海綿體道路相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)概述目錄TOC\o"1-3"\h\u26234海綿體道路相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)概述 143251.1透水鋪裝 116471.1.1透水鋪裝材料 1218561.1.2透水鋪裝材料滲透系數(shù) 2286851.2下凹式綠地 417811.1.1下凹式綠地的基本工作原理 4217941.1.3實驗裝置 468751.1.4下凹式綠地實驗設(shè)計 5159071.3小結(jié) 71.1透水鋪裝透水鋪裝指的是在地面鋪裝施工中，應(yīng)用透水性能好的施工材料,增強地面的透水性能以及透氣性能[5]。我們在建設(shè)現(xiàn)代化城市的過程中，漸漸發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的路面排水模式存在李李總總的問題，比如：我們傳統(tǒng)的道路排水設(shè)計，通常是水泥道路上設(shè)置排水溝渠和下水井孔去對降落到路面上的水進行處理，由于路面存在凹凸不平的的情況并且它的路面材料是透水率不高的水泥，雨水通常會以水洼的形式滯留在城市路面上，容易使得路面摩擦力減少，由此產(chǎn)生交通隱患，而且，這些無法下滲的雨水通常會沖刷路面，在入滲的時候造成二次污染，污染城市的地下水，也不利于雨水資源的再利用。所以透水鋪裝的出現(xiàn)解決了這些難題，但透水鋪裝的類型多種多樣，靈活利用不同類型種類的透水鋪裝能有效解決傳統(tǒng)路面透水難，排水久的問題。采用了透水鋪裝的路面的滲水能力具有相對較強的雨水滲透能力，在一場降水之中，雨水降落到采用了透水鋪裝的路面上，會快速通過透水鋪裝特有的小孔，通過輸水管道系統(tǒng)運送到積水裝置中，從而達到對雨水的收集再利用，合理利用透水鋪磚可以比普通的路面更加快速的將地面水進行吸收，使得雨水不能形成較大的徑流，從而控制洪水1.1.1透水鋪裝材料透水鋪裝材料的選擇十分重要，為應(yīng)對不同場景下的洪水問題，首先要保證透水材料的可靠性，所以，要考察不同材料的透水能力，可以選取三種比較有代表性的透水鋪裝材料，研究不同透水鋪裝路面對降雨的徑流量的影響，分別選擇陶瓷透水磚，混凝土透水磚，透水混凝土路面3種來進行研究，如圖1，圖2。圖1透水磚圖2透水混凝土1.1.2透水鋪裝材料滲透系數(shù)透水鋪裝材料滲透系數(shù)可采用滲水儀對透水鋪裝材料的滲透系數(shù)進行測定，滲透儀如圖3所示圖3滲透儀滲透系數(shù)的計算公式如式(2)所示[19]。K=O在(2-1)式中K為透水鋪裝滲透系數(shù)，m/s；O1為開始第一次讀數(shù)時的水量，mL；O2為開始到第二次讀數(shù)時的水量，mL；t1-t2為滲水實驗開始時間到進行第二次實驗進行所用的時間的時間，s；R——選擇材料區(qū)的半徑，cm?？梢缘玫剑黝愋屯杆佈b的平均滲透系數(shù)如表1所示，實際陶瓷透水磚，混凝土透水磚和透水混凝土路面分別是海綿設(shè)計標準要求值1.4×10m/s的8倍21倍和28倍[19]。表1透水鋪裝的平均滲透系數(shù)透水鋪裝類型陶瓷透水磚混凝土透水磚透水混凝土路面平均滲透系數(shù)/m/s9.06×10-41.92×10-31.35×10-2這表明在實際在海綿城市道路建設(shè)應(yīng)用中，這三種透水鋪裝材料的透水性能都能達到設(shè)計要求，其中透水混凝土表現(xiàn)最佳，所以我們本次重點研究陶瓷透水磚，混凝土透水磚和透水混凝土三種透水鋪裝材料用以研究透水鋪裝在海綿體道路中的利用。本文中我們視降雨雨水的密度為1，將滲透系數(shù)視為為滲透率使用。1.2下凹式綠地1.1.1下凹式綠地的基本工作原理下凹式綠地顧名思義是在道路兩側(cè)路邊，具有下凹特性的有特有結(jié)構(gòu)的綠地，一般來說，下凹式綠地有一個排水口，其位置高度比綠地底部要高，有一定深度，而且還低于設(shè)置道路的水平高度，主要通過其植物和土壤的下滲能力和加大其水流的橫截面增加蒸發(fā)率，從而減少雨水帶來的徑流量[3]普通的下凹式綠地的結(jié)構(gòu)如圖(圖4)。由集水層、植被層和原來的土層三部分構(gòu)成。這種下凹的綠地中，有一定高度的溢洪道，可以對洪水進行一定的控制。與普通綠地相比，下凹式綠地有更多的蓄水容積，更大的反應(yīng)空間，通過這樣可以使得洪水聚集的時間增加，同時通過植物和土壤的間隙削弱降雨徑流的污染，使之能夠?qū)Τ鞘械叵滤M行補充，減少降雨徑流造成的污染的效果。圖4典型下凹式綠地設(shè)施1.1.3實驗裝置研究下凹式綠地吸收降雨的過程，可以通過采用3個下凹式綠地反應(yīng)器模擬下凹式綠地滲透水雨水，如圖5所示，各個反應(yīng)裝置的長、寬、高均設(shè)置為lm。反應(yīng)裝置最上層為鋪設(shè)厚度10cm直徑為2cm的鵝卵石反濾層、15cm的植被和草皮，綠化用土壤。綠化用土壤容重設(shè)置為1.42mg/m3，厚度為60cm，預(yù)計綠化覆蓋面積為85%，在其土表上方5cm高度，設(shè)置排水口，設(shè)計值為2cm，其排水口與收集水的裝置鏈接在一起[3]。圖5下凹式綠地實驗裝置1.1.4下凹式綠地實驗設(shè)計可以通過研究不同下凹深度下的裝置表現(xiàn)研究此類下凹式綠地削減雨水的能力，進水速率可從表3的實驗設(shè)計得出，實驗過程中產(chǎn)生的徑流有專門的溢流口收集[10]。表2下凹式綠地的設(shè)計表通過表3、4、5可以看出下凹式綠地在不同的理論洪水削減率：在本實驗中，隨著重現(xiàn)期的逐漸增大，下凹式綠地削減洪水的計算值與實際的值都為反而減小、隨著下凹深度的增加而計算的值為升高趨勢，同時實驗的理論值和實際值差距不大，所以此下凹式綠地結(jié)構(gòu)可以作為我們的參照標準。表3下凹深度15cm數(shù)據(jù)重現(xiàn)期246810下凹深度15cm理論值消減率(%)100%100%100%98.8%87.4%下凹深度15cm實驗值消減率(%)100%100%100%100%84%表4下凹深度10cm數(shù)據(jù)重現(xiàn)期/a246810下凹深度10cm理論值消減率(%)100%100%86%70%64%下凹深度10cm實驗值消減率(%)100%87%70%68%63%表5下凹深度5cm數(shù)據(jù)重現(xiàn)期/a246810下凹深度5cm理論值消減率(%)100%85%71%45%37%下凹深度5cm實驗值消減率(%)82%74%60%51%46%1.3小結(jié)主要對透水鋪裝和下凹式綠地在海綿城市中的應(yīng)用，分析了它們的結(jié)構(gòu)、形式和具體的特點，通過本篇文章，科普海綿設(shè)施在城市建設(shè)中的能力和表現(xiàn)，使得海綿城市這個概念可以宣傳出去。同時通過這個設(shè)計實驗，我們能夠知道下凹綠地削減洪