[发明专利]一种海绵城市预制透水结构体系及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海绵城市预制透水结构体系及其施工方法，属于新型道路材料与结构技术领域。

背景技术

多孔混凝土结构具有优越的排水与降噪性能，作为构建海绵城市的重要主城部分能有效地排除路面积水，确保城市交通体系的顺畅与安全。然而，多孔混凝土结构，特别是多孔沥青混凝土结构在实际应用中存在诸多问题：一方面由于孔隙率较大的原因，多孔沥青混凝土结构的强度普遍较低，孔隙结构在高温季节容易受到荷载作用而出现压密变形，从而造成排水性能下降；另一方面，外界环境中存在的尘土、油污等极易进入孔隙结构内部，导致孔隙堵塞，排水降噪性能大幅衰减。

现阶段对城市道路排水路面的应用较为单一，主要集中于以多孔沥青混凝土铺筑透水机动车道面。然而，使用过程中出现孔隙堵塞而导致透水性能缺失的情况屡屡发生，现场采用真空吸尘与高压水冲洗等措施并不能有效解决孔隙堵塞问题；此外，城市非机动车道、广场铺装及小区道路等以轻交通或非机动车、行人为主的区域分布广泛，若充分利用能构建起行之有效的城市道路排水体系。由此可见，设计一种新型预制透水结构体系能极大地促进城市透水系统的建设。该结构体系需具备以下优势：高强度的力学性能，能有效抵御车辆荷载造成的压密变形，确保孔隙结构在使用过程中不出现压缩现象；施工便利，尽可能减少对城市交通或市民出行的影响；易于维护或更换损坏部位，保证透水体系的耐久性能。

中国专利文献CN104003661B公开了一种透水再生沥青混合料路面砖及其制备方法，采用再生沥青混凝土与聚乙酸乙烯酯等成型透水砖，具备了一定的环保优势，但并未提出完整的透水结构体系；中国专利文献CN104310858B公开了一种提高透水沥青混凝土路面透水性能的方法，采用透水性材料海泡石和蛭石的混合料粉提到矿粉，实现了透水性能的提升，同样并没提出一种施工、养护及维修便利的透水结构。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种海绵城市预制透水结构体系及其施工方法，该结构采用预制聚合物透水板作为路面结构，结构力学性能优异，且易于施工、养护与维修，解决了现阶段缺乏城市轻交通量与非机动车、行人为主的道路结构透水体系的难题。

技术方案：本发明提供了一种海绵城市预制透水结构体系，该结构体系成一定坡度布置，自上至下依次为预制聚合物透水板、排水格栅、防水垫层、密级配承重层、级配碎石基层，在防水垫层较低边缘位置布置有排水管道。

其中：

所述的该结构体系成一定坡度布置的坡度为1％～2％，且该结构体系布置于路缘石一侧。

所述的预制聚合物透水板为正方形或矩形，其厚度为0.1m～0.2m，各边长度为1.0m～1.5m，孔隙率为12％～20％。

所述的预制聚合物透水板中的聚合物为聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯或环氧树脂。

所述的排水格栅由通用工程塑料制成，为格栅条拼接组成的预制结构，其厚度为3cm～5cm，排水格栅中各网格的边长为20cm～30cm，且所述格栅条下边缘开有高度为1cm～2cm、长度为2cm～4cm的矩形排水口。

所述的防水垫层为密级配沥青砂浆层，孔隙率小于1％。

所述的密级配承重层采用细粒式沥青混凝土；所述的级配碎石基层为公称最大粒径为19mm的级配碎石层。

所述排水管道为侧面设置多组矩形排水孔的高强度塑料管，设置于防水垫层较低侧的边缘处，其排水孔下边缘与防水垫层上表面齐平，便于下渗积水能快速进入排水管道。

所述的排水管道的直径为0.1m～0.15m、厚度为1cm～1.5cm，所述排水管道沿道路纵向布置，汇集下渗水并通过道路排水设施排出路面结构。

本发明还提供了一种海绵城市预制透水结构体系的施工方法，该方法包含以下步骤：

1)以公称最大粒径为19mm的级配碎石作为路面结构基层，铺筑过程中设置1°～2°的横向坡度，采用压路机进行压实，得级配碎石基层；

2)在级配碎石基层上表面铺筑细粒式沥青混凝土作为密级配承重层，且在两层之间喷洒乳化沥青材料作为粘结剂；

3)在密级配承重层上面铺筑密级配沥青砂浆层作为防水垫层；

4)将预制好的排水格栅直接铺筑于防水垫层上表面；

5)将预制聚合物透水板直接铺筑于排水格栅上方，预制聚合物透水板结构尺寸根据实际应用需求调整；

6)将排水管道埋置于防水垫层较低侧的边缘处，且排水管道带有的排水孔的下边缘与防水垫层的上表面齐平，便于下渗积水能快速进入排水管道，排水管道长度根据道路实际下水结构布置进行调整。