道間防護系統示意圖；圖4為人行道側邊防護系統示意圖；圖5為圖2防護系統降雨后模擬效果圖；圖6為10min降雨量分布及累計降雨量變化圖；圖7為雨水管的管口與種植土層表面的距離不同時，下凹綠地內滯留積水深度變化圖；圖8為圖5中觀測點1、2的含水量變化曲線；圖9為雨水管的管口與種植土層表面的距離不同時，下凹綠地內含水量變化圖；圖中各標號含義：1—原狀土層，2—路基壓實土層，3—道路結構層，4—下凹綠地，4-1—礫石層，4-2—中粗砂層，4-3—混合土層，4-4—種植土層，4-5—雨水管，5—條形鋪設槽，6—第一溝槽，7—第二溝槽，8—防水土工布安裝平臺，9—防水土工布，10—中央分隔帶，11—機動車車形道，12—機動非機動車道件下凹綠地，13—非機動車車形道，14—人行道，15—人行道側邊下凹綠地，16—中央分隔帶，17—機動車車行道，18—機動非機動車道間下凹綠地，19—非機動車車行道，20—人行道，21—人行道側邊下凹綠地，22—路緣石，23—路緣石排水口。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術的方案做進一步詳細地解釋和說明。具體實施方式參見圖1，下凹綠地與城市道路相鄰，應用于不同路面布設時，可設置于不同位置，于機動車與非機動車道間時采取機動車側防滲(向非機動車側導水)，或于人行道側邊綠地時可選擇性采用人行道側防滲(向綠地側導水)，或于車行道與人行道間時采取車行道側防滲(向人行道側導水)。道路向綠地方向設有坡度，路邊設置高于路面的路緣石22，路緣石22本文檔來自技高網...
【技術保護點】
濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，包括路基壓實土層(2)，路基壓實土層(2)為原狀土層(1)的上部土層，路基壓實土層(2)上方鋪設道路結構層(3)，其特征在于，所述防護系統還包括下凹綠地(4)，下凹綠地(4)由上至下依次穿過所述道路結構層(3)和路基壓實層(2)，下凹綠地(4)的底部與所述原狀土層(1)接觸；下凹綠地(4)的一個側面與所述路基壓實土層(2)之間設置有防水土工布(9)。
【技術特征摘要】
1.濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，包括路基壓實土層(2)，路基壓實土層(2)為原狀土層(1)的上部土層，路基壓實土層(2)上方鋪設道路結構層(3)，其特征在于，所述防護系統還包括下凹綠地(4)，下凹綠地(4)由上至下依次穿過所述道路結構層(3)和路基壓實層(2)，下凹綠地(4)的底部與所述原狀土層(1)接觸；下凹綠地(4)的一個側面與所述路基壓實土層(2)之間設置有防水土工布(9)。2.如權利要求1所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，其特征在于，所述下凹綠地(4)包括由下至上依次鋪設的礫石層(4-1)、中粗砂層(4-2)、混合土層(4-3)和種植土層(4-4)；所述下凹綠地(4)還包括豎直設置的雨水管(4-5)，雨水管(4-5)的底端由上至下依次穿過種植土層(4-4)、混合土層(4-3)、中粗砂層(4-2)和礫石層(4-1)，雨水管(4-5)的底端連接城市雨水管道。3.如權利要求2所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，其特征在于，所述礫石層(4-1)設置在所述原狀土層(1)內，所述中粗砂層(4-2)和混合土層(4-3)設置在所述路基壓實土層(2)內，所述種植土層(4-4)設置在所述道路結構層(3)內。4.如權利要求3所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，其特征在于，所述路基壓實土層(2)與所述中粗砂層(4-2)和混合土層(4-3)相接觸的一面與水平面的夾角為45°。5.如權利要求4所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，其特征在于，所述中粗砂層(4-2)、混合土層(4-3)和種植土層(4-4)與路基壓實土層(2)之間形成縫隙，所述防水土工布(9)設置在縫隙內，將路基壓實土層(2)與中粗砂層(4-2)、混合土層(4-3)和種植土層(4-4)分隔開。6.如權利要求2所述的濕陷性黃土地區雨水的規則化下滲防護系統，其特征在于，所述雨水管(4-5)的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧金鎖，高源原，
申請(專利權)人：西安建筑科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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