一种防止内涝的城乡道路快速排水结构

1.本发明涉及城乡道路建设领域，特别是涉及一种防止内涝的城乡道路快速排水结构，主要适用于时速小于60km/h的城乡道路排水。


背景技术：

2.在城乡地势低洼地区，当出现短时间内强降雨或长时间持续性降水的情况下，地势低洼地区由于汇集了来自周围四面八方的地表径流，将超出常规排水能力，由此产生的超标径流汇集后就会形成内涝点或内涝区域，将对人民的生命财产造成严重威胁。
3.地表径流的来源以道路为主，因此道路排水对于城市排水非常重要。大多数地势低洼地区之所以易于出现内涝，跟四周连通的道路向内排水有极大的关系。由于地势关系，四周的道路一般均为下坡路，地表径流常常没来得及排入路面两侧的排水口就直接顺着道路地势排入地势低洼地区，造成水流无法被合理地疏导，从而形成区域内涝。
4.因此，要解决区域内涝问题，需要从周围道路的排水问题入手，保证道路快速排水，保障积水的有效疏导，才能减轻内涝区域的排水压力，解决内涝问题。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提出了一种针对城乡易发生内涝地区道路的快速排水结构，通过道路地形重塑，使总体坡度趋缓，并对道路进行分段形成多段道路分段单元，在每段道路分段单元分别设置集中路面排水和辅助路侧排水，使雨水径流在每段道路分段单元内部迅速排走，从而解决了超标径流汇集到低洼地区形成内涝，从源头上缓解了城乡内涝地区的排水压力，彻底解决了城乡内涝问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种防止内涝的城乡道路快速排水结构，包括沿城乡道路往内涝点方向划分的多段道路分段单元，所述道路分段单元包括上半段的缓斜坡路段和下半段的水平路段，所述缓斜坡路段的坡度小于2％，所述缓斜坡路段与水平路段的长度比例为5:4～2:1，所述道路分段单元上分别设有路面排水口与路侧排水口，所述路面排水口包括至少两排错位相对设置的弧形缝隙式排水口，所述弧形缝隙式排水口包括设置在路表的过滤网格、对称设置在所述过滤网格下方两侧的稳定板、连接在所述稳定板外侧的固定格栅以及设置在底部的第一排水管道，所述固定格栅埋在城乡道路的级配碎石层上的沥青混凝土层中，所述固定格栅通过铆钉对沥青混凝土层进行加筋并固定，所述过滤网格包括沿城乡道路延伸方向依次设置的横排网格与蜂巢网格，所述路侧排水口设置在水平路段的路缘石内侧，所述路侧排水口周围路面设置导流坡度，所述路侧排水口包括自上而下依次设置的大格栅过滤层、悬浮物分离层、净化层、第二排水管道，所述悬浮物分离层包括分离挡板以及设置在所述分离挡板下侧的悬浮物收集袋。
7.优选地，所述缓斜坡路段的长度在城郊公路或乡镇公路上小于400米，在城市中心道路上小于800米。
8.优选地，所述第一排弧形缝隙式排水口设置在缓斜坡路段与水平路段交界处向水
平路段延伸方向1～2.5米处，且距第二排弧形缝隙式排水口的垂直距离为0.5～1.5m。
9.优选地，所述弧形缝隙式排水口的宽度为3～10cm，所述弧形缝隙式排水口的弧形弦长为0.6～0.8m，所述弧形缝隙式排水口的圆心角为40
°
～100
°
。
10.优选地，所述弧形缝隙式排水口并排平均间隔设置，间隔距离为0.5～0.7m。
11.优选地，所述横排网格的总宽度为1.2～3.5cm，网格缝隙宽度为0.5～1cm；所述蜂巢网格孔径为0.4～0.8cm；所述横排网格与蜂巢网格的表面均为凹凸不平结构，上表面高差为0.3～1.0cm；所述横排网格与蜂巢网格的厚度均为3～7cm，且底部网格孔隙比表面网格孔隙大。
12.优选地，所述稳定板的厚度为0.6～1.5cm，铺设宽度为两侧各30～50cm。
13.优选地，所述大格栅过滤层的格栅孔径为0.6～1cm
×
2～5cm，格栅平面方向为水平向路缘石一侧倾斜20
°
～35
°
。
14.优选地，所述分离挡板为互相嵌锁的双层格栅结构，两层格栅在中部通过稳定轴进行相对固定并可围绕稳定轴相对转动。
15.优选地，所述净化层为无纺布袋斜竖向铺设而成的台阶状结构，所述净化层的总高度为5～10cm，所述无纺布袋内填充有体积比为3：2～5：4的陶粒、火山岩。
16.基于上述技术方案，本发明的优点是：
17.本发明的城乡道路快速排水结构，通过道路分段，一方面将坡面进行改造，使坡面趋缓，减小了径流速度，另一方面对地表径流进行分流，使雨水在每个道路分段单元基本全部排走，大大地缓解了汇集到低洼地段的水量，从根本上解决内涝问题。
18.在每个道路分段单元通过设置路面、路侧两种排水口，路面排水口主要承接缓斜坡路面的径流，通过排水口导流和多排排水，将雨水基本全部承接排出，两侧径流及水平路面产生的径流通过路侧排水口排出；两种排水结合，很好地解决了汛期雨量较大时雨水径流无法快速排出的问题，从而杜绝内涝产生。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为道路分段单元示意图；
21.图2为城乡道路快速排水结构示意图；
22.图3为路面排水口截面示意图；
23.图4为过滤网格示意图；
24.图5为路侧排水口截面示意图。
具体实施方式
25.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
26.本发明提供了一种防止内涝的城乡道路快速排水结构，如图1～图5所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。
27.由于内涝地区地势低洼的原因，通往内涝区域的道路大都为下坡路段，本发明提出将该段道路沿着道路通往内涝点的方向进行分段和坡度重塑。如图1所示，沿着道路通往
内涝点的方向，划分为多段道路分段单元1，所述道路分段单元1包括上半段的缓斜坡路段2和下半段的水平路段3。
28.所述缓斜坡路段2作为汇水面积，缓坡路段2的坡度小于2％。长度根据市政雨水主管径及降雨参数情况进行计算。优选地，所述缓斜坡路段2的长度在城郊公路或乡镇公路上小于400米，在城市中心道路上小于800米。所述缓斜坡路段2与水平路段3的长度比例为5:4～2:1，水平路段前端主要承接缓斜坡路段的径流，中后段保证水平路面本身产生的径流能快速排走。。
29.如图2所示，所述道路分段单元1上分别设有路面排水口5与路侧排水口4。所述路面排水口5包括至少两排错位相对设置的弧形缝隙式排水口6。优选地，所述第一排弧形缝隙式排水口6设置在缓斜坡路段2与水平路段3交界处向水平路段3延伸方向1～2.5米处，且距第二排弧形缝隙式排水口6的垂直距离为0.5～1.5m。
30.所述弧形缝隙式排水口6整体为弧形，排水口宽度根据汛期雨量计算设置，一般为3～8cm，最长不超过10cm。所述弧形缝隙式排水口6的弧形弦长为0.6～0.8m，所述弧形缝隙式排水口6的圆心角为40
°
～100
°
。弧形开口背对向缓坡路面，排水口并排平均间隔设置，间隔距离为0.5～0.7m。
31.第二排弧形缝隙式排水口6也为弧形，开口方向与第一排相反，与第一排弧形缝隙式排水口6交错设置，规格与第一排弧形缝隙式排水口6相同。如该地区汛期雨量较大可酌情增加排水口数量和排数。
32.同样占地面积的弧形排水口比常规的直线型排水口排水效率更高，且由于圆弧形排水口面积更大，分散了路面压力，对路面整体稳定性的影响更小。第一排排水口弧形开口背对缓坡来水，除了起到排水的作用，排水口边缘还起到将未排走的径流导流入第二排排水口的作用。
33.具体地，以3.5米宽两车道道路为例，第一排设置弦长为0.6m，圆心角75
°
排水口7个，排水口水平间距0.5m，垂直间距1m处设置第二排排水口6个，间距同前。
34.弧形缝隙式排水口6整体材质为不锈钢、铸铁等硬度韧度较高、抗压不变形、耐受性高的，表面涂刷疏水涂料，促进快速排水。
35.如图3所示，所述弧形缝隙式排水口6包括设置在路表的过滤网格7、对称设置在所述过滤网格7下方两侧的稳定板8、连接在所述稳定板8外侧的固定格栅9以及设置在底部的第一排水管道11。底部设置第一排水管道11通往市政雨水管道，第一排水管道11深度应设置比常规缝隙式排水口低。
36.如图4所示，所述过滤网格7包括沿城乡道路延伸方向依次设置的横排网格12与蜂巢网格13。所述横排网格12的总宽度为1.2～3.5cm，网格缝隙宽度为0.5～1cm；所述蜂巢网格13孔径为0.4～0.8cm；所述横排网格12与蜂巢网格13的表面均为凹凸不平结构，上表面高差为0.3～1.0cm；所述横排网格12与蜂巢网格13的厚度均为3～7cm，且底部网格孔隙比表面网格孔隙大。路面排水口除了需要考虑排水功能之外，还需保证路面的稳定性。当降雨后缓坡路面出现径流，路面的雨水径流大部分通过前端的横排网格排走，当径流量增大时，路面的大颗粒垃圾等污染被横排网格拦截，径流通过横排网格和蜂巢网格同时排水。横排网格与蜂巢网格双重排水口结构在保证排水效率的情况下，也达到了路面稳定要求。
37.为保证道路结构稳定，在过滤网格结构下方两侧及两端对称设置厚度为0.6～
1.5cm的同材质稳定板8，铺设宽度为两侧各30～50cm；稳定板8两侧连接有固定格栅9，所述固定格栅9埋在城乡道路的级配碎石层上的沥青混凝土层中，所述固定格栅9通过铆钉10对沥青混凝土层进行加筋并固定，制约了混凝土结构的横向移动，并通过铺埋和锚固，形成了良好的嵌锁结构，有一定的刚度使上面的负荷得到扩散，提高了地基的承载力和稳定性。
38.如5所示，所述路侧排水口4设置在水平路段3的路缘石15内侧，所述路侧排水口4周围路面设置导流坡度，所述路侧排水口4包括自上而下依次设置的大格栅过滤层14、悬浮物分离层、净化层18、第二排水管道19，所述悬浮物分离层包括分离挡板16以及设置在所述分离挡板16下侧的悬浮物收集袋17。
39.由于常规路面均为中间高两侧低，便于路面径流流向路侧排水口4，因此在路面排水排走缓斜坡大部分雨水径流外，其余水平路面雨水径流将在路侧排水口4排出。
40.具体地，路侧排水口4从上到下设置为3层，表层为大格栅过滤层14，格栅孔径为0.6～1cm
×
2～5cm，孔径向路牙一侧递减，格栅平面方向为水平向道路路牙一侧略倾斜20
°
～35
°
，可将过滤大颗粒垃圾并将收集到排水口一侧，不堵塞排水口，影响后续排水。
41.大格栅过滤层14下方10～15cm处设置悬浮物分离层，该层设置分离挡板16，所述分离挡板16为互相嵌锁的双层格栅结构，两层格栅在中部通过稳定轴进行相对固定并可围绕稳定轴相对转动。格栅孔径为0.15～0.25cm
×
0.2～0.4cm。当雨水流入时，泥沙被格栅分离，同时格栅向下转动，两层格栅相互通过摩擦将附着的泥沙等悬浮物清理分离，落入悬浮物收集袋17内定期清理。
42.第三层为净化层18，将陶粒及火山岩等填料按照一定比例混合装进无纺布袋，斜竖向铺设，总高度5～10cm，铺设为台阶状水体净化层，台阶状结构可增加水流通过时间提高净化效率，对油污、重金属污染等进行初步净化处理。其中，所述无纺布袋内填充有体积比为3：2～5：4的陶粒、火山岩。
43.路侧排水口4周围路面设置导流坡度，设置在路面排水口5两侧的路侧排水口4按照路面排水口5侧方的水流设置导流地形，将未流入路面排水口5的雨水径流导入路侧排水口4。
44.本发明的城乡道路快速排水结构，通过道路分段，一方面将坡面进行改造，使坡面趋缓，减小了径流速度，另一方面对地表径流进行分流，使雨水在每个道路分段单元基本全部排走，大大地缓解了汇集到低洼地段的水量，从根本上解决内涝问题。
45.本发明在每个道路分段单元通过设置路面、路侧两种排水口，路面排水口主要承接缓斜坡路面的径流，通过排水口导流和多排排水，将雨水基本全部承接排出，两侧径流及水平路面产生的径流通过路侧排水口排出。两种排水结合，很好地解决了汛期雨量较大时雨水径流无法快速排出的问题，从而杜绝内涝产生。
46.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种防止内涝的城乡道路快速排水结构，其特征在于：包括沿城乡道路往内涝点方向划分的多段道路分段单元(1)，所述道路分段单元(1)包括上半段的缓斜坡路段(2)和下半段的水平路段(3)，所述缓斜坡路段(2)的坡度小于2％，所述缓斜坡路段(2)与水平路段(3)的长度比例为5:4～2:1，所述道路分段单元(1)上分别设有路面排水口(5)与路侧排水口(4)，所述路面排水口(5)包括至少两排错位相对设置的弧形缝隙式排水口(6)，所述弧形缝隙式排水口(6)包括设置在路表的过滤网格(7)、对称设置在所述过滤网格(7)下方两侧的稳定板(8)、连接在所述稳定板(8)外侧的固定格栅(9)以及设置在底部的第一排水管道(11)，所述固定格栅(9)埋在城乡道路的级配碎石层上的沥青混凝土层中，所述固定格栅(9)通过铆钉(10)对沥青混凝土层进行加筋并固定，所述过滤网格(7)包括沿城乡道路延伸方向依次设置的横排网格(12)与蜂巢网格(13)，所述路侧排水口(4)设置在水平路段(3)的路缘石(15)内侧，所述路侧排水口(4)周围路面设置导流坡度，所述路侧排水口(4)包括自上而下依次设置的大格栅过滤层(14)、悬浮物分离层、净化层(18)、第二排水管道(19)，所述悬浮物分离层包括分离挡板(16)以及设置在所述分离挡板(16)下侧的悬浮物收集袋(17)。2.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述缓斜坡路段(2)的长度在城郊公路或乡镇公路上小于400米，在城市中心道路上小于800米。3.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述第一排弧形缝隙式排水口(6)设置在缓斜坡路段(2)与水平路段(3)交界处向水平路段(3)延伸方向1～2.5米处，且距第二排弧形缝隙式排水口(6)的垂直距离为0.5～1.5m。4.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述弧形缝隙式排水口(6)的宽度为3～10cm，所述弧形缝隙式排水口(6)的弧形弦长为0.6～0.8m，所述弧形缝隙式排水口(6)的圆心角为40
°
～100
°
。5.根据权利要求4所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述弧形缝隙式排水口(6)并排平均间隔设置，间隔距离为0.5～0.7m。6.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述横排网格(12)的总宽度为1.2～3.5cm，网格缝隙宽度为0.5～1cm；所述蜂巢网格(13)孔径为0.4～0.8cm；所述横排网格(12)与蜂巢网格(13)的表面均为凹凸不平结构，上表面高差为0.3～1.0cm；所述横排网格(12)与蜂巢网格(13)的厚度均为3～7cm，且底部网格孔隙比表面网格孔隙大。7.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述稳定板(8)的厚度为0.6～1.5cm，铺设宽度为两侧各30～50cm。8.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述大格栅过滤层(14)的格栅孔径为0.6～1cm
×
2～5cm，孔径向路缘石(15)一侧递减，格栅平面方向为水平向路缘石(15)一侧倾斜20
°
～35
°
。9.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述分离挡板(16)为互相嵌锁的双层格栅结构，两层格栅在中部通过稳定轴进行相对固定并可围绕稳定轴相对转动。10.根据权利要求1所述的城乡道路快速排水结构，其特征在于：所述净化层(18)为无纺布袋斜竖向铺设而成的台阶状结构，所述净化层(18)的总高度为5～10cm，所述无纺布袋内填充有体积比为3：2～5：4的陶粒、火山岩。

技术总结
本发明涉及一种防止内涝的城乡道路快速排水结构，包括沿城乡道路往内涝点方向划分的多段道路分段单元，所述道路分段单元包括上半段的缓斜坡路段和下半段的水平路段，所述道路分段单元上分别设有路面排水口与路侧排水口，所述路面排水口包括至少两排错位相对设置的弧形缝隙式排水口。本发明在每个道路分段单元通过设置路面、路侧两种排水口，路面排水口主要承接缓斜坡路面的径流，通过排水口导流和多排排水，将雨水基本全部承接排出，两侧径流及水平路面产生的径流通过路侧排水口快速排出，通过两种排水结合，很好地解决了汛期雨量较大时雨水径流无法快速排出的问题，从而杜绝内涝产生。产生。产生。


技术研发人员：方创琳 樊蓓丽 李广东 陈明星
受保护的技术使用者：中国科学院地理科学与资源研究所
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/23