本发明涉及一种排水系统,其特别用于如桥梁或多层停车库的提升结构。 图1示出了一个典型的排水系统1。其设计成放在提升结构,如桥梁的路 边上以使在路边的路面与在排水系统1侧壁上的孔2的底边水平。道路拱面使 水从路面流走并通过孔2进入排水系统。排水系统端壁上的孔3使水流入邻近 的部件。系统彼此端对端地放置,以形成沿桥梁长度延伸的排水。 在图1所示类型的排水部件排水系统目前一般用混凝土或韧铁浇注。这意 味着排水系统会很重;这种长度为500mm(建筑工业的标准长度)、宽度为 300mm的部件一般具有33-36Kg的质量,而这就使安装变得困难,因为一个 人不能安全地搬运传统的排水系统。 排水系统设计成提供一个特定的载水量(通常限定为部件能提供的水的最 大流速),并且排水系统的内部尺寸基本上由设计的最大水流速决定。排水系统 的侧壁,底部和顶部的厚度由提供适当结构强度的需要而决定。因此减少图1 中的排水系统的重量就很困难了。减小系统的横截面将会减少载水量,这是不 合需要的;减小排水系统的侧壁,底部和顶部的厚度将会减小结构强度,这也 是不合需要的。此外,500mm的长度是建筑工业排水系统的标准长度,由此减 小长度也是不合需要的。 图1所示类型的排水部件排水系统的另一个缺点是系统的内表面,其与系 统内的水流接触,一般不是光滑的。这导致水流的阻力,使得应用中的排水系 统的流速小于其理论流速,该理论流速是假设系统的内表面是光滑的情况得到 的。 我们试图将一层低摩擦材料设置在图1所示类型的排水部件排水系统的内 表面上,以便减少水流的阻力。然而,这需要一个附加的制造步骤并因此提高 了制造成本。另一个缺点是例如由于,流经系统的水流中的粗砂或锐利的石头, 低摩擦材料的薄层会在使用中磨损,并且这样的磨损将会增加水流的阻力并因 此减少部件的容量。 图2示出了一个典型桥梁的横截面。混凝土板4被防水膜5覆盖,并且保 护层6,例如,红砂沥青,设置在防水膜上。道路用沥青层7铺设表面,其一般 包括沥青基础层7A和沥青磨损层7B。沥青层不是水密性的,并且一些水可渗 入其中并穿过沥青层。保护层6一般比沥青层不易渗水,而防水层5显然是不 渗水的。水也就因此聚积在道路结构的内部——如果保护层6是渗水性的,水 就在防水层5上表面上方,或者如果保护层6具有低渗水性,则水在保护层6 上表面上方。聚积在道路结构内部的水将被称为“下表面水”。 当车辆沿道路通过时,车轮的重量将在道路结构内的水表面上引起“泵反 应”。“弓形波”8通过沥青层7A,7B推向路边。水不能进入排水系统1,向上 反射,如图2的箭头所示。这就引起路表面的高速恶化,因为水使包含在沥青 内的粘合颗粒向上运出沥青层并作为淤泥9沉积在道路表面上。 图3所示的排水系统10可提供有效的下表面排水。部件10具有内壁或隔 壁13,其在系统10内限定出一个“内管道”14。在排水系统10侧壁内的两个 高度上配有孔15,16。下部孔15如此设置以便,当排水部件排水系统安置在道 路的侧边时,它们将横向邻接于保护层6和/或沥青基础层7A。下表面水从道路 结构的内部通过下部孔15流进内管道14,产生原因既可由于自然排水也可是由 车辆引起的“泵反应”。上部孔16如此设置以便,当排水部件排水系统安置在 道路的侧边时,它们将在沥青磨损层7B的上表面上方延伸,以便水能从道路的 表面通过上部孔16排入排水系统10的内部17。表面水和下表面水便可从道路 上有效地排走。在内管道14和排水系统的内部17间最好不联通(除非经过排 水系统的外部),以至于进入排水系统内部17的表面水不能进入内管道14,并 经过下部孔15流出排水系统进入道路结构的较下层——这就能方便地通过使内 管道14形成如图3所示的封闭管道而方便地达到上述目的。 排水系统安置在灰泥19的基层上,其厚度例如为5mm。部件的端面涂有 密封剂,并且该系统被牢固地推紧靠着先前的系统以在相邻部件间形成水密性 密封。 排水系统10的基础最好在一端配有凸起20,并且系统基部的另一端配有 互补的凹口。这些凸起和凹口使得在两个相邻的部件间形成互锁,如果被车辆 撞击,会减少系统产生错位的机会。 排水系统10还可具有第三孔(18示出了其中一个所述第三孔),其如此设 置以便,当排水系统安置在道路侧边时,它们将横向相邻于沥青磨损层7B。这 就特别适合于将多孔渗水的沥青确定为沥青磨损层7B——第三孔使过滤进入多 孔沥青的任何水有效地排出。 图3示出的普通类型的排水系统在英国专利号为2301132和2305200中有 所描述。 图3示出的普通类型的排水部件排水系统已广泛地浇注进水泥或韧铁中, 由此水泥或韧铁也具有了上述缺点。 本发明提供一种排水系统,包括一框架和一第一内衬,内衬基本上是水密 性的,并且框架在组装排水系统内支撑内衬,因此在排水系统内限定出水管道。 在图1和3所示的传统排水系统里,排水部件排水系统的侧壁必须延伸到 排水部件排水系统的整个长度和高度,并且排水部件排水系统的底部必须延伸 到排水部件排水系统的整个长度和宽度,以致形成了一个水密性管道。如上所 解释的,这使生产轻质排水系统变得很困难。然而在本发明中,传统排水系统 的连续的底部被框架替代,例如由横向框架元件形成,该横向框架元件沿排水 系统的宽度方向延伸并由一个或更多的沿排水系统的长度方向轴向延伸的轴向 框架元件连接。此框架是承载支撑框架,其使排水系统具有所有必要的结构强 度和整体性。同样地,传统的排水系统的连续的后壁和前壁被横向框架元件的 部分取代,其向上延伸并优选地延伸到排水系统的整个高度。框架支撑一个或 更多内衬,该内衬是水密封的,并在排水系统里限定出一个或更多水管道。内 衬可以由轻质材料制成,例如塑料。框架元件和内衬元件的全部重量大大小于 传统排水部件排水系统底部和侧壁的重量,以便本发明的排水部件排水系统大 大轻于传统的排水部件排水系统。可以推测出本发明的排水系统是有小于具有 同样排水容量的传统排水部件排水系统的重量的至少10kg的重量。 在图1所示类型的传统排水系统中,内管道由底部的上表面和侧壁的内表 面限定出。制造上的受限意味着这种类型的最传统的浇注排水系统具有如图1 所示的平底管道。然而这种横截面不是最有效的水力横截面,具有“V形”横 截面的管道将对水有较低的抵抗力。然而在传统的浇注排水系统里制造带有V 形横截面的管道就很困难了—系统的外横截面优选地是矩形以方便安装,并且 制造带有V形横截面的内部将必定会增加底部的厚度,因此就更加重重量问题 更受重视。 然而在本发明中,框架可以安置成支撑防水内衬元件以限定出一个具有任 何所需横截面的管道。特别是具有V形横截面或大约为V形横截面的管道易于 获得水力效力。 此外,防水元件可由具有对水流有低抵抗力的材料制成,或涂有上述材料。 因此,对于一个特定的水流量,本发明的排水系统可以具有比传统排水系 统小的横截面。这就使本发明的排水系统做的更小,并且这使得本发明排水系 统的重量进一步减小。为表明清楚,总宽度为250mm的本发明的排水系统可能 具有和总宽度为300mm的传统排水系统相同的水流量。 在优选实施例里,每个防水元件都是自我支撑的。“自我支撑”是指如果 仅在一些单独的点上支撑时,防水元件不会在它自身的重量下严重变形。自我 支撑元件的使用意味着框架需要仅在沿元件长度的一些单独的点上支撑元件。 相反,在现有技术的排水系统里,其中浇注排水系统的内部涂有低抵抗力的材 料,低抵抗力材料的涂覆是薄薄的涂覆,而不是自我支撑的。 现在将通过参照附图来说明实施例而描述本发明的优选实施例,其中: 图1是传统排水系统的图解透视图; 图2是装有图1的排水系统的道路的横截面图; 图3是第二传统排水系统的图解透视图; 图4是示出本发明排水系统的组成部分的图解放大图; 图5是图4所示的排水系统框架的图解透视图; 图6是图4所示的排水系统的横截面图; 图7是根据本发明又一个实施例的排水系统的图解部分透视图;以及 图8是图7的排水系统安装在道路的横截面图。 参考实施例描述本发明,其中排水系统包括安置在两种不同高度的孔,如 图3的现有技术的排水系统。然而本发明不是仅限于此,例如可应用于图1的 排水系统。 如图4所示,根据本发明的这个实施例的排水系统21包括框架22,一个 或更多的防水内衬元件(本实施例所示的两个元件23,24),以及封盖35。 框架22限定出排水系统的底部,排水系统的后壁,以及排水系统前壁的部 分。框架包括有多个横向壁元件25,该横向侧壁元件具有横跨排水系统的宽度 横向延伸的部分,并沿排水系统的长度方向彼此放置。横向框架元件具有一个 或更多在横向延伸部分一端部的向上延伸的部分。在图4的实施例中,每个横 向框架元件25包括两个向上延伸部分26,26’,每一个都安置在横向延伸部分 的端部。因此,每个横向框架元件都是U形的。在图4的实施例中每个向上延 伸部分26,26’都基本上垂直于横框架元件的横向延伸部件,以便向上延伸部分 26,26’将基本上竖立在已安装的排水部件排水系统中。 在图4的实施例中,每个横向框架元件制成单一实体以使每个向上延伸部 分26,26’与横向延伸部分是一个整体。 框架还包括元件27,28,29,其沿排水系统的长度轴向延伸,使横向框架 元件25彼此连接。 框架22还包括一横带30。在图4的实施例中,其限定出排水系统的前壁, 也限定出排水系统前壁上的孔。在图4的实施例中提供了相应于图3的排水系 统10的下部孔15和中间孔18的孔。此孔精确的形状,尺寸以及位置将根据排 水部件排水系统的预应用而定。 在优选实施例中,框架元件25-29彼此是一个整体,并与前壁30也是一 个整体。例如,框架(以横向框架元件25,轴框架元件27,28,29以及前带 30的形式)可以作为一个单个系统浇注。框架可以浇注在任何耐用的并提供充 足的结构强度,例如韧铁的材料中。然而原则上,框架不必作为一个单个的部 件浇注——作为例子,横向框架元件25和轴框架元件27,27,29可以制成为 彼此是整体的,与前带30是分开的部分且与框架元件连接。 内衬元件23,24位于框架22内,以便在排水系统中限定出水管道。在图 4的实施例中内衬元件之一是一个有型的内衬元件23,而另一个是平板内衬元 件24。横向向延伸框架元件25具有在靠近排水部件排水系统的前壁30的端部 的减高部分,平板防水元件24位于由横向框架元件25的减高部分25a限定出 的凹口内。(平板防水元件24在图4中出现了两次;其示出了安装在框架22内, 为了清楚,也与框架分开示出。) 有型内衬元件23也位于框架22内。台阶26a位于限定出排水部件排水系 统的后壁的向上延伸部分26中,并且这些台阶支撑了有型内衬元件基础部分23a 的一个边缘。在使用中,有型内衬元件的基础部分23a的其他边缘位于其中一 个轴延伸框架元件28上。(如果需要,支撑有型内衬元件23的基础部分23a的 轴框架元件28也可以带有减厚部分,以确保内衬元件的正确位置,如图5的插 图所示。)台阶26a’也位于限定出排水部件排水系统前壁的向上延伸部分26’中, 并且这些部分容纳有型内衬元件23的前边缘23b。 图5示出了不带内衬元件的框架元件22,并因此更清楚地示出了横向框架 元件的减高部分25a。 图6是排水系统的横截面图,其示出了位于框架22内的内衬元件23,24。 为了清楚,图6省略了封盖35。 在图6可以看出,两个水管道由排水系统21的内部限定出。第一管道在有 型内衬元件23上形成。这个管道容纳通过在封盖35上的孔2进入的水,也容 纳通过前壁30上的中间孔18进入的水。 第二管道在平板内衬元件24,有型内衬元件23的下边以及排水系统的前 面30之间。这与图3的排水系统的“内管道”24相当,并容纳通过下部孔15 的下表面水。这两个管道彼此水流不通过排水部件排水系统的内部互不联通, 以致通过上部孔2或中间孔18进入排水系统的水不能通过下部孔15流回到道 路结构中。 有型内衬元件23的优选形状使其上限定出的水管道(即“主管道”)具有 基本上V形的内横截面。这是因为具有V形横截面的管道具有水力效力,并且 对于管道横截面的特定区域具备最大流速。当本发明应用于图1所示类型的排 水系统时,就有可能让有型内衬元件23具有一个对称的横截面,以便提供一个 带有对称的V形横截面的水管道,以得到最有可能的水力特性。在本发明应用 于具有图3中内管道14的排水系统的地方,如图4所示,为了使内管道14具 有足够大的横截面,使用具有不对称横截面的内衬元件就可能是必要的了。然 而原则上,有型内衬元件23的形状应使主管道具有任何需要的横截面。 内衬元件23,24固定在框架22上以便两个管道基本上是水密性的有少量 滴漏或没有滴漏发生。内衬元件可以,例如用粘结剂/密封剂材料固定框架22。 转而,内衬元件23,24可机械固定在框架上(例如通过在框架里制造夹子配件) 或者他们可以将其热密封进入框架内。 内衬元件23,24与框架22共同形成自备式排水系统,该系统具有在应用 于可承受外力和荷载,例如来自于机动车的外力和荷载的足够的结构强度。如 下面图8所示,本发明的排水系统可安装在适当的功能层34上(例如一层水泥 基底的部件,如砂浆基底),在安装好的排水系统周边没有必要再提供周边承载 保护(例如混凝土包裹层)。 框架22是承载支撑框架,并提供一个带有所需结构强度的组装排水部件排 水系统。内衬元件23,24不需要对组装排水系统的结构强度有多大贡献,因为 这可以由框架22提供。内衬元件因此可由任何材料形成,该材料是轻质的并是 完全水密性的,例如,塑料或合成塑料,如合成聚酯。 制成内衬元件23,24的材料最好具有对水流的低抵抗力。(合成塑料材料 可以制成具有对水流的低抵抗力的光滑表面。)制成内衬元件23,24的材料最 好具有0.0095或更少的表面粗糙度,更好的是具有0.0092或更少的表面粗糙度, 最佳的是具有0.0090或更少的表面粗糙度。另一方面,防水元件——或在使用 中,至少防水元件的表面将通过排水系统与水流接触——涂覆对水流具有低抵 抗力的材料(优选具有上述的表面粗糙度)。 排水系统的封盖35需要十分坚固以承受车辆的冲击。用于封盖的合适材料 包括,例如,韧铁。封盖与图1或图3中的排水系统的封盖基本相当,在此不 再详细描述。然而需要注意的是,孔2位于封盖35内,对于在图3的排水系统 内的表面水来说,它们与孔16相当。 内衬元件23,24最好由基本上是自我支撑的材料制成,以便元件不会在框 架支撑点间在它们自己的重量下产生重大变形。这就确保了在管道中可能积聚 水的地方不会发生意外的浸渍。如果内衬元件23,24由合成塑料制成,制造几 毫米厚的内衬元件,例如3-4mm,将对于内衬元件的自我支撑有很大意义。 在排水系统500mm的长度上系统有4或5个横向框架元件。 如图5所示,排水系统的底部不是实心的,而是形成有横向框架元件25。 同样地,框架的前壁和后壁也不是实心的,而是由横向框架25的向上延伸部分 26,26’和前带30形成。结果,本发明的排水系统将比传统排水系统轻很多(对 于具有相同长度和相同最大水流速的排水系统)。本发明的排水系统因此在安装 时比传统的排水系统更易于处理。 此外,在排水系统内限定出的管道内横截面由防水内衬元件23,24限定胜 于由排水系统的底部和侧壁限定。因此可能制造内衬元件可能的形状使以便在 排水部件排水系统内具有带任何所需内横截面的管道。特别地,可使排水管道 具有带水力效力的横截面。 当维持一个特定的最大流量时,提供一个具有比传统排水部件排水系统的 更大水力效力的排水管道使得管道的横截面积比本发明的排水部件排水系统更 小,。具有光滑表面的内衬元件23,24的应用进一步加强了排水部件排水系统 的水力特性。这就是说对于特定的最大流速,本发明排水系统的宽度与传统排 水系统相比可被减少,,并且在重量上可进一步减少。 横带(未示出)也位于沿排水系统的后壁上。这就防止如混凝土或其他建 筑材料在安装期间进入排水系统。前带30和后带(如果存在)对排水系统的结 构整体性和强度不是必要的——框架22提供了排水系统的结构强度。前带和后 带也因此比传统排水系统的前壁和后壁薄很多,并因此它们不能很大地增加排 水部件排水系统的重量。前带和后带可以与框架是一体的;例如它们可以与框 架22一体浇注。另外,前带和后带可以是固定在框架上的分开的部件,在框架 已经制造好以后——例如,前带和后带可以由薄金属材料制成,该薄金属材料 粘结在或焊接在框架上。 本发明不限于上述优选实施例,并有很多种修改的可能,例如,框架22 可由更多的框架元件制成,其为有型的防水内衬元件23提供了附加支撑,并且 这些附加元件如图7的31所示,该图是根据本发明第二实施例的排水系统的部 分透视图。在此实施例中,在排水系统前面上的框架元件的向上延伸部分26’ 上的台阶部分26a’被省略掉了,并且有型防水内衬23的前部由附加框架元件31 支撑。 图7也举例说明了凹口盖32可位于有型内衬元件23内,以接近“内管道” 而去除来自内管道的碎片。这个凹口平板32可由适当的扣紧件33紧固,并可 直接固定在对有型内衬元件23上,也可固定在框架22上。 图8是示出了安装在道路上的本发明的排水系统的横截面图。排水系统是 图7示出的类型,其中附加框架元件31用于支撑有型内衬元件。图8示出了排 水系统,其中中间孔18不存在,仅有上部孔2和下部孔15。然而如果道路的沥 青磨损层7B是一层多孔沥青层,那么最好在排水系统的前面设置有一个中间孔 18。在图8示出的道路的各层与图2示出各层基本相当,这里不再重复描述。 本发明参照带有两个管道的排水系统进行上述描述。然而本发明不限于此, 还可应用于图1所示类型的省略平板内衬元件24的排水系统中。