一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物及其制备方法，该基材混合物中的底层基材混合物包括水和种植土、汽爆秸秆纤维、原生秸秆碎料、腐熟菌糠、复合肥；表层基材混合物包括水、植物种子和种植土、汽爆秸秆纤维、腐熟菌糠、复合肥；汽爆秸秆纤维是取干燥麦秸切断，用水浸泡后取出并挤压脱水、蒸汽爆破制得。本发明专利技术就地取材，充分回收利用农业废弃物，成本低；利用汽爆秸秆纤维产生的生物质基胶黏物质，省去了水泥及其他化学类粘结剂；腐熟菌糠作为生物有机肥与秸秆纤维协同作用，不需要额外加入保水剂、土壤调理剂等化学试剂；能在较短时间内促进边坡植物成坪覆盖，恢复边坡生态，防止水土流失，形成良好的边坡生态防护效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物及其制备方法
本专利技术属于公路边坡生态防护
，具体涉及一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物，同时还涉及一种该客土喷播基材混合物的制备方法。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，客货运输需求急剧增加，为了缓解运输压力，促进区域交流与融合建设，公路铁路网络建设越发加快，并越来越多的深入丘陵和山区。在山区和丘陵地带进行公路铁路建设时需要开挖岩土体，产生大量的裸露边坡，这不仅破坏了原生地貌，阻断了区域水文的连续性，影响了当地的生态系统，而且极易造成土壤侵蚀、坍塌、滑坡及泥石流等灾害，影响道路通行及行车安全。因此，需要在公路铁路设计建设时对边坡进行必要的治理和防护。早期的公路边坡多采用工程防护措施，以石料、砂、水泥等为主要材料来提高边坡稳定性，如水泥砂浆抹实、混凝土喷浆护坡、预制六角水泥砖块、浆砌片石、锚喷网等技术，成型快、强度高，早期防护效果好。但是存在以下问题：一方面，该种防护面不能生长植物，无法恢复区域生态，视觉感官差；另一方面，防护材料及施工成本高，所用材料耐久性差，在风霜雨雪侵蚀及温差变化影响下，后期会出现坡面风化、强度降低、再次破坏的情况，防护寿命不长且养护成本高。针对上述问题，边坡生态防护技术应运而生，使坡面构造的土壤环境满足植物的生长，并且植物(根系加筋作用)与岩、土体之间相互作用实现边坡表层的防护，大大减少边坡表面侵蚀，该类技术不仅能够维持边坡表层稳定性，而且能够快速恢复植被和生态环境。边坡生态防护技术主要有客土喷播防护、液力喷播防护、三维植被网防护等，其中，客土喷播防护技术是以经过处理加工的养生材料与植物种子、当地优质土壤混合后，添加营养剂、粘结剂和土壤稳定剂制成客土，借助喷播机采用挂网喷射的方式均匀喷洒在坡面上并形成一定的厚度，从而实现对裸露边坡的防护和绿化。客土喷播基材混合物是客土喷播防护技术的关键，其主要作用是在保证坡面喷播层的稳定、提高抗雨水侵蚀能力的前提下，为植物生长提供一个相对良好的水分、养分环境。客土喷播基材混合物的组分配比合理与否，直接决定了公路边坡生态防护措施的成败。现有的客土喷播基材混合物所用原料组分五花八门，存在诸多问题，如：有的采用草炭土(或称泥炭土)作为有机质，虽然能够提供植物生长需要的丰富营养成分，但是草炭土是一种很难再生的宝贵的自然资源，且需要从产地长途运输至施工地，成本高，不适合大规模使用；有的采用大量的粉煤灰、炉渣或铁尾矿作为掺合剂，虽然能够消耗一些工矿企业的固体废弃物，但是这些无机固体废弃物用于边坡防护很难被植物所利用，还会提高基材混合物的pH值，产生烧苗和土质恶化的情况；还有的采用水泥或高分子聚合物作为粘合剂，改变基材混合物的pH值及物化性质，需要额外添加pH调节剂、土壤改良剂、团粒剂等，应用较多的化学物质，在自然界中不能被分解，残留土壤中增加环境负担，且成本高，长期生态防护效果一般，不适合大规模推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于公路边坡防护的客土喷播基材混合物，回收利用农业废弃物，减少化学物质的使用，边坡生态防护效果好。本专利技术的第二个目的是提供一种上述的客土喷播基材混合物的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物，包括底层基材混合物和表层基材混合物；所述底层基材混合物包括水和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维40-45份、原生秸秆碎料15-20份、腐熟菌糠35-40份、复合肥0.26-0.28份；所述底层基材混合物的含水量为60％-65％；所述表层基材混合物包括水、植物种子和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维50-55份、腐熟菌糠45-50份、复合肥0.22-0.24份；所述表层基材混合物的含水量为55％-60％；其中，所述汽爆秸秆纤维是由以下方法制备的：取干燥麦秸切断至长度为8-15mm，用水浸泡12-16h后取出并挤压脱水，得麦秸软化料；将所得麦秸软化料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为210-220℃，爆破压力为3.0-3.5MPa，保温保压4.0-5.0min，卸压出料，得汽爆秸秆纤维。所述底层基材混合物与表层基材混合物的喷播厚度比为(2-3):1。所述种植土为公路施工工地地表土，粒径≤10mm，含水量≤20％。所述原生秸秆碎料是由以下方法制备的：取干燥麦秸切断至长度为8-15mm，用水浸泡12-16h后取出并挤压脱水，至含水率为40％-45％，即得。所述腐熟菌糠是由包括以下步骤的方法制备的：1)将食用菌菌糠打散粉碎，按照食用菌菌糠与麸皮的质量比为(85-90):(10-15)的比例混合制备固体混合物；用尿素调节固体混合物的C/N为(25-28):1；调整固体混合物的含水量为60％-65％；2)将混合菌种按照0.8％-1.0％的接种量接种至步骤1)所得固体混合物中，初始温度30-35℃，初始pH值为6.5-7.5，堆肥发酵20-22天至腐熟，将产物风干至含水量为28％-30％，得腐熟菌糠。步骤1)中，所述食用菌菌糠为金针菇菌糠。堆肥发酵过程中及时翻堆，控制堆体内部温度不超过60℃。步骤2)中，所述混合菌种为枯草芽孢杆菌、黑曲霉与啤酒酵母的菌种混合物；混合菌种中的活菌数不低于109cfu/g。所述混合菌种中，枯草芽孢杆菌、黑曲霉与啤酒酵母的活菌数比例为1.0:(0.2-0.4):(2.0-3.0)。所述表层基材混合物中，植物种子的用量满足客土喷播后种子面密度为30-40g/m2；所述植物种子为草本植物与灌木种子的质量比为(6-7):(3-4)的混合物。所述草本植物为多年生黑麦草、高羊茅、披碱草、紫花苜宿、无芒雀麦、碱茅、冰草、狗尾草、狗牙根中的任意两种或以上的混合物。所述灌木为紫穗槐、山毛豆、柠条、柽柳、枸杞、锦鸡儿中的任意一种或以上的混合物。所述底层基材混合物中，汽爆秸秆纤维、原生秸秆碎料、腐熟菌糠的总质量与种植土的质量比为1:1；所述表层基材混合物中，汽爆秸秆纤维、腐熟菌糠的总质量与种植土的质量比为1:1。上述的客土喷播基材混合物的制备方法，包括：取50-60℃的汽爆秸秆纤维与种植土、原生秸秆碎料、腐熟菌糠、复合肥按比例混合，调整体系含水量为60％-65％并冷却到室温，即得底层基材混合物；取50-60℃的汽爆秸秆纤维与种植土、腐熟菌糠、复合肥按比例混合，调整体系含水量为55％-60％并冷却到室温后，拌入植物种子混合均匀，即得表层基材混合物。本专利技术的客土喷播基材混合物中，底层基材混合物和表层基材混合物均掺入大量的汽爆秸秆纤维，该汽爆秸秆纤维以干燥麦秸为原料，经浸水软化后，置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽将秸秆碎料快速加热至设定温度，高压下水蒸汽扩散渗透进入秸秆纤维细胞壁内，在结束时由于压力骤然释放、温度快速降低，润湿的秸秆纤维发生爆破，秸秆纤维在分离细化的同时，秸秆纤维中的纤维素、半纤维素发生降解，糖类物质及酸类物质增加，大分子糖类物质分解为小分子糖类，与秸秆纤维中被活化的木素形成类似胶黏剂的生物质附着在秸秆纤维的表面。这些胶黏物质充当基材混合物的生物质基粘结剂，其本身已经附着在秸秆纤维的表面，在基材混合物中随纤维材料容易分散，在混合过程中粘附土壤和其他材料，以纤维为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物，其特征在于：包括底层基材混合物和表层基材混合物；所述底层基材混合物包括水和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维40‑45份、原生秸秆碎料15‑20份、腐熟菌糠35‑40份、复合肥0.26‑0.28份；所述底层基材混合物的含水量为60％‑65％；所述表层基材混合物包括水、植物种子和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维50‑55份、腐熟菌糠45‑50份、复合肥0.22‑0.24份；所述表层基材混合物的含水量为55％‑60％；其中，所述汽爆秸秆纤维是由以下方法制备的：取干燥麦秸切断至长度为8‑15mm，用水浸泡12‑16h后取出并挤压脱水，得麦秸软化料；将所得麦秸软化料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为210‑220℃，爆破压力为3.0‑3.5MPa，保温保压4.0‑5.0min，卸压出料，得汽爆秸秆纤维。

【技术特征摘要】
1.一种用于公路边坡生态防护的客土喷播基材混合物，其特征在于：包括底层基材混合物和表层基材混合物；所述底层基材混合物包括水和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维40-45份、原生秸秆碎料15-20份、腐熟菌糠35-40份、复合肥0.26-0.28份；所述底层基材混合物的含水量为60％-65％；所述表层基材混合物包括水、植物种子和以下重量份数的组分：种植土100份、汽爆秸秆纤维50-55份、腐熟菌糠45-50份、复合肥0.22-0.24份；所述表层基材混合物的含水量为55％-60％；其中，所述汽爆秸秆纤维是由以下方法制备的：取干燥麦秸切断至长度为8-15mm，用水浸泡12-16h后取出并挤压脱水，得麦秸软化料；将所得麦秸软化料置于蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽温度为210-220℃，爆破压力为3.0-3.5MPa，保温保压4.0-5.0min，卸压出料，得汽爆秸秆纤维。2.根据权利要求1所述的客土喷播基材混合物，其特征在于：所述底层基材混合物与表层基材混合物的喷播厚度比为(2-3):1。3.根据权利要求1所述的客土喷播基材混合物，其特征在于：所述原生秸秆碎料是由以下方法制备的：取干燥麦秸切断至长度为8-15mm，用水浸泡12-16h后取出并挤压脱水，至含水率为40％-45％，即得。4.根据权利要求1所述的客土喷播基材混合物，其特征在于：所述腐熟菌糠是由包括以下步骤的方法制备的：1)将食用菌菌糠打散粉碎，按照食用菌菌糠与麸皮的质量比为(85-90):(10-15)的比例混合制备固体混合物；用尿素调节固体混合物的C/N为(25-28):1；调整固体混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏浩峰，
申请(专利权)人：魏浩峰，
类型：发明
国别省市：河南,41