[发明专利]可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法

说明书

本发明公开了一种可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法，其中，可引导植物根系与地基固定的复合材料层，设于地基层上方，其包括硅质石粉层和设于硅质石粉层之下的基质层，本方案的实施可达成植物根系的良好分配，令其既有利于相对弱小的主根扎根于地基，又有利于发达的侧根固定住上覆层减少流失、滑动,增加绿化土壤团块的思路可从目前的边坡绿化混凝土结构中的泥丸大尺度放大得到，其局限在于获得的仅仅是植物生境与培养基的放大，后二者难以从工程学和材料学中简单去的，通过本发明方案的组合能够进一步产生特殊的效果，以满足了技术分析所提出的要求，但其相应地对土壤团块的肥力也提出了比较高的要求，这也有利于处置淤泥等。

技术领域

本发明涉及植物种植技术领域，尤其是一种可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法。

背景技术

土坡的防护通常采用植物种植和梯田护坡的方法来实施，互相矛盾的需求是植物护坡需水量大且防护绿化层强度要求高，否则普遍出现植物枯萎或降雨冲沟、滑坡等问题。

其中，梯田护坡可靠性高，但成本较高；绿化混凝土成本极高难以大面积推广；脆弱基质目前往往采取覆绿化土种植被的方法进行保护，但其存在脆弱基质——绿化土的结合界面脆弱，易漏水、滑坡、地表径流冲沟等问题，根系易拔出，不耐台风、动物破坏的问题。

通过对石材厂硅质石粉堆放污染进行田野调查中发现硅质石粉覆盖的脆弱地基相当稳定，覆盖层湿强度很高，保水能力很强，但存在绿化难的问题。通过理论分析了解到期关键在于早期种苗不易在缺土壤、透气性差的恶劣环境下成长。细于40目的建筑硅质石粉是大宗石材加工和建筑石子制造的副产物，且通常难以作为筑路石粉使用，归类于工业废弃物需要花钱环保治理。

在大自然中，片岩夹土的土层一旦绿化，由于植物根系对片岩的缠绕，土层强度往往很高，但土壤很容易冲刷流失。

另外，在现有文献中，廉价的脆弱地基绿化技术应当可以从如下公开文件中进行技术整合获得。

（1）常见的路基石粉铺垫层，如文献《石粉在路基填筑中的应用研究》-蒋亮-《公路交通科技(应用技术版)》–2011，该技术认为石粉垫层具有承载力高、压缩性低、应力扩散角大、自身消散附加应力能力强的特点。由于石粉垫层材料来源广泛、价格低廉、施工工艺简单,因此是一种适用于推广应用的新型垫层材料。显然，其所具有的这系列特点也适合用于解决覆土层与脆弱地基之间的连接问题。但由于硅质石粉层潮湿时不透气且透水难，所以其透水速度很慢的特点在植物栽植时不利植物根系穿透。

（2）常用的防渗膜，在诸如沙地治理、湖泊防渗中经常使用，地表地下双层防渗膜理论上可以解决绿化保水问题，这在沙地水稻种植实验报道中也已用到。然而其存在的问题是抗老化性能通常在二十年左右起有效作用，持久性能差，且植物根系难以穿透，即便是穿透，下方因为长期完全不透气处于厌氧状态，也会导致深根难以成长，相应地体现为植株抗风能力不足；另外，如果防渗膜用于边坡防渗用途，当边坡存在一定坡度时，还存在上覆土与下层基础之间水分饱和时容易滑动，不具备足够安全性。总之就是无法形成一体性的稳定地基。

（3）目前对于绿化土层和地基基质的固定问题上，通常采取锚固、化学固化脆弱基质的方法，来解决绿化土层与脆弱基质在下垫面水分饱和时滑动的问题，但这成本较高不易推广，也未能有效解决绿化保水问题。

相应的报道文献有：一种用于道路临时性应急处置的复合材料袋及其制作工艺CN201610807205.X，发明人陈楷翰等，该发明本质上也是硅质石粉垫复合材料用于应急修复兼绿化，保水能力很好但没有低成本解决植物根系长期有效穿透进脆弱基质的问题（纸浆、纤维等价格高，树枝易腐烂，这些生物材料腐烂后如植物根系未能长好，则因缺乏通透骨架而使植物难以再次补种绿化），且外来物种不易在该复合材料袋上大量繁殖，合理的原因应当是虽然考虑到了硅质石粉层材料很强的保水护土能力，但弱点在于尚不能提供一个优越的种苗期生长环境，功能上还是过于偏向道路临时性应急处置，用途较为单一因此需要在关键结构上进一步升级。