本發(fā)明屬于城市交通和水利工程等領(lǐng)域，具體涉及一種減緩城市內(nèi)澇的新型道路結(jié)構(gòu)型式及其建造方法。

背景技術(shù)：

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加速，城市道路的覆蓋率也越來越高，當(dāng)前發(fā)達(dá)國家的主要城市道路面積約占城市總面積的20％，中國如北京、上海等一線城市的城市道路面積占比也已接近10％，且仍以較快的速度發(fā)展。由于采用硬化路面的城市道路發(fā)展過快，且城市道路設(shè)計中的集中排水設(shè)施基本按1～2年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，當(dāng)遭遇超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的降雨時城市道路難以及時將降雨形成的地表徑流排凈，從而導(dǎo)致城市經(jīng)常發(fā)生內(nèi)澇，嚴(yán)重影響了城市居民的正常生活和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。住建部2010年對我國32個省份中的351個城市的內(nèi)澇情況進(jìn)行調(diào)研顯示，自2008年，有213個城市發(fā)生過不同程度的積水內(nèi)澇，占調(diào)查城市的62%，且城市內(nèi)澇的頻率呈上升趨勢；內(nèi)澇災(zāi)害一年超過3次的城市就有137個，甚至擴(kuò)大到干旱少雨的西安、沈陽等西部和北部城市。住建部的統(tǒng)計資料還表明：中國城市內(nèi)澇災(zāi)害最大積水深度超過50mm的城市占74.6%，積水深度超過15mm的超過90%。；積水時間超過半小時的城市占78.9%，其中有57個城市的最大積水時間超過12小時；另據(jù)近年北京、廣州、成都、武漢等地先后造成的雨水內(nèi)澇事件來看，城市內(nèi)澇災(zāi)害表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的上升趨勢。

專家經(jīng)過分析研究2016年武漢嚴(yán)重城市內(nèi)澇的原因后認(rèn)為“城市不透水面積的增多”是其中一個非常重要的原因。自然土壤具有吸收和涵養(yǎng)水分的功能，通過將雨水滲入地下，并與土壤水和地下水間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，使雨水回歸到自然中，進(jìn)而維持城市水循環(huán)系統(tǒng)的平衡。隨著城市建設(shè)道路面積的增大，使得自然土壤逐漸被混凝土路面和瀝青路面等近乎不透水層所覆蓋，直接切斷了雨水的下滲途徑，大幅減小了土壤的入滲量，而地表徑流量和徑流系數(shù)逐漸增大，使得原本該下滲到地下的水資源轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇韽搅鳠o法入滲，從而成為內(nèi)澇災(zāi)害的一個重要源。據(jù)湖北省年鑒記載，由于武漢市區(qū)鋪裝道路多以不透水的瀝青、水泥路面為主，因此這種建設(shè)大大增加了城市的不透水面積。此外不透水面積的增大會導(dǎo)致原始地面的曼寧系數(shù)大幅減小，從而縮短雨水匯流時間，進(jìn)而增大管網(wǎng)雨水流量和管網(wǎng)負(fù)擔(dān)，大幅提高城市暴雨內(nèi)澇的風(fēng)險。

當(dāng)前中國正在大力規(guī)劃及試驗推廣的海綿城市建設(shè)技術(shù)是解決我國日益嚴(yán)重的城市內(nèi)澇問題的城市建設(shè)新技術(shù)，并為此開展了一些先期試驗試點(diǎn)工作，調(diào)查表明已納入試點(diǎn)的30個城市中，今年仍有19個城市發(fā)生內(nèi)澇，占比63%，這其中就包括北京、天津、重慶等直轄市，還包括福州、武漢、濟(jì)南、南寧等多個省會城市。一些開展試點(diǎn)建設(shè)的海綿城市沒有真正利用好城市中自然土壤吸收和涵養(yǎng)水分的功能,海綿城市建設(shè)也不是一兩年短時間就可以完成的。

海綿城市建設(shè)為一系統(tǒng)工程,占城市總面積10%以上的新型城市道路建設(shè)是海綿城市建設(shè)的一個重要組成部分,當(dāng)前海綿城市減緩內(nèi)澇的新型城市道路設(shè)計與建設(shè)尚處于起步階段，服務(wù)于海綿城市建設(shè)的城市道路規(guī)劃設(shè)計體系、道路結(jié)構(gòu)及評價方法等方面還不盡成熟，已見報道的相關(guān)技術(shù)也僅限于使用路面透水材料技術(shù),該技術(shù)在非機(jī)動車道、人行道等城市道路簡單使用透水鋪裝，如透水路面、透水陶瓷路面磚和透水混凝土等，技術(shù)存在的缺點(diǎn)是并未將路面、路基墊層、道路下部地基作為一個系統(tǒng)整體予以考慮，未協(xié)調(diào)考慮路基墊層的透水性能，路下地基的吸水速率和儲水能力，最終導(dǎo)致實施效果不理想，實用性較差，經(jīng)濟(jì)性嚴(yán)重不足，難以進(jìn)行有效推廣。

目前中國大中城市內(nèi)澇問題日益嚴(yán)重，城市道路面積占比越來越大，集中管網(wǎng)和河道已不能滿足城市排水的要求，提出一種能快速將雨水排入下部土壤并充分發(fā)揮土壤蓄水能力的新型道路結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義，是中國大力推廣的海綿城市建設(shè)的一個重要組成部分。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種減緩城市內(nèi)澇的道路結(jié)構(gòu)，這是一種可以將雨水迅速排入道路下部土壤中的新型城市道路結(jié)構(gòu)型式。所需要解決的技術(shù)問題是以城市道路的路面結(jié)構(gòu)、路基墊層和道路下部地基作為一個系統(tǒng)進(jìn)行考慮，充分吸收水庫大壩等水利工程成熟的排、蓄水技術(shù)，提出適合不同地基和排、蓄水目標(biāo)要求的新型城市道路結(jié)構(gòu)型式及其建設(shè)技術(shù)和施工方法，服務(wù)于海綿城市建設(shè)，緩解中國日益嚴(yán)重的城市內(nèi)澇問題。

完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，一種減緩城市內(nèi)澇的道路結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)地基上自下而上設(shè)有路基、路基墊層和路面結(jié)構(gòu)面層，在道路兩側(cè)設(shè)有隔離帶，所述道路兩側(cè)隔離帶的周邊設(shè)有路沿石，其特征在于，所述路沿石采用透水路沿石；在所述道路兩側(cè)隔離帶的下面設(shè)有碎石豎向排水體；在該碎石豎向排水體與所述下部基礎(chǔ)之間，設(shè)有碎石水平排水層，該碎石水平排水層寬度覆蓋待建道路路基的全寬度范圍。

當(dāng)?shù)缆分虚g設(shè)有花壇隔離帶時，該花壇隔離帶的下面同樣設(shè)有碎石豎向排水體；花壇隔離帶周邊的路沿石也采用透水路沿石。

所述的碎石排水層是分兩層分別攤鋪并碾壓,每層厚度20～30cm；

所述的碎石排水層寬度覆蓋待建道路路基的全寬度范圍，所述的兩側(cè)隔離帶和中間花壇隔離帶下面的豎向排水體與路基水平排水層相連。

所述的碎石豎向排水體頂寬大于2m，并大于隔離花壇寬度和花壇兩側(cè)路沿石寬度總和，其向下擴(kuò)展坡比為1：1，頂部高程與路面墊層同高程。

完成本申請第二個發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，所述減緩城市內(nèi)澇的道路結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，步驟如下：

⑴.對待建道路的場地進(jìn)行清表處理并完成地基處理；

⑵.在地基上采用分層碾壓施工方法鋪設(shè)一層厚度不小于50cm的碎石的路基水平排水層；

⑶.在道路兩側(cè)隔離帶和中間花壇隔離帶的設(shè)計位置上布置碎石豎向排水體；

⑷.道路的各個隔離帶周邊路沿石采用帶槽（洞）的預(yù)制混凝土板或者石材板，有利于降雨形成地表徑流通過路沿石中槽（洞）快速排入碎石豎向排水體，

⑸.道路其它部位路基和路基墊層按傳統(tǒng)城市道路結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)材料以分層碾壓方式填筑到設(shè)計高程；

⑹.在路基墊層上面鋪設(shè)路面瀝青或混凝土結(jié)構(gòu)面層。

以上步驟⑶-步驟⑸的編號順序不代表施工順序。即，以上步驟⑶-步驟⑸的施工順序可以與本編號順序不同。例如，先鋪設(shè)路基和路基墊層，后設(shè)置碎石豎向排水體；或者鋪設(shè)路基和路基墊層與設(shè)置碎石豎向排水體同時進(jìn)行。

以上步驟⑵的碎石的路基水平排水層是分兩層分別攤鋪并碾壓,每層厚度20～30cm，碎石排水層寬度覆蓋待建道路路基的全寬度范圍，在待建道路的兩側(cè)隔離帶和中間花壇隔離帶（如有）處分別設(shè)置路基豎向排水體與路基水平排水層相連，

以上步驟⑶的碎石豎向排水體；碎石豎向排水體同樣為干凈碎石，采用分層攤鋪并碾壓方式進(jìn)行施工，每層厚度20～30cm，碎石豎向排水體頂寬大于2m，并大于隔離花壇寬度和花壇兩側(cè)路沿石寬度總和，其向下擴(kuò)展坡比為1：1，頂部高程與路面墊層同高程。

換言之，本發(fā)明由下部地基（也稱為基礎(chǔ)地基，為可蓄水土壤)、路基水平排水層、路基豎向排水體、路基、路面墊層、開槽（洞）透水路沿石、路面結(jié)構(gòu)面層、花壇隔離帶組成。對待建道路的場地進(jìn)行清表處理并完成地基處理后,在其上采用分層碾壓施工方法鋪設(shè)一層厚度不小于50cm的碎石的路基水平排水層,碎石排水層分兩層分別攤鋪并碾壓,每層厚度20～30cm，碎石排水層寬度覆蓋待建道路路基的全寬度范圍，在待建道路的兩側(cè)隔離帶和中間花壇隔離帶（如有）處分別設(shè)置路基豎向排水體與路基水平排水層相連，路基豎向排水體材料同樣為干凈碎石，采用分層攤鋪并碾壓方式進(jìn)行施工，每層厚度20～30cm，路基豎向排水體頂寬大于2m，并大于隔離花壇寬度和花壇兩側(cè)路沿石寬度總和，其向下擴(kuò)展坡比為1：1，頂部高程與路面墊層同高程，道路其它部位路基和路面墊層按傳統(tǒng)城市道路結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)材料以分層碾壓方式填筑到設(shè)計高程，道路的各個隔離帶周邊路沿石采用帶槽（洞）的預(yù)制混凝土板或者石材板，有利于降雨形成地表徑流通過路沿石中槽（洞）快速排入碎石豎向排水體，并通過碎石水平排水層快速擴(kuò)散到道路下部的全部面積范圍的地基（可蓄水土壤），形成儲水的“海綿”土壤，以備后續(xù)區(qū)域用水之需，道路的路面結(jié)構(gòu)面層和花壇隔離帶沿用傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式，其施工方法也保持不變，路沿石固定和施工也采用傳統(tǒng)技術(shù)和方法。

更優(yōu)化和更詳細(xì)地說，本發(fā)明的特征、結(jié)構(gòu)和功能如下：

1）路基水平排水層、路基豎向排水體材料為干凈碎石，以保證排水體具有良好排水特性，同時具有足夠強(qiáng)度和抵抗變形能力，以滿足道路穩(wěn)定和良好壓縮和沉降變形特性要求；

2）路基水平排水層厚度不小于50cm，以滿足水平排水量要求；

3）路基水平排水層寬度覆蓋待建道路路基的全寬度范圍，采用分層攤鋪并碾壓方式進(jìn)行施工，每層厚度20～30cm；

4）路基豎向排水體與路基水平排水層相連，位置位于兩側(cè)隔離帶和中間花壇隔離帶（如有）處；

5）路基豎向排水體頂寬大于2m，并大于隔離花壇寬度和花壇兩側(cè)路沿石寬度總和，其向下擴(kuò)展坡比為1：1，頂部高程與路面墊層同高程；

6）路基豎向排水體采用分層攤鋪并碾壓方式進(jìn)行施工，每層厚度20～30cm；

7）道路的各個隔離帶周邊路沿石采用帶槽（洞）的預(yù)制混凝土板或者石材板，開槽（洞）面積不小于30％，有利于降雨后形成地表徑流通過路沿石中槽（洞）快速排入碎石豎向排水體，并通過碎石水平排水層快速擴(kuò)散到道路下部的全部面積范圍的地基（可蓄水土壤），形成儲水的“海綿”土壤，以備后續(xù)區(qū)域用水之需；

8）道路的路基采用傳統(tǒng)技術(shù)方法進(jìn)行加固處理，道路路基、路面墊層、路面結(jié)構(gòu)面層和花壇隔離帶沿用傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式，其施工方法也保持不變，路沿石固定和施工也采用傳統(tǒng)技術(shù)和方法。

換言之，本發(fā)明的方案是：新型城市道路結(jié)構(gòu)及其建造方法的主要特點(diǎn)是吸收水庫大壩煙窗式排水設(shè)計思路，在對傳統(tǒng)城市道路成熟結(jié)構(gòu)和工藝不進(jìn)行改變的情況下，采用工程上廣泛使用的碎石材料，充分利用其排水性能好且具備高強(qiáng)度和高抗壓縮特性的特點(diǎn)，通過改變傳統(tǒng)路沿石為帶槽（洞）路沿石，從而使得降雨形成的地表水由路沿石的槽（洞）集水后迅速經(jīng)過碎石排水體排入路下地基（可蓄水土壤），實現(xiàn)了城市下部土壤儲水海綿土體之功效，可以達(dá)到緩解城市內(nèi)澇之目的。本發(fā)明可以較好的服務(wù)于我國正在大力推廣的海綿城市建設(shè)工作。

本發(fā)明所提出的新型城市道路結(jié)構(gòu)及其建造方法結(jié)構(gòu)簡單，對傳統(tǒng)城市道路改變小，道路行車功能與傳統(tǒng)城市道路無區(qū)別，建設(shè)成本遠(yuǎn)優(yōu)于目前采用透水瀝青或透水瀝青混凝土路面以解決雨水下滲的城市道路的建設(shè)成本，且由于城市道路的路基和路面墊層要求碾壓質(zhì)量較高，其透水性也相對較差，通過透水瀝青或透水瀝青混凝土路面下滲雨水將無法快速滲入道路下部地基，不能很好地解決路面積水問題，而本發(fā)明提出的新型城市道路結(jié)構(gòu)及其建造方法可以通過本發(fā)明中設(shè)計的排水結(jié)構(gòu)更好地快速將雨水排入道路下部地基（可蓄水土壤），較好解決路面積水問題以更好完成緩解城市內(nèi)澇之功效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明新型城市道路結(jié)構(gòu)的橫斷面示意圖（有中間花壇隔離帶）；

圖2為本發(fā)明新型城市道路結(jié)構(gòu)的橫斷面示意圖（無中間花壇隔離帶）；

圖3為本發(fā)明新型城市道路采用的帶槽路沿石實物圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施案例，對本發(fā)明方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實施案例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1，有中間花壇隔離帶新型城市道路建設(shè)

1）對公路地基1進(jìn)行清表處理；

2）根據(jù)道路地基特性和公路對地基承載力、強(qiáng)度和穩(wěn)定要求，設(shè)計經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方式，按設(shè)計要求采用合理施工技術(shù)和工藝完成公路地基1的加固處理；

3）對加固處理完成的公路地基進(jìn)行整平處理，其上鋪設(shè)碎石水平排水層2，碎石水平排水層厚度不小于50cm，采用分層碾壓壓實，每分層厚度20～30cm；

4）花壇隔離帶4下部碎石豎向排水體3和路基7同部采用分層碾壓壓實至設(shè)計高程，每分層厚度20～30cm；

5）路基7施工完成后，其上鋪設(shè)路基墊層6，再在其上完成路面瀝青或混凝土結(jié)構(gòu)面層5的鋪設(shè)；

6）在碎石豎向排水體3上部完成道路花壇隔離帶4的施工，花壇底部鋪設(shè)一層透水性不強(qiáng)的粘土以提高花壇土壤保水功能；

7）對花壇隔離帶4周邊進(jìn)行清理后完成其周邊路沿石8的鋪設(shè)，新型城市道路花壇隔離帶周邊路沿石采用圖3所示開槽（洞）結(jié)構(gòu)，其開槽（洞）面積不小于30％，便于將降雨在路面形成的地表徑流通過路沿石上槽（洞）迅速排入其下部的豎向排水體，并通過路基下部水平排水體快速排入道路下部可蓄水土壤（地基）中。

實施例2，無中間花壇隔離帶新型城市道路建設(shè)。

1）重復(fù)實例1步驟1）～7）完成無中間花壇隔離帶新型城市道路建設(shè)；

2）由于無中間花壇隔離帶，無中間花壇隔離帶新型城市道路的開槽（洞）結(jié)構(gòu)路沿石開槽（洞）面積應(yīng)更高，其開槽（洞）面積比應(yīng)不小于50％。