生态环保经济耐用路面组合板块设计和组装技术

摘要

本发明名称为《生态环保经济耐用路面组合板块设计和组装技术》，属于道路交通技术领域。主要解决目前城市人行道等路面硬化后在保证了正常使用情况下，无法保证雨水渗透到地下，造成地下水位下降，引起一系列生态问题的难题。本发明设计了多组路面组合板块形式和两种组装技术，可以组装成多种路面形式，使用者可以根据当地生态环境情况和路面要发挥的作用选择相应的路面形式，所有路面形式都能解决上述难题。都具有生态环保、组装方便、经济稳定耐用、材料可重复利用、维修方便、美化环境和行走舒适等优点，推广后经济效益和社会效益极大，前景广阔。主要用于人行道、广场、庭院、公园、游园河畔等所有供人行走的非停驶车辆的路面硬化处理。

说明书

一、技术领域

本发明专利主要适用于道路交通技术领域中城市道路人行道路面的硬化处理，同时也适 用于广场、庭院、公园、游园河畔等所有供人行走的非停驶车辆路面的硬化处理。

二、背景技术

对人行道等路面硬化处理后最理想的效果是在保证硬化后路面稳定耐用、生态环保、美 化环境、行走舒适、维修方便，又能保证良好的透水性，把雨水及时透入地下补充地下水， 保护生态环境，同时成本低便于实施推广。但现阶段的情况是有采用土基压实后再做两层基 层，上面直接铺水泥混凝土预制板块，虽有一定的透水性但稳定性很差，易活动，下雨后人 走上面溅水溅泥，经常维修不实用，目前用的已经不多；目前用的较多的是把上面一层基层 改为厚10厘米左右的水泥砂浆，虽然稳定性好多了，但几乎失去了透水功能；也有地方把板 块改为吸水砖，还是不能把雨水透入地下，也有人提出用透水性混凝土，但造价是一般混凝 土的七倍左右，无法推广。

随着城市化的不断推进，占城市道路面积三分之一左右的人行道、广场、庭院、公园、 游园河畔等路面需要硬化处理，若不解决透水性问题，仅靠城市绿化地段透下的有限雨水补 充地下水，将加剧城市地下水位的下降，进一步引起地面下沉，绿化植物不耐旱，空气干燥 等城市生态问题，急需一种新的技术和方法来解决上述问题。

三、发明专利的内容

本发明专利很好的解决了上述问题，保证硬化后路面既稳定耐用、材料可重复利用、维 修方便、经济实用、美化环境和行走舒适等，又能保证良好的透水性，把雨水及时透入地下 补充地下水，减缓了地下水的下降和地表下沉，地下水位的提高和基层料的湿度调节了空气 的湿度和温度，增强了绿化植物的耐旱能力，减少了道路积水，减轻了排水管道的压力，基 层料无粘结料不污染透下的水，改善了城市的生态环境，提高了居民的生活质量，生态环保， 同时组装方便成本低便于实施推广。

本发明专利生态环保经济耐路面组合板块设计包括能够组合在一起的各种形状和各种材 料加工而成的路面组合板块，以形状和功能稍有区别进行分组，每组可以单独组装一种路面， 也可以几组一起组装成一种路面。专利中每组路面组合板块区别于现有路面组合板块的特征 分别是：1、路面组合板块可以是板块底部设计有腿部分、板块周边设计有齿状部分(中间 板块周边都有齿，边部板块一边无齿其余边有齿，角部板块两边无齿其余边有齿)和板块上 设计有透水孔；2、路面组合板块也可以是板块底面设计有腿部分和板块周边设计有齿状部 分(中间板块周边都有齿，边部板块一边无齿其余边有齿，角部板块两边无齿其余边有齿)； 3、路面组合板块也可以是板块底部设计有腿部分和板块上设计有透水孔；4、路面组合板块 也可以是板块周围设计有齿状部分(中间板块周边都有齿，边部板块一边无齿其余边有齿， 角部板块两边无齿其余边有齿)和板块上设计有透水孔；5、路面组合板块也可以是板块底 部设计有腿部分；6、路面组合板块也可以是板块周边设计有齿状部分(中间板块周边都有 齿，边部板块一边无齿其余边有齿，角部板块两边无齿其余边有齿)；7、路面组合板块也可 以是板块上设计有透水孔；8、上述路面组合板块也可以分别在已有特征的基础上增加设计 上特征为板块接缝面、板块底部表面和腿部表面三部分都设计有粗糙面，或也可以分别在已 有特征的基础上增加设计上特征为板块接缝面、板块底部表面和腿部表面三部分其中两部分 设计有粗糙面，或也可以分别在已有特征的基础上增加设计上特征为板块接缝面、板块底部 表面和腿部表面三部分其中一部分设计有粗糙面，或也可以设计为板块接缝面、板块底部表 面和腿部表面三部分都不设计粗糙面；9齿的形状也可以设计为正方体或长方体，根据需要 也可以设计为棱体(梯形截面)或锥体(三角形截面)，但注意互相齿合边相齿合的齿的大 小边相反才能组装。

以用途最广最具有代表性的板块顶面形状(不考虑齿部形状)为正方形(根据需要也可 以设计成正三角形、多边形、几种形状的组合等能够组装的各种形状)为例，对路面组合板 块的特征部分的设计和作用论述如下：本组路面组合板块由两种板块组成(见立体图6和图 12)，第一、齿部的设计和作用，中部板块四边有齿，边部板块三边有齿一边无齿，角部板块 两边有齿两边无齿，齿的形状为长方体，根据需要也可以设计为正方体或棱体(截面梯形) 或锥体(截面三角形)，但注意对棱体或锥体互相齿合边相齿合的齿的大小边相反才能组装。 作用为加强板块之间的结合和支撑、增加接缝长度，有利于渗水。第二、腿部分的设计和作 用，板块底部设计有四条腿(根据顶面形状也可以设计为三条腿等)，作用是把板块植入基 层加强稳定性。第三、粗糙面部分的设计和作用，底部和腿部表面设计成凸凹相差4毫米左 右(尺寸根据情况可以增减)不规则的粗糙程度大一点的粗糙面，板块周围接缝表面设计成 凸凹相差2.5毫米左右(尺寸根据情况可以增减)不规则的粗糙程度小一点的粗糙面，粗糙 面最凸部分不能超过板块设计最大尺寸，作用也是增大板块之间、板块和和基层之间的摩擦 以增强稳定性，也可以不设计粗糙面。第四、透水孔部分的设计和作用，板块上可根据当地 雨水情况预设6至9个直径10毫米(数量和尺寸根据情况可以增减)的透水孔，孔中填透水 性材料如中细砂等，也可以不设计透水孔，作用是针对某些地区单位时间雨量较大需加大渗 水能力(本例中没设计透水孔)。第五、图案部分的设计和作用，根据当地风土人情，利用已 成熟技术压膜混凝土法等方法，在制作板块前在板块顶面设计各种凸凹深4毫米宽6毫米间 隔20毫米到40毫米(尺寸根据情况可以增减，但考虑美观的同时必须考虑抗滑)的图案和颜 色，组装后路面呈现出各种颜色的优美图案，作用是美化环境和增加抗滑能力。材料主要是 普通水泥混凝土预制品，也可以是加工后的各种石料板块或烧制品板块或其它各种材料加工 而成的板块，具体尺寸见附图1到附图12(大小尺寸可以根据实际情况增减)。

本发明专利组装技术I是：首先整理土基，以宽度为3米至5米，长度为5米至8米划 分单元格，在单元格边部埋置缘石(缘石为普通水泥混凝土预制品，尺寸为长49厘米、宽8 厘米和高36厘米)，如果路面中有绿化植物采用缘石加固绿化植物周围不硬化的周边，缘石 底面埋入土基以下12厘米处，上部与组装后的板块顶面平，如果和慢车道缘石或建筑物等构 筑物墙体接着，宽度不超过5米时，可以利用慢车道缘石和构筑物墙体代替单元格边部缘石， 宽度超过5米时中间加道缘石，作用是把路面分成若干个单元，通过缘石加固周边，增加了 局部和整体的稳定性，而且一个单元格损坏不影响其它单元格，控制损坏量和便于维修；其 次在土基上铺夯实后15厘米厚级配碎石下基层(也可以是其它无粘结料无污染透水性材料)， 上面再铺稍小于饱水状态下夯实后5.5厘米厚中粗砂(可以用具有类似性质的中粗料代替中 粗砂)的上基层(虽然饱水时最密实，但会引起土基过度浸泡)，用这种无粘结料无污染基 层的作用是把板块透下的雨水快速渗入地下，没及时渗入的可暂时储存于基层中，且便于安 装板块，稳定板块，维修时基层料和板块可以重复利用，维修时没有废料，维修成本低，基层 料不污染渗水，基层料含水调节空气湿度和温度，增强绿化植物抗旱能力，生态环保，中粗砂 基层的柔性使行走舒适；最后用湿施工法把板块下面腿部植入基层中粗砂中，并和周围板块 齿合紧密，作用是便于板块植入后基层密实和板块易于植入；板块齿合接缝处和透水孔填充 细砂，作用是有利透水(上述尺寸可以根据情况增减)。

本发明专利组装技术II是：首先整理土基，采用缘石(缘石为普通水泥混凝土预制品， 尺寸为长49厘米、宽8厘米和高36厘米)加固组装路面周边，如果路面中有绿化植物采用 缘石加固绿化植物周围不硬化的周边，缘石底面埋入土基以下12厘米处，上部与组装后的板 块顶面平，如果和慢车道缘石或建筑物等构筑物墙体接着时，可以利用慢车道缘石和构筑物 墙体代替边部缘石，作用是通过缘石加固周边，增加了整体的稳定性；其次在土基上铺夯实 后15厘米厚级配碎石下基层(也可以是其它无粘结料无污染透水性材料)，上面再铺稍小于 饱水状态下夯实后5.5厘米厚中粗砂(可以用具有类似性质的中粗料代替中粗砂)的上基层 (虽然饱水时最密实，但会引起土基过度浸泡)，用这种无粘结料无污染基层的作用是把板 块透下的雨水快速渗入地下，没及时渗入的可暂时储存于基层中，且便于安装板块，稳定板 块，便于维修时基层料和板块可以重复利用，维修时没有废料，维修成本低，基层料不污染渗 水，基层料含水调节空气湿度和温度，增强绿化植物抗旱能力，生态环保，中粗砂基层的柔性 使行走舒适；最后用湿施工法把板块下面腿部植入基层中粗砂中，并和周围板块齿合紧密， 作用是便于板块植入后基层密实和板块易于植入；板块齿合接缝处和透水孔填充细砂，作用是 有利透水(上述尺寸可以根据情况增减)。

一组路面组合板块或几组路面组合板块搭配可以分别和组装技术I或组装技术II结合 组装成功能稍有不同的多种路面形式，每种路面形式都具有透水功能(现有路面能保证正常 使用的情况下几乎没有透水功能)，且具有生态环保、组装方便、经济稳定耐用、材料可重 复利用、维修方便、美化环境和行走舒适等优点。使用者可以根据当地生态环境情况和路面 要发挥的作用选择相应的路面形式。如：对行人较多，地下水需要雨水补充但雨较缓的地区 的人行道路面可以采用组合板块带腿带齿且三部分有粗糙面的板块和组装技术I结合组装 的路面较好。对行人较多，地下水需要雨水补充且雨较急的地区的人行道路面可以采用组合 板块带腿带齿带透水孔且三部有粗糙面的板块和组装技术I结合组装的路面较好。对行人中 等，地下水需要雨水补充但雨较缓的地区的公园等地方的路面可以采用组合板块带腿且三部 分有粗糙面的板块和组装技术II结合组装的路面。行人较少，地下水需要雨水补充但雨较缓 的地区的游园等地方的路面可以采用组合板块带齿的板块和组装技术II结合组装的路面就 可以了。另外，一组路面组合板块或几组路面组合板块搭配也可以分别和其它基层结合组装 成各种路面形式，其它组合板块也可以分别和组装技术I或组装技术II结合组装成各种路面 形式，但远没有使用本发明中的组合板块和组装技术组合的路面功能好。

本发明专利推广后技术效果显著。第一解决了占城市道路三分之一左右的硬化路面不透 水问题，补充了地下水，减缓了地下水的下降和地表下沉。地下水位的提高和基层料的湿度 调节了空气的湿度和温度，增强了绿化植物的耐旱能力，减少了道路积水，减轻了排水管道 的压力，改善了城市的生态环境，提高了居民的生活质量。第二，通过板块之间的齿合、板 块腿部植入基层、板块周围接缝表面粗糙面、底部表面和腿部表面的粗糙面、缘石分单元格， 加强了硬化路面的局部和整体稳定性，在保证各项功能的情况下，大大增加使用寿命和舒适 性。第三，利用板块、缘石和基层的灵活组合，不用粘结料，以单元格为单位化整体为局部， 互不影响，保证了施工方便和维修人行道下各种管道(城市道路设计时一般把各种管道设计 在人行道下)和路面自身维修时的方便。第四，基层无粘结料不污染透下的雨水，维修时板 块、缘石和基层料可充重复利用，减少重复投资，无废料，经济环保，经测算造价低于目前 普遍采用的水泥砂浆稳定水泥混凝土预制板块又不透水的硬化方法。

本发明专利的所有组合路面形式根据需要可以在不同地区的不同位置灵活使用，推广后 都具有生态环保、组装方便、经济稳定耐用、材料可重复利用、维修方便、美化环境和行走 舒适等优点，必将产生极大的经济效益和社会效益(仅改善城市生态环境一项社会效益就很 大)。

四、附图说明

附图仅为带腿带齿带粗糙面顶面为正方形(不考虑齿部形状)的一组组合板块的两种板 块附图。其它形状的组合板块不同于现有组合板块的特征部分图和本附图类似，不再示出。

图纸尺寸以厘米为单位，比例为1∶5。

顶面图案为示意，可根据当地风土人情选择颜色和图案。

板块周围接缝表面、底表面和腿部表面的粗糙面为示意。

图1是每边三齿的中部组合板块的顶面图。

图2是三边三齿、一边无齿的边部组合板块的顶面图。

图3是两边三齿、两边无齿的角部组合板块的顶面图。

图4是每边三齿的中部组合板块的底面图(角部和边部的板块底面图和此图类似，不再 示出)。

图5是每边三齿的中部组合板块的侧面图(角部和边部的板块侧面图和此图类似，不再 示出)。

图6是每边三齿的中部组合板块的立体图(角部和边部的板块立体图和此图类似，不再 示出)。

图7是每边两齿的中部组合板块的顶面图。

图8是三边两齿、一边无齿的边部组合板块的顶面图。

图9是两边两齿、两边无齿的角部组合板块的顶面图。

图10每边两齿的中部组合板块的底面图(角部和边部的板块底面图和此图类似，不再 示出)。

图11是每边两齿的中部组合板块的侧面图(角部和边部的板块侧面图和此图类似，不 再示出)。

图12是每边两齿的中部组合板块的立体图(角部和边部的板块立体图和此图类似，不 再示出)。

五、具体实施方法

本发明专利实施方法简单，本领域的普通技术人员就能实施。以行人较多，地下水需要 雨水补充且雨较急的地区的人行道路面可以采用组合板块带腿带齿带透水孔且三部分都有 粗糙面的板块和组装技术I结合组装的路面形式为例，第一、首先结合当地风土人情对板块 和缘石顶面进行图案和颜色设计，保证组装后路面呈现出各种颜色的优美图案，然后制模预 制，可以采用机械化成批生产。第二、修整土基，适当夯实，按宽度为3米至5米，长度为 5米至8米划分单元格(长宽根据实际地形灵活掌握，最好取50厘米的倍数方便施工)，在 单元格四周埋缘石，如果路面中有绿化植物采用缘石加固绿化植物周围不硬化的周边，缘石 底面埋入土基12厘米处，要保证缘石稳固，土基基本密实，如果和慢车道缘石或建筑物等构 筑物的墙体接着，宽度不超过5米时，可以利用慢车道缘石和构筑物的墙体代替单元格边部 缘石，宽度超过5米时中间加道缘石。第三、铺筑15厘米级配碎石并夯实，在其上铺5.5厘 米厚中粗砂并在稍小于饱水状态下夯实(虽然饱水时最易夯实，但会引起土基过度浸泡)， 要保证中粗砂充分填塞级配碎石空隙(实际用砂量将大于铺5.5厘米厚度的用砂量)，保证级 配碎石及中粗砂的密实。紧接着用湿施工法植入板块，湿施工法就是在中粗砂稍小于饱水状 态下，挖掉要植入板块腿部下的部分中粗砂(稍小于腿部体积的量，以便腿部和基层之间挤 的更加密实)，放入板块，用木锤轻敲板块，直到腿部植入中粗砂中并和周围板块齿合紧密， 要保证板块之间、板块和缘石之间的紧密衔接，保证板块腿部稳固地扎根于中粗砂中。在铺 好的板块上撒细砂并用扫帚左右扫动，保证细砂填满接缝和透水孔。在实施中只有做好每道 工序，保证质量，才能使硬化后的路面充分发挥本发明专利所具有的各种功能。清理现场， 完成施工。

其它各种组装路面形式的具体实施方法和上述组装路面的具体实施方法类似且要简单 一些，可以参照执行。