一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构及方法与流程

【技术领域】

本发明涉及路基边坡施工技术领域，具体涉及一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构及方法。

背景技术：

山区高速公路的发展在经济领域中扮演着愈发重要的角色，我国对于高速公路的重视日趋显著。在高海拔山区高速公路大规模建设过程中，形成了大量难以恢复植被的岩质边坡，这势必会面临着岩质边坡的防护及绿化。

为贯彻国家绿色环保的工程建设理念，把山区高速公路建设成生态绿色工程，故在高海拔山区地带修建高速公路中一旦破坏原有地貌，就需要一种岩石边坡生态绿化及防护技术。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构及方法，能够有效防止雨水对石质边坡的冲刷，减少水分蒸发，有效降低水土流失，对石质边坡防护效果优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构，设于边坡坡面上，包括基层，所述基层设于所述边坡坡面上，所述基层上设有网层，所述网层上设有过渡层，所述过渡层上设有植被混凝土层，所述植被混凝土层上铺设有无纺布，所述边坡坡面上还间隔插设有多个锚杆，多个所述锚杆露出坡面的一端穿过所述基层与所述网层连接。

进一步地，所述边坡坡面上设有多个相连接的预制方格型混凝土骨架，多个所述预制方格型混凝土骨架内均设有所述绿化结构。

进一步地，所述过渡层包括多层农作物秸秆层和多层干植条层，多层所述农作物秸秆层与多层所述干植条层从下往上依次间隔铺设，且所述过渡层中位于最底层所述农作物秸秆层内还铺设有可降解膜，所述可降解膜展开后的面积大于所述农作物秸秆层的面积，且所述可降解膜的周缘设于所述预制方格型混凝土骨架上。

进一步地，所述基层为湿土层，所述基层的厚度为5-8厘米；所述植被混凝土层的厚度为2-5厘米。

进一步地，所述网层为铁丝网，所述锚杆的露于边坡的一端形成有一环体，所述铁丝网连接于多个所述环体上。

进一步地，所述可降解膜的厚度为0.2-3毫米。

进一步地，所述基层上还垂直插设有多根用以固定所述过渡层的固定杆，多根所述固定杆间隔设置，所述固定杆远离所述基层的一端穿过所述网层插设于所述过渡层内。

进一步地，组成所述植被混凝土层的混合料中每立方米混合料包括以下重量份的原料：肥沃土780-1040kg、泥浆480-800kg、绿化添加剂25-30kg、农家有机肥360-600kg和绿植种子0.8-1.0kg；

所述绿化添加剂包括维生素20-30份、钙粉30-40份、铁矿粉12-16份、硅矿粉10-15份、复合肥5-10份、尿素1-5份和活性酵素剂剂0.2-0.4份。

所述肥沃土包括淋溶土、园土、沙土和腐叶土中的两种或两种以上。

进一步地，所述可降解膜主要由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇20-30份、淀粉10-15份、增塑剂5-10份、壳寡糖5-8份、木质素5-8份、表面活性剂3-5份、消泡剂3-5份、萘乙酸钠1-3份；

所述可降解膜的制备方法为：

(1)称取上述重量份的各原料，在混料罐中利用溶剂水将聚乙烯醇溶解，再将增塑剂、表面活性剂、消泡剂和改性淀粉一起加入混料罐中，搅拌均匀，得混料a；

(2)将壳寡糖加入水溶液中，在室温下搅拌2小时，使壳寡糖完全溶解，其中壳寡糖的质量占醋酸水溶液比重的60-70％；将木质素加入丙酮水溶液中，在室温下搅拌2小时，使木质素完全溶解，其中木质素的质量占丙酮水溶液比重的15-20％；再将溶解后的木质素溶液滴加至壳寡糖溶液中，50-60℃下搅拌1.5-2.5小时，得混料b；

(3)将萘乙酸钠溶于水中，得萘乙酸钠水溶液；将混料b和萘乙酸钠水溶液加入混料a中，搅拌均匀，得料液；对料液进行过滤，使粒径调整至200目以上；

(4)将料液进行脱泡处理后得到浆液备用；

(5)将浆液流延到辊筒或钢带流延设备上干燥成型，控制膜的厚度为0.2-3毫米，完成制膜。

本发明还提供一种所述的用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构的绿化方法，包括如下步骤：

(1)对石质坡面进行初步清理，坡面整平；

(2)设置预制方格型混凝土骨架，测量放线，确定锚杆位置，挂网喷锚，并进行初喷湿土，形成湿土基层；

(3)在湿土基层上先铺上薄层的农作物秸秆，再铺上可降解膜，并将可降解膜的四周放至预制方格型混凝土骨架的边框上，在可降解膜上继续编制由农作物秸秆层和干植条形成的过渡层；

(4)将水泥、肥沃土、绿化添加剂、农家有机肥与绿植种子均匀混合成植被混合土；

(5)将植被混合土与水拌合成植被混凝土，并均匀喷射向已铺设过渡层的坡面，利用可降解膜将其上的过渡层和植被混凝土层的侧面包覆，再在植被混凝土层上覆盖无纺布；

(6)洒水养护2个月，注意观察植物生长，及时补植和杀虫。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

(1)本发明实施过程操作简单，造价成本低，实用性强，防护效率高，它对石质边坡的防护能够有效防止雨水冲刷，减少水分蒸发，有效降低水土流失。本发明能够有效解决石质坡面绿化困难的问题，形成生态绿色防护结构，其中使用的混凝土绿化添加剂用于增加护坡强度和抗冲刷能力，而且使植被混凝土层不产生龟裂，又可以改变植被混凝土化学特性，营造较好的植物生长环境，以此提高由于山区高速修建过程中的绿化覆盖率，对山区高速公路石质边坡进行经济有效的防护，有助于建设生态高品质工程。

(2)本发明还在过渡层内铺设可降解膜，可降解膜在初期，即在可降解膜降解前，可起到包覆过渡层和植被混凝土层的侧面的作用，防止过渡层和植被混凝土层上的水分流失过快；降解后可为植被提供生长所需的营养成分，进一步促进了植被的生长，进而提高了本实用新型对边坡的防护能力。

(3)本发明中的降解膜通过在聚乙烯醇、淀粉、增塑剂、表面活性剂、消泡剂等原降解膜成分的基础上添加壳寡糖、木质素和萘乙酸钠等成分，由于壳寡糖、木质素均具有良好的可降解性，且壳寡糖还改变土壤菌群,促进有益微生物的生长，并可诱导植物的抗病性,对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，可作为生物农药、生长调节剂和肥料等，但其黏度较高,易对其杀菌能力造成一定的影响，而萘乙酸钠水溶液的加入，不仅降低了壳寡糖的粘度，还促进了根系的发育，增强植物的抗旱、抗病、抗盐碱等能力，且木质素的加入，使得降解膜的力学性能得以进一步提高，防止其容易受破坏，在早期起不到包覆的作用，因此，本发明的降解膜的生物降解性较原降解膜有了很大的提高，不仅降解速度快，且还可杀灭土壤细菌，提高植被的抗病能力，促进植被的根系发育，最终提高了本发明对边坡的防护能力。

【附图说明】

图1为本发明实施例一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构的剖面图一；

图2为本发明实施例一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构的剖面图二；

图3为本发明实施例一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构的局部俯视图；

图中，1-边坡坡面，2-基层，3-网层，4-过渡层，5-植被混凝土层，6-无纺布，7-锚杆，8-碎落台，9-铁丝网，10-台阶，11-挡墙，12-泡沫轻质土，13-盲沟，131-软式透水管，14-碎石层，15-透水土工布，16-加固锚杆，17-支撑钢板，18-导流板，19-旋转套，20-球体，21-挂环，22-挂钩，23-钢筋网。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

请参见图1至图3，一种用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构，设于边坡坡面1上，其包括基层2，所述基层2设于所述边坡坡面1上，所述基层2上设有网层3，所述网层3上设有过渡层4，所述过渡层4上设有植被混凝土层5，所述植被混凝土层5上铺设有无纺布6，所述边坡坡面1上还间隔插设有多个锚杆7，插设锚杆7前，先在边坡上开挖便于锚杆7插入的孔，将锚杆7插入孔内后，再利用水泥砂浆浇筑至孔内，即可使锚杆7固定。多个所述锚杆7露出坡面的一端穿过所述基层2与所述网层3连接。本实施例中，每个所述锚杆7露出边坡坡面1的长度为10厘米。所述边坡坡面1上还设有碎落台8。

进一步地，为了提高绿化结构在边坡上的稳固性，提高边坡的防护效果，也为了划分区域施工，提高工作效率，所述边坡坡面1上设有多个相连接的预制方格型混凝土骨架(图未示)，预制方格型混凝土骨架的施工设置方法与现有技术相同，在此不再复述。多个所述预制方格型混凝土骨架内均设有所述绿化结构。

进一步地，所述过渡层4包括多层农作物秸秆层41和多层干植条层42，多层所述农作物秸秆层41与多层所述干植条层42从下往上依次间隔铺设，且所述过渡层4中位于最底层所述农作物秸秆层41内还铺设有可降解膜43，所述可降解膜43展开后的面积大于所述农作物秸秆层41的面积，且所述可降解膜43的周缘设于所述预制方格型混凝土骨架10上，以使可降解膜43可将其上的过渡层4和植被混凝土层5的侧面包覆。其中所述可降解膜43的厚度为0.2-3毫米。过渡层4的设置，发挥着两方面的作用，一方面是初期起到固定混凝土植被层和保湿作用；另一方面是后期腐烂后为植被提供一定养分，利于植被生长。且其中的可降解膜43在初期，即可降解膜43降解前，可防止过渡层4和植被混凝土层5上的水分流失过快，降解后可为植被提供生长所需的营养成分，进一步促进了植被的生长，进而提高了本发明对边坡的防护能力。

进一步地，由于本绿化结构中所选择的绿植为根系发达的植物，本发明中将所述基层2设为湿土层，且所述基层2的厚度设为5-8厘米；所述植被混凝土层5的厚度设为2-5厘米，以满足植被后期的根系充分生长的需求，进一步达到稳固边坡的效果。本实施例中，所述基层2的厚度优选设为6厘米，所述植被混凝土层5的厚度设为5厘米。

进一步地，所述网层3为铁丝网，所述锚杆7的露于边坡坡面1的一端形成有一环体71，所述铁丝网连接于多个所述环体71上，以使网层3紧固于边坡上，利于后续的过渡层4的稳定设置。

进一步地，所述基层2上还垂直插设有多根用以固定所述过渡层4的固定杆9，多根所述固定杆9间隔设置，所述固定杆9远离所述基层2的一端穿过所述网层3插设于所述过渡层4内。

进一步地，组成所述植被混凝土层5的混合料中每立方米混合料可以选用包括以下重量份的原料：肥沃土780-1040kg、泥浆480-800kg、绿化添加剂25-30kg、农家有机肥360-600kg和绿植种子0.8-1.0kg；所述绿化添加剂包括维生素20-30份、钙粉30-40份、铁矿粉12-16份、硅矿粉10-15份、复合肥5-10份、尿素1-5份和活性酵素剂剂0.2-0.4份。所述肥沃土包括淋溶土和腐叶土的混合土。本实施例中优选为组成所述植被混凝土层5的混合料中每立方米混合料包括以下重量份的原料：肥沃土840kg、泥浆600kg、绿化添加剂28kg、农家有机肥480kg和绿植种子0.8kg；所述绿化添加剂包括维生素25份、钙粉35份、铁矿粉14份、硅矿粉13份、复合肥8份、尿素3份和活性酵素剂剂0.3份。

本发明中的植被混凝土层为绿植的生长提供了良好的生长基质和营养成分，达到了良好的绿化护坡的效果。

进一步地，所述可降解膜可以由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇20-30份、淀粉10-15份、增塑剂5-10份、壳寡糖5-8份、木质素5-8份、表面活性剂3-5份、消泡剂3-5份、萘乙酸钠1-3份。本实施例中优选为：聚乙烯醇25份、淀粉18份、增塑剂8份、壳寡糖6份、木质素6份、表面活性剂4份、消泡剂4份、萘乙酸钠2份。

所述可降解膜的制备方法为：

(1)称取上述重量份的各原料，在混料罐中利用溶剂水将聚乙烯醇溶解，再将增塑剂、表面活性剂、消泡剂和改性淀粉一起加入混料罐中，搅拌均匀，得混料a；

(2)分别将壳寡糖和木质素溶解，具体为将壳寡糖加入水溶液中，在室温下搅拌2小时，使壳寡糖完全溶解，其中壳寡糖的质量占醋酸水溶液比重的70％；将木质素加入丙酮水溶液中，在室温下搅拌2小时，使木质素完全溶解，其中木质素的质量占丙酮水溶液比重的20％；再将溶解后的木质素溶液滴加至壳寡糖溶液中，60℃下搅拌2小时，得混料b；

(3)将萘乙酸钠溶于水中，得萘乙酸钠水溶液；将混料b和萘乙酸钠水溶液加入混料a中，搅拌均匀，得料液；对料液进行过滤，使粒径调整至200目以上；

(4)将料液进行脱泡处理后得到浆液备用；

(5)将浆液流延到辊筒或钢带流延设备上干燥成型，控制膜的厚度为0.2-3毫米，完成制膜。

本发明中的降解膜通过在聚乙烯醇、淀粉、增塑剂、表面活性剂、消泡剂等原降解膜成分的基础上添加壳寡糖、木质素和萘乙酸钠等成分，由于壳寡糖、木质素均具有良好的可降解性，且壳寡糖还改变土壤菌群,促进有益微生物的生长，并可诱导植物的抗病性,对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，可作为生物农药、生长调节剂和肥料等，但其黏度较高,易对其杀菌能力造成一定的影响，而萘乙酸钠水溶液的加入，不仅降低了壳寡糖的粘度，还促进了根系的发育，增强植物的抗旱、抗病、抗盐碱等能力，且木质素的加入，使得降解膜的力学性能得以进一步提高，防止其容易受破坏，在早期起不到包覆的作用，因此，本发明的降解膜的生物降解性较原降解膜有了很大的提高，不仅降解速度快，且还可杀灭土壤细菌，提高植被的抗病能力，促进植被的根系发育，最终提高了本发明对边坡的防护能力。

所述的用于山区高速石质边坡的植被混凝土绿化结构的绿化方法，包括如下步骤：

(1)对石质坡面进行初步清理，坡面整平；

(2)设置预制方格型混凝土骨架，测量放线，确定锚杆7位置，挂网喷锚，并进行初喷湿土，形成湿土基层2；

(3)在湿土基层2上先铺上薄层的农作物秸秆，再铺上可降解膜，并将可降解膜展开，将可降解膜的四周放至预制方格型混凝土骨架的边框上，在可降解膜上继续编制由农作物秸秆层和干植条形成的过渡层4；

(4)将水泥、肥沃土、绿化添加剂、农家有机肥与绿植种子均匀混合成植被混合土；

(5)将植被混合土与水拌合成植被混凝土，并均匀喷射向已铺设过渡层4的坡面，利用可降解膜43将其上的过渡层4和植被混凝土层5的侧面包覆，再在植被混凝土层5上覆盖无纺布6；

(6)洒水养护2个月，注意观察植物生长，及时补植和杀虫。

其中，绿植种子选择根系发达抗逆性强、粗放管理和具有一定自繁能力的草籽与花籽混合，每立方米用量：0.6kg草籽+0.2kg花籽。

挂网喷锚时，需垂直坡面或成15-20°钻锚打孔，锚杆7露出边坡坡面1的长度为10厘米，以便于铁丝网搭接。

基层2初喷和植被混凝土层5二次喷植的时间间隔为6h，拌合物搅拌时间不小于20分钟。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。