CN110698222A - 一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土及其制备方法，该复合式植被混凝土包括底层锚固混凝土和上层定植混凝土；底层锚固混凝土主要由水和水泥、粉煤灰、粗骨料、细集料、胶粉、减水剂、液体速凝剂组成；上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料，多孔硬化料主要由水和水泥、粉煤灰、粗骨料、陶粒、秸秆短料、秸秆长料、羧甲基纤维素、减水剂组成，覆盖填充料主要由水、植物种子和土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥组成。采用喷射施工，在石质边坡表面形成粗糙锚固底层、中层多孔层和表面定植层，与石质坡面及层间的结合力强，稳定性高，建植速度快，水土及基质流失量小，适合石质边坡生态防护施工使用。

Description

一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于边坡生态防护技术领域，具体涉及一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，各地积极开展如火如荼的基础设施建设，如公路、铁路、河道、桥梁、海岸港口、水利堤坝等，由于大量土石方的开挖与回填，很大程度上改变了施工区域及周边的原始地形地貌，破坏了地表的植被群落和生态多样性，形成了很多裸露的石质边坡与贫瘠土边坡，这些边坡依靠自然力量很难在短时间内恢复坡面植被，容易引起严重的水土流失、落石和生态系统退化，甚至造成山体坍塌和滑坡、泥石流等地质灾害，存在较大的安全隐患，因此需要对裸露的边坡进行工程防护。

传统工程护坡的方法有水泥砂浆人工抹实、混凝土喷浆护坡、混凝土灌浆等，存在的问题有：冷热变化时混凝土内外存在温差以至于缩胀程度不同，易产生龟裂；易风化、易腐蚀；破坏边坡生态环境、边坡表面寸草不生等。传统工程护坡方法效果不佳，针对上述存在的问题，人们开发出一系列的生态护坡方法。

边坡生态防护是对城市道路、公路、铁路、水利等工程建设中出现的大量裸露边坡现象，采取工程措施，对裸露边坡进行工程防护与生态绿化处理，采用植物护坡，从而达到防止边坡破坏、水土流失，涵养水源、净化空气、美化环境的目的，同时具有维护生态系统和生物多样性、提高交通安全、降低噪音、丰富景观文化等功能。植物护坡具体是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡，同时美化生态环境的一种新技术，其主要意义在于解决边坡工程建设与生态环境破坏的矛盾，通过深根的锚固作用、浅根的加筋作用，降低坡体孔隙水压力，降雨截留、削弱溅蚀，控制土粒流失，改善环境功能，恢复被破坏的生态环境，同时能降低噪声、光污染、保证行车安全，促进有机污染物的降解、净化大气、调节小气候，还具有景观功能。

目前，边坡生态防护的方法主要有移植草皮、撒播混植、铺设植物纤维毯、挂网喷播、铺设植生袋等，上述方法在低矮和/或较缓的土质边坡中应用效果良好，但是对于劣质土夹石边坡或石质边坡，直接在坡面采用土工材料结合植物护坡技术，往往存在基质脱落流失(或基质层滑落流失)速度快、养分水分截留难度大、植物扎根受阻易枯萎等问题，很难快速建立稳定的坡面植物群落。

发明内容

本发明的目的是提供一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，解决现有生态护坡基质脱落流失速度快、植物难以快速扎根定植的问题。

本发明的第二个目的是提供一种上述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，包括底层锚固混凝土和上层定植混凝土；

所述底层锚固混凝土主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥82-85份、粉煤灰15-18份、粗骨料250-260份、细集料130-140份、胶粉10-15份、减水剂0.5-1.0份、液体速凝剂0.8-1.0份，水胶比为0.41-0.45；

所述上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；

所述多孔硬化料主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥70-75份、粉煤灰25-30份、粗骨料190-200份、10-20mm陶粒400-410份、10-20mm秸秆短料15-20份、40-50mm秸秆长料30-35份、羧甲基纤维素1.0-1.5份、减水剂0.5-1.0份，水胶比为0.31-0.35；

所述覆盖填充料主要由水、植物种子和以下重量份数的组分组成：土壤100份、活性污泥40-50份、粉煤灰8-10份、稻壳70-75份、3-10mm秸秆碎料70-75份、保水剂3-5份、复合肥3-5份。

所述胶粉为废旧轮胎橡胶粉，粒度为30-60目。

所述秸秆短料和秸秆长料为麦秸或稻秸，使用前切断成设计长度，用质量浓度为5.0％-6.0％的聚乙烯醇溶液浸泡12-14h，捞出沥干，备用。

所述陶粒为污泥基陶粒，堆积密度为500-800kg/m³，饱和吸水率不低于20％。

所述覆盖填充料的含水率为60％-65％。所述覆盖填充料的pH值为6.0-7.3。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂；所述液体速凝剂为硫酸铝型液体速凝剂。

所述活性污泥为城镇污水处理厂二沉池的剩余污泥，含水量为40％-50％。

所述保水剂为聚丙烯酸铵保水剂，吸水倍率在100以上。

一种上述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法，包括：

制备底层锚固混凝土：取配方量的水泥、胶粉与粉煤灰混合均匀得第一胶料；在配方量的粗骨料中加入1/2配方量的水，搅拌20-30s后，加入所得第一胶料和配方量的细集料、减水剂，继续搅拌20-30s后，加入液体速凝剂和剩余的水，再搅拌40-50s，即得；

制备上层定植混凝土的多孔硬化料：取配方量的粉煤灰与1/2配方量的水泥混合均匀得第二胶料；将剩余的水泥与配方量的秸秆短料混合后，按水胶比为0.31-0.35的比例加水制成秸秆水泥胶体，将所得秸秆水泥胶体与配方量的陶粒混合，搅拌使陶粒表面裹胶后，加入上述第二胶料和配方量的粗骨料、减水剂、秸秆长料，继续搅拌20-30s后，加入溶解有配方量羧甲基纤维素的剩余水，再搅拌40-50s，即得；

制备上层定植混凝土的覆盖填充料：将配方量的土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥和植物种子混合，调整含水量和pH值，即得。

采用复合式植被混凝土进行石质边坡生态防护的施工方法，包括以下步骤：

1)坡面清理：清除坡面杂物、浮土、碎石和危石，对岩面凸出进行平整；

2)挂网施工：沿坡面自上而下铺设镀锌铁丝网，铁丝网与坡面的距离保持在40-70mm；

3)喷射底层锚固混凝土：在坡面上均匀喷射底层锚固混凝土，喷射厚度为30-60mm，在铁丝网下方形成粗糙锚固底层，层面与上方铁丝网距离不低于10mm；所述粗糙锚固底层上，沿坡面自上而下每隔1.0-3.5m喷射形成沿横向延伸且向上凸起高度超出铁丝网至少20mm的截留台；

4)喷射多孔硬化料：在粗糙锚固底层未完全硬化之前，在粗糙锚固底层上均匀喷射多孔硬化料，喷射厚度不低于30mm，形成中层多孔层；

5)喷射覆盖填充料；在中层多孔层未完全硬化之前，在中层多孔层上均匀喷射含植物种子的覆盖填充料，喷射厚度不低于30mm，形成上层定植层；

6)养护管理。

进一步的，上述施工方法中，步骤1)清理坡面时，坡面凹陷处无需嵌补，步骤3)用底层锚固混凝土直接喷射填平即可。

步骤3)中，在坡面上均匀喷射底层锚固混凝土之前，对干燥坡面进行喷水润湿。

步骤3)中，所述截留台的宽度不低于20mm。

步骤3)中，所述截留台上根据需要设置用于向下排水的排水口。

步骤6)所述养护管理是在上层定植层表面覆盖遮阴网或无纺布，后浇水养护，至植株长到5-6cm高或长出2-3个叶片后，揭掉遮阴网或无纺布。

本发明的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，包括底层锚固混凝土和上层定植混凝土；主要由水和水泥、粉煤灰、粗骨料、细集料、胶粉、减水剂、液体速凝剂组成，水胶比为0.41-0.45。水泥是主要的胶凝材料，粉煤灰的作用一方面是降低混凝土的碱性，防止植物烧根，另一方面是增加混凝土的致密性，提高其与基底岩面的粘结强度。粗骨料与细集料的粒径搭配及用量配比科学设计、合理调制，胶骨比较高，在保证混凝土较高的抗压强度基础上，喷射在光滑石质坡面上后，粗骨料在薄薄一层锚固底层表面形成一个个凸起，构成凹凸不平、犬牙交错的粗糙表面，增加与上层的有效结合面积，从而提高与上层的结合力；细骨料及胶粉与胶凝材料相互作用，沉降填充在底层的骨料间隙内，增大与石质坡面的接触面积，提高锚固底层与基底岩面的粘结强度。胶粉的掺入还可以提高混凝土的抗冻性和抗冻融性。液体速凝剂的作用是提高混凝土的初凝性，缩短凝结时间，尤其适用于陡峭石质边坡的喷射施工，底层锚固混凝土喷射到陡峭光滑坡面后，快速固化凝结，与石质坡面粘结在一起，不会下滑滚落，易于喷射施工。通过上述各组分的相互配合、协调作用，本发明的底层锚固混凝土强度高、致密性好，与石质岩性边坡的粘结性强、结合牢固，凝结速度快，在光滑石质边坡表面喷射薄薄的一层即可形成底面粘结牢固、表面粗糙不平的锚固底层，为上层混凝土的定植打下良好的基础。

本发明的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土中，上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；多孔硬化料主要由水和水泥、粉煤灰、粗骨料、陶粒、秸秆短料、秸秆长料、羧甲基纤维素、减水剂组成。粉煤灰的掺入量进一步增多，形成的多孔硬化层碱性进一步降低，适合植物根系定植和盘踞。粗骨料与陶粒的粒径搭配及用量配比科学设计、合理调制，胶骨比较低，粗骨料用于保证多孔硬化层的强度，陶粒用于增加硬化层的孔隙率、降低硬化层的质量，提高硬化层的通气涵水能力。秸秆短料和秸秆长料作为有机质掺入硬化料中，一方面提高硬化层的韧性和孔隙度，另一方面作为植物生长的备用营养，维持植物的长久养分，后期逐渐降解，让位空间于植物根系。同时，秸秆长料在喷射过程中可与坡面挂网纠缠在一起，提高多孔硬化层的稳定性；秸秆长料的纤维长度较长，在喷射后的薄层表面形成拉毛效果，多孔硬化层的表面坑洼不平且带拉毛流苏，对上层覆盖填充层的截留效果好，使基质相互纠缠在一起，不易水土流失。羧甲基纤维素作为增稠剂使用，使得多孔硬化料在喷射时具有连续性，粘结性与流动性适中，易于喷射操作。通过上述各组分的相互配合、协调作用，本发明的多孔硬化料能在喷射后形成强度适中、孔隙率高且具有大量开放孔的硬化层，U与粗糙锚固底层结合牢固，多孔质轻，不易下滑滚落；其多孔结构易于植物根系的定植和延伸，营养充足，能涵水又不易积水，适合植物定植。

本发明的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土中，覆盖填充料主要由水、植物种子和土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥组成。该覆盖填充料团粒结构合理适中，植物成活率高，营养丰富，适合用做边坡生态防护的表层营养基质。施工时，将该覆盖填充料喷射在多孔硬化层表面，随着喷射的过程，一部分覆盖填充料沿着多孔硬化层表面开放孔进入多孔硬化层内部，填充在硬化层中间，为植物根系的生长、延伸、定植提供通路和条件，同时基质流失率低，边坡稳定性强，促进边坡建植的顺利进行。

本发明的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法中，底层锚固混凝土采用裹胶法制备，在粗骨料中先加入1/2配方量的水，搅拌润湿后，再加入剩余干料，最后与液体速凝剂和剩余水混合搅拌，所得混凝土具有高粘高强致密的特点。多孔硬化层是先将部分水泥与秸秆短料混合形成秸秆水泥胶体，将秸秆水泥胶体与陶粒混合使陶粒裹胶后，再与其他原料混合，防止陶粒直接混合时吸附大量的凝胶用水，而后期秸秆短料在使用过程中逐渐降解后，陶粒表面的开放孔与硬化层中的孔隙连通，增大硬化层储水涵水的能力，利于植物生长，提高边坡生态系统的抗旱能力。

本发明的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土采用喷射施工，能在石质边坡表面形成粗糙锚固底层、中层多孔层和表面定植层，自下而上强度和粘结力逐渐降低、孔隙率和营养成分逐渐升高；该复合式混凝土整体上与石质坡面及层间的结合力强，稳定性高，建植速度快，水土及基质流失量小，适合石质边坡生态防护施工使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

具体实施方式中，所用水泥为市售P.O42.5级普通硅酸盐水泥。所用粉煤灰的主要化学成分按质量百分比计为：SiO₂ 44.6％、Al₂O₃ 24.1％、Fe₂O₃ 6.1％、CaO 16.9％、K₂O0.86％、Na₂O 1.12％、MgO 1.68％、TiO₂ 1.05％。所用粗骨料为连续级配碎石，公称粒径为5-10mm。所用细集料为细度模数为3.0-2.3的中砂(平均粒径为0.5-0.35mm)与细度模数为2.2-1.6的细砂(平均粒径为0.35-0.25mm)的质量比为4:1的混合物。所用胶粉为废旧轮胎橡胶粉，粒度为50-60目。

所用减水剂为市售巴斯夫(BASF)聚羧酸系高效减水剂。所用液体速凝剂为市售硫酸铝型液体速凝剂，具体为巴斯夫(BASF)液体速凝剂。所用保水剂为市售聚丙烯酸铵保水剂，吸水倍率在100-120。所用复合肥为市售氮磷钾含量分别为15-15-15的氮磷钾复混肥，总养分≥45％。所用pH调节剂为石灰石或过磷酸钙。

所用陶粒为污泥基陶粒，堆积密度为500-800kg/m³，饱和吸水率不低于20％。所用土壤为公路施工工地地表土，使用前进行破碎处理和筛分，使其粒径≤10mm，含水量≤20％。所用活性污泥为城镇生活污水处理厂二沉池的剩余污泥，含水量为40％。

所用秸秆短料和秸秆长料均为麦秸(从当地农户收购的干燥麦秸，含水率为15％-20％)，使用前切断成设计长度(秸秆短料10-20mm、秸秆长料40-50mm)，用质量浓度为5.0％的聚乙烯醇溶液浸泡12h，捞出沥干，备用。所用秸秆碎料为麦秸，使用前切断成设计长度3-10mm。

具体实施方式的施工方法中，所用镀锌铁丝网为Φ2.0mm的机编菱形热镀锌铁丝网，网孔规格为50mm×50mm，宽幅为3.0m。

实施例1

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，由底层锚固混凝土和上层定植混凝土组成；

所述底层锚固混凝土主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥82份、粉煤灰18份、5-20mm碎石255份、细集料砂130份、胶粉15份、减水剂0.6份、液体速凝剂0.8份，水胶比为0.45；

所述上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；

所述多孔硬化料主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥70份、粉煤灰30份、5-10mm碎石190份、10-20mm陶粒410份、10-20mm秸秆短料20份、40-50mm秸秆长料30份、羧甲基纤维素1.5份、减水剂0.5-1.0份，水胶比为0.35；

所述覆盖填充料主要由水、植物种子和以下重量份数的组分组成：土壤100份、活性污泥40份、粉煤灰10份、稻壳75份、3-10mm秸秆碎料75份、保水剂5份、复合肥4份。

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法，包括：

1)制备底层锚固混凝土：取配方量的水泥、胶粉与粉煤灰混合均匀得第一胶料；在配方量的碎石中加入1/2配方量的水(按水胶比计算)，搅拌30s使得碎石表面均匀润湿后，加入所得第一胶料和配方量的砂、减水剂，继续搅拌20s后，加入液体速凝剂和剩余的水，再搅拌45s，即得底层锚固混凝土；

2)制备上层定植混凝土的多孔硬化料：取配方量的粉煤灰与1/2配方量的水泥混合均匀得第二胶料；将剩余的水泥与配方量的秸秆短料混合后，按水胶比为0.35的比例加水制成秸秆水泥胶体，将所得秸秆水泥胶体与配方量的陶粒混合，搅拌使陶粒表面均匀裹胶后，加入上述第二胶料和配方量的碎石、减水剂、秸秆长料，继续搅拌20s后，加入溶解有配方量羧甲基纤维素的剩余水，再搅拌50s，即得多孔硬化料；

3)制备上层定植混凝土的覆盖填充料：将配方量的土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥和植物种子混合，调整体系含水量为60％、pH值为6.5，即得覆盖填充料。

采用上述的复合式植被混凝土进行石质边坡生态防护的施工方法，包括以下步骤：

1)坡面清理：清除坡面杂物、浮土、碎石和危石，对岩面凸出部分进行平整；坡面凹陷处无需嵌补，清理干净即可；

2)挂网施工：沿坡面自上而下铺设镀锌铁丝网，锚杆固定；坡顶处向内50cm处设置锚固钢筋固定铁丝网，横向相邻铁丝网搭接宽度为10cm，竖向相邻铁丝网搭接宽度为15cm，用铁丝间隔绑扎牢固，坡脚处预留20cm铁丝网埋于填土中；铁丝网与坡面的距离保持在60mm；

3)喷射底层锚固混凝土：对干燥坡面进行喷水润湿后，在坡面上均匀喷射底层锚固混凝土，喷嘴垂直于坡面喷射，喷嘴距坡面距离为1.0m，喷射厚度为40mm，在铁丝网下方形成粗糙锚固底层，层面与上方铁丝网距离为20mm；所述粗糙锚固底层上，沿坡面自上而下每隔2.0m喷射形成沿横向延伸且向上凸起高度超出铁丝网50mm的截留台；所述截留台的横截面为梯形，上方台面宽度为60mm；所述截留台沿横向延伸方向每隔10m设置一个用于向下排水的排水口，排水口的底部与所述粗糙锚固底层的上层面齐平；

4)喷射多孔硬化料：在粗糙锚固底层未完全硬化之前，在粗糙锚固底层上均匀喷射多孔硬化料，喷嘴垂直于坡面喷射，喷嘴距坡面距离为0.8m，喷射厚度为50mm，形成中层多孔层；喷射时，用多孔硬化料将步骤3)形成的排水口填平(与中层多孔层齐平)；

5)喷射覆盖填充料；在中层多孔层未完全硬化之前，在中层多孔层上均匀喷射含植物种子的覆盖填充料，喷嘴垂直于坡面喷射，喷嘴距坡面距离为0.6m，喷射厚度为50mm，形成上层定植层；

6)养护管理：在上层定植层表面覆盖无纺布，后浇水养护，至植株长到5-6cm高或长出2-3个叶片后，揭掉无纺布。

实施例2

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，由底层锚固混凝土和上层定植混凝土组成；

所述底层锚固混凝土主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥84份、粉煤灰16份、5-20mm碎石260份、细集料砂130份、胶粉10份、减水剂0.7份、液体速凝剂0.8份，水胶比为0.45；

所述上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；

所述多孔硬化料主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥73份、粉煤灰27份、5-10mm碎石195份、10-20mm陶粒405份、10-20mm秸秆短料17份、40-50mm秸秆长料33份、羧甲基纤维素1.2份、减水剂0.5-1.0份，水胶比为0.35；

所述覆盖填充料主要由水、植物种子和以下重量份数的组分组成：土壤100份、活性污泥45份、粉煤灰9份、稻壳72份、3-10mm秸秆碎料73份、保水剂4份、复合肥4份。

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法，包括：

1)制备底层锚固混凝土：取配方量的水泥、胶粉与粉煤灰混合均匀得第一胶料；在配方量的碎石中加入1/2配方量的水，搅拌20s使得碎石表面均匀润湿后，加入所得第一胶料和配方量的砂、减水剂，继续搅拌30s后，加入液体速凝剂和剩余的水，再搅拌40s，即得底层锚固混凝土；

2)制备上层定植混凝土的多孔硬化料：取配方量的粉煤灰与1/2配方量的水泥混合均匀得第二胶料；将剩余的水泥与配方量的秸秆短料混合后，按水胶比为0.35的比例加水制成秸秆水泥胶体，将所得秸秆水泥胶体与配方量的陶粒混合，搅拌使陶粒表面均匀裹胶后，加入上述第二胶料和配方量的碎石、减水剂、秸秆长料，继续搅拌30s后，加入溶解有配方量羧甲基纤维素的剩余水，再搅拌40s，即得；

3)制备上层定植混凝土的覆盖填充料：将配方量的土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥混合，调整体系含水量为60％、pH值为6.5，即得覆盖填充料。

采用上述的复合式植被混凝土进行石质边坡生态防护的施工方法同实施例1。

实施例3

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，由底层锚固混凝土和上层定植混凝土组成；

所述底层锚固混凝土主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥85份、粉煤灰15份、5-10mm碎石250份、细集料砂140份、胶粉10份、减水剂0.8份、液体速凝剂0.8份，水胶比为0.45；

所述上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；

所述多孔硬化料主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥75份、粉煤灰25份、5-20mm碎石200份、10-20mm陶粒400份、10-20mm秸秆短料15份、40-50mm秸秆长料35份、羧甲基纤维素1.0份、减水剂0.5-1.0份，水胶比为0.35；

所述覆盖填充料主要由水、植物种子和以下重量份数的组分组成：土壤100份、活性污泥50份、粉煤灰8份、稻壳70份、3-10mm秸秆碎料70份、保水剂3份、复合肥4份。

本实施例的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法，包括：

1)制备底层锚固混凝土：取配方量的水泥、胶粉与粉煤灰混合均匀得第一胶料；在配方量的碎石中加入1/2配方量的水，搅拌25s使得碎石表面均匀润湿后，加入所得第一胶料和配方量的砂、减水剂，继续搅拌25s后，加入液体速凝剂和剩余的水，再搅拌50s，即得底层锚固混凝土；

2)制备上层定植混凝土的多孔硬化料：取配方量的粉煤灰与1/2配方量的水泥混合均匀得第二胶料；将剩余的水泥与配方量的秸秆短料混合后，按水胶比为0.31-0.35的比例加水制成秸秆水泥胶体，将所得秸秆水泥胶体与配方量的陶粒混合，搅拌使陶粒表面均匀裹胶后，加入上述第二胶料和配方量的碎石、减水剂、秸秆长料，继续搅拌25s后，加入溶解有配方量羧甲基纤维素的剩余水，再搅拌45s，即得；

3)制备上层定植混凝土的覆盖填充料：将配方量的土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥和植物种子混合，调整体系含水量为60％、pH值为6.5，即得覆盖填充料。

采用上述的复合式植被混凝土进行石质边坡生态防护的施工方法同实施例1。

实验例1

本实验例对实施例1-3所得复合式植被混凝土的性能进行检测，结果如表1所示。

其中，土壤团粒结构采用干筛法测定：取1kg的土壤样本，将团粒分析仪的筛组(孔径为10mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm)按大小从上到下的顺序套好，将土壤倒在最上层，摇动筛组，分别称量各级筛组中的风干土质量，计算质量占比。

表1实施例1-3所得复合式植被混凝土的性能检测结果

从表1可以看出，实施例1-3所得复合式植被混凝土中，底层锚固混凝土的28d抗压强度达到36.55MPa以上，混凝土/岩石胶结强度(剪切强度)达到4.15MPa以上，孔隙率仅有5.09％-5.47％，具有高强高粘低孔隙度的特点，在陡峭的石质坡面具有强力的锚固作用，能在石质坡面表面形成表面粗糙的锚固底层，为上方营养基材及植物种子的定植打下良好的基础。定植混凝土中的多孔硬化料的28d抗压强度达到25.91MPa以上，形成的中层多孔层与粗糙锚固底层胶结强度(剪切强度)达到3.44MPa以上，孔隙率在34.88％-36.17％之间，孔隙率高，且具有较多的开放孔，通气透水，能促进植物根系的伸入和定植。定植混凝土的容重在1.18-1.25g/cm³之间，团粒结构合理适中，植物成活率高，营养丰富，适合用做边坡生态防护的表层营养基质。

实验例2

通过建立在户外的模拟边坡实验，检测本发明的复合式植被混凝土及其石质边坡生态防护的施工方法的有效性和可靠性。实验在户外露天环境开阔地设置3个坡面尺寸为5m×6m的模拟边坡，坡率分别为1:1.25、1:1、1:0.75，分别记为模拟边坡一、模拟边坡二、模拟边坡三。坡面采用砖石铺设，用水泥填缝抹面，得到岩性光滑坡面，模拟石质边坡的情况。在每个模拟边坡坡底设置对应收集槽，用于收集从坡面流失的基质。

实验内容：分别采用实施例1、2和3的复合式植被混凝土及其石质边坡生态防护的施工方法对模拟边坡一、模拟边坡二、模拟边坡三进行生态防护施工。在盖上无纺布之后，正常养护(每天早晨浇水一次)；每30天将收集槽内的泥土收集，烘干，计算其质量与初始喷射植被混凝土的质量占比，并计算植物覆盖率。结果如表2所示。

其中，所用植物种子为草灌混合种子，草本种子与灌木种子的质量比为7:3，草本种子为狗牙根、高羊茅与紫花苜宿的质量比为6:3:1的混合物，灌木种子为紫穗槐与黄荆的质量比为2:1的混合物；植物种子的用量为25g/m²(坡面)。

表2实施例1-3的复合式植被混凝土及其石质边坡生态防护的施工方法的实验结果

注：由于底层锚固混凝土与上层多孔硬化料在喷射硬化后几乎不会流失(实验中也未在收集槽中发现底层/中层混凝土碎料)，在此不再计算。

从表2可以看出，采用实施例1-3的复合式植被混凝土及其石质边坡生态防护的施工方法，植物的发芽率高，生长状况良好；施工后2个月石质坡面的生物覆盖率达到90％以上，3个月即可实现石质边坡植被全覆盖。在户外露天环境中，石质坡面上复合式植被混凝土的各层结构完整，粗糙锚固底层与坡面之间、中层多孔层与粗糙锚固底层之间无相对位移和滑动，耐雨水冲刷，稳定性强；当石质边坡实现植被全覆盖之前，表层覆盖填充料流失量极少；后期由于植被已全覆盖坡面，基质流失量将进一步降低，对石质边坡坡面具有良好的防护作用。

Claims (9)

1.一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：包括底层锚固混凝土和上层定植混凝土；

所述底层锚固混凝土主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥82-85份、粉煤灰15-18份、粗骨料250-260份、细集料130-140份、胶粉10-15份、减水剂0.5-1.0份、液体速凝剂0.8-1.0份，水胶比为0.41-0.45；

所述上层定植混凝土包括多孔硬化料和覆盖填充料；

所述多孔硬化料主要由水和以下重量份数的组分组成：水泥70-75份、粉煤灰25-30份、粗骨料190-200份、10-20mm陶粒400-410份、10-20mm秸秆短料15-20份、40-50mm秸秆长料30-35份、羧甲基纤维素0.5-0.7份、减水剂0.5-1.0份，水胶比为0.31-0.35；

所述覆盖填充料主要由水、植物种子和以下重量份数的组分组成：土壤100份、活性污泥40-50份、粉煤灰8-10份、稻壳70-75份、3-10mm秸秆碎料70-75份、保水剂3-5份、复合肥3-5份。

2.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述粗骨料为连续级配碎石，公称粒径为5-10mm。

3.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述细集料为细度模数为3.0-2.3的中砂与细度模数为2.2-1.6的细砂的质量比为3.5-4.5:1的混合物。

4.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述胶粉为废旧轮胎橡胶粉，粒度为30-60目。

5.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述秸秆短料和秸秆长料为麦秸或稻秸，使用前切断成设计长度，用质量浓度为5.0％-6.0％的聚乙烯醇溶液浸泡12-14h，捞出沥干，备用。

6.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述陶粒为污泥基陶粒，堆积密度为500-800kg/m³，饱和吸水率不低于20％。

7.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述覆盖填充料的含水率为60％-65％，pH值为6.0-7.3。

8.根据权利要求1所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土，其特征在于：所述活性污泥为城镇污水处理厂二沉池的剩余污泥，含水量为40％-50％。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的石质边坡生态防护用复合式植被混凝土的制备方法，其特征在于：包括：

制备底层锚固混凝土：取配方量的水泥、胶粉与粉煤灰混合均匀得第一胶料；在配方量的粗骨料中加入1/2配方量的水，搅拌20-30s后，加入所得第一胶料和配方量的细集料、减水剂，继续搅拌20-30s后，加入液体速凝剂和剩余的水，再搅拌40-50s，即得；

制备上层定植混凝土的多孔硬化料：取配方量的粉煤灰与1/2配方量的水泥混合均匀得第二胶料；将剩余的水泥与配方量的秸秆短料混合后，按水胶比为0.31-0.35的比例加水制成秸秆水泥胶体，将所得秸秆水泥胶体与配方量的陶粒混合，搅拌使陶粒表面裹胶后，加入上述第二胶料和配方量的粗骨料、减水剂、秸秆长料，继续搅拌20-30s后，加入溶解有配方量羧甲基纤维素的剩余水，再搅拌40-50s，即得；

制备上层定植混凝土的覆盖填充料：将配方量的土壤、活性污泥、粉煤灰、稻壳、秸秆碎料、保水剂、复合肥和植物种子混合，调整含水量和pH值，即得。