一種收集凈化雨水的路緣石的制作方法

本發(fā)明涉及道路建筑技術領域，特別是涉及一種能對公路徑流雨水進行收集、凈化、回收利用的路邊建筑附件，尤其涉及一種收集凈化雨水的路緣石。

背景技術：

路緣石是道路建設過程中經(jīng)常會用到的一種道路鑲邊建筑附件，一般是作為設置在路面邊緣與其他構造帶分離的條形石，也稱為路牙，在道路建設中應用十分廣泛。傳統(tǒng)路緣石僅起到分割區(qū)域，阻擋道路排水與道路垃圾等作用，但也因此易對道路排水產(chǎn)生障礙，尤其是在雨水較多的南方地區(qū)，易造成下雨天雨水囤積，路面大面積積水，不利于道路的暢通，致使產(chǎn)生城市洪澇災害。

近幾年路面徑流污染越來越受到廣泛關注，雨水和道路清潔用水是路面徑流污染的主要來源。公路路面徑流中除了常規(guī)污染物SS、COD、N、P外，也有因汽車尾氣、路面垃圾等帶來的重金屬(如Pb、Cd、Zn、Cu)、油脂類污染物、石油類污染物等。在傳統(tǒng)的道路排水方式中，公路路面徑流匯集后一般通過城市雨水管網(wǎng)直接排入城市排水系統(tǒng)、受納水體或周邊土地中，造成大量水體和土壤污染，使環(huán)境質量大大下降。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種收集凈化雨水的路緣石，既可以有效收集公路路面徑流，減緩城市洪澇災害，又能對含有大量污染物的公路路面徑流凈化，不僅可以去除常規(guī)污染物污染物(如SS、COD、N、P)，還能有效去除重金屬、油脂類、石油類等難以用常規(guī)方法去除的污染物，在對雨水回收利用的同時，控制了道路徑流對周邊水體和土壤的污染。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種收集凈化雨水的路緣石，所述路緣石包括設置在路基邊緣的中空路緣石本體，所述中空路緣石本體在近路基一側上設有矩形空槽，所述矩形空槽上部設有格柵板，所述矩形空槽內部自上而下依次設有空腔儲水層、過濾層、除油層、第一凈化層、第二凈化層，所述矩形空槽底部設有排水管。

優(yōu)選地，所述中空路緣石本體長50～55cm，寬10～15cm，超出路基部分高10～15cm。

優(yōu)選地，所述中空路緣石本體的材質為花崗巖或混凝土；所述格柵板的材質為不銹鋼。

優(yōu)選地，所述矩形空槽四周和底部涂抹有水泥層，所述矩形空槽四周和底部鋪設有防水布。

優(yōu)選地，所述過濾層由卵石鋪設而成，所述過濾層的厚度為10～15cm，所述卵石的粒徑為15～20mm。

優(yōu)選地，所述除油層由親油疏水性材料鋪設而成，所述除油層的厚度為5～10cm。

優(yōu)選地，所述第一凈化層由石墨烯透水混凝土材料鋪設而成，所述第一凈化層的厚度為10～15cm。

優(yōu)選地，所述石墨烯透水混凝土材料中各組分質量百分比為粗骨料78～82％、水泥13～17％，石墨烯懸濁液5～10％，聚羧酸減水劑1～1.5％，其中，石墨烯在懸濁液中質量百分比為0.1～0.3％；粗骨料采用單一級配碎石，粒徑范圍5～10mm。

優(yōu)選地，所述第二凈化層由沸石鋪設而成，所述第二凈化層的厚度為15～20cm，所述沸石的粒徑為3～5mm。

基于上述技術方案，本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石能夠有效收集排放公路路面徑流，減緩城市洪澇災害。通過在矩形空槽內部自上而下依次設置空腔儲水層、過濾層、除油層、第一凈化層、第二凈化層，不僅對常規(guī)污染物(SS、COD、N、P)有良好的去除效果，還能有效去除重金屬、油脂類、石油類等難以用常規(guī)方法去除的污染物。通過排水管收集到的水能夠直接作為灌溉用水、景觀用水、洗車等生活用水，且不會對水體和土壤造成污染。本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石能夠定期更換清理填充材料，清洗內部空間，有效保障滲濾及凈化效果，且操作簡單方便。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為收集凈化雨水的路緣石橫斷面示意圖；

圖2為收集凈化雨水的路緣石縱斷面示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

本發(fā)明提供了一種收集凈化雨水的路緣石，包括中空路緣石本體，本體下部有一矩形空槽，空槽一側為公路路基，矩形空槽內設置了收集凈化雨水的機構，由自上而下依次為空腔儲水層、過濾層、除油層、第一凈化層、第二凈化層等結構。如圖1、圖2所示，其中示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式。

具體地，所述路緣石包括設置在路基1邊緣的中空路緣石本體2，所述中空路緣石本體2在近路基1一側上設有矩形空槽，所述矩形空槽上部設有格柵板3，所述矩形空槽內部自上而下依次設有空腔儲水層4、過濾層5、除油層6、第一凈化層7、第二凈化層8，所述矩形空槽底部設有排水管9。

優(yōu)選地，所述中空路緣石本體2位于路基1邊緣，所述中空路緣石本體2長50～55cm，寬10～15cm，超出路基1部分高10～15cm，其可選用花崗巖、混凝土等材料，材料性能應符合相關標準。所述中空路緣石本體2在近路基1一側上設有矩形空槽，所述矩形空槽上部設有格柵板3，格柵板可拆卸，可選用不銹鋼材料，用以攔截路面的垃圾。

矩形空槽位于中空路緣石本體的近路基1側，其高度為55～60cm，長50～55cm，寬10～15cm。所述矩形空槽四周和底部涂抹有水泥層，所述矩形空槽四周和底部鋪設有防水布。矩形空槽內放置收集凈化雨水的各個填充層，各填充層長度和寬度略小于矩形空槽的寬度。矩形空槽內可用碎石填充縫隙，尤其是靠近路基1的一側需要填充，起到穩(wěn)固作用，防止倒塌。

進一步，所述矩形空槽內部自上而下依次設有空腔儲水層4、過濾層5、除油層6、第一凈化層7、第二凈化層8。

其中，所述空腔儲水層4設置在中空路緣石本體2中，位于過濾層與路基相平處之間，高度為10～15cm，可將匯集的公路雨水暫時儲存在空腔中，避免路面積水的形成，雨水在空腔儲水層4后緩慢下滲，進行過濾凈化。所述過濾層5由卵石鋪設而成，所述過濾層5的厚度為10～15cm，所述卵石的粒徑為15～20mm，其可以截取雨水中的懸浮物。所述除油層6由親油疏水性材料鋪設而成，可選用聚丙烯顆粒等材料，所述除油層6的厚度為5～10cm，粒徑為5～8mm，其可吸附去除雨水中油脂類、石油類污染物。

優(yōu)選地，所述第一凈化層7由石墨烯透水混凝土材料鋪設而成，所述第一凈化層7的厚度為10～15cm。所述石墨烯透水混凝土材料中各組分質量百分比為粗骨料78～82％、水泥13～17％，石墨烯懸濁液5～10％，聚羧酸減水劑1～1.5％，其中，石墨烯在懸濁液中質量百分比為0.1～0.3％，粗骨料采用單一級配碎石，粒徑范圍5～10mm。

石墨烯是以sp²雜化的、具有單原子碳層(厚度為0.334nm)的蜂窩狀六邊形結構的超薄二維材料，是已知的世上最薄最堅硬的納米材料。同時，石墨烯具有超高的比表面積，具有吸附性能高、速度快、穩(wěn)定性高、可重復利用等特點，頗受各領域關注。

在所述的石墨烯透水混凝土材料中，各組分質量百分比為粗骨料78～82％、水泥13～17％，水5～10％，其他外加劑1～1.5％。其中粗骨料采用單一級配碎石，粒徑范圍5～10mm；水泥選用普通硅酸鹽水泥；水選用已制備的石墨烯懸濁液；外加劑選用聚羧酸減水劑。將各組原料按配比稱量，分別放入攪拌機中，經(jīng)充分攪拌均勻，進行澆注、平整、養(yǎng)護過程，最終得到透水性良好的石墨烯透水混凝土材料。采用上述方法得到石墨烯透水混凝土材料，能夠利用石墨烯強大的吸附功能，能夠快速有效的吸附去除重金屬、難降解有機物等污染物。

其中，所述石墨烯懸濁液的制備方法如下：將片狀石墨烯加入到硝酸溶液中，室溫下超聲處理1h；然后將該溶液置于攪拌器上攪拌24h，用氨水中和溶液中的酸，再用大量去離子水水沖洗沉淀物，直至pH＝7；將過濾后得到的沉淀物于60℃下烘干2小時，并研磨成粉末狀后加入到蒸餾水中，得到分散性良好的石墨烯懸濁液。

所述第二凈化層8由沸石鋪設而成，所述第二凈化層8的厚度為15～20cm，所述沸石的粒徑為3～5mm。沸石穩(wěn)定性好，且具有較大的孔隙，由于其良好的離子交換和吸附作用，可降低雨水中氮、磷含量。其中，沸石可選用改性沸石提高對氮磷污染物的去除率。本發(fā)明的路緣石在所述矩形空槽底部設有排水管9，將凈化后的水從所述第二凈化層8的底部排出進行收集利用。

當然本領域技術人員應當知曉，本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石中的過濾層5、除油層6、第一凈化層7、第二凈化層8均可進行模塊化，分別制成單獨的層狀模塊。具體地，在制作模塊時，可分別將每層的材料放入到長約50cm，寬約10cm，厚約0.5cm，高度對應各層鋪設高度的模具中進行成型。所述模具為上部開口的方形盒子結構，模具四周和底部材料可選用不透水、表面較光滑、耐腐蝕、抗壓強度較高的不銹鋼材料制成。在所述過濾層5、除油層6、第一凈化層7模塊的底部可設置均勻分散的開孔，以便透水。所述第二凈化層8模塊的底部不設置開孔，各層模塊上下連接處可設置凹凸槽，便于連接穩(wěn)固。其模塊式的結構設計，可以定期將每個模塊取出清潔或更換材料，以保障該設施保持良好的雨水收集凈化效果，便于日常維護。

進一步，本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石可參照如下步驟進行施工構建：

(1)對道路做整體規(guī)劃，標記需要安裝該路緣石的位置，建議每500米安裝一個該種路緣石。在需要安裝路緣石的下方按照中空路緣石的規(guī)格尺寸挖取矩形空槽，矩形空槽四周和底部需涂抹水泥，并鋪設防水布，并在底部設置排水管。

(2)按照過濾層、除油層、第一凈化層、第二凈化層的順序依次設置在矩形空槽中，固定好后用碎石填充縫隙，尤其是靠近路基一側，起到穩(wěn)固作用，防止倒塌。

(3)將路基邊緣沿線每個路緣石中底部的排水管連接起來，經(jīng)多處匯集后流入蓄水池，可直接回收利用，如灌溉、洗車、景觀用水等。

(4)安裝中空路緣石本體，在靠近路基一側將格柵板安裝在所述矩形空槽上部，格柵板上端與中空路緣石本體的近路基側連接。所述中空路緣石本體的下側用水泥與路基底部連接穩(wěn)固，防止斷裂。

本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石能夠有效收集排放公路路面徑流，減緩城市洪澇災害。通過在矩形空槽內部自上而下依次設置空腔儲水層、過濾層、除油層、第一凈化層、第二凈化層，不僅對常規(guī)污染物(SS、COD、N、P)有良好的去除效果，還能有效去除重金屬、油脂類、石油類等難以用常規(guī)方法去除的污染物。通過排水管收集到的水能夠直接作為灌溉用水、景觀用水、洗車等生活用水，且不會對水體和土壤造成污染。本發(fā)明的收集凈化雨水的路緣石能夠定期更換清理填充材料，清洗內部空間，有效保障滲濾及凈化效果，且操作簡單方便。

最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。