可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法技术

本发明专利技术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，通过本发明专利技术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。

Composite Layer and Construction Method for Guiding Plant Root and Foundation Fixation

【技术实现步骤摘要】
可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法
本专利技术涉及植物种植
，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。
技术介绍
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，专利技术人陈楷翰等，该专利技术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。上述的三份文献所公开技术的分析及局限为：硅质石材粉末选择以二氧化硅为主要成分的花岗岩粉、玄武岩粉、石英砂粉等，二氧化硅质细粉遇大量水后形成颗粒表面上的水化硅酸层，具备很强的触变性和保水阻水能力，表观为干燥速度很慢，当近似干燥时水化硅酸层则脱水透气，该性质可近似无限重复。理论上这种强保水的特点对植物呼吸不利，但考虑到通常脆弱地基可以特意施工成不被硅质石粉层全面积封闭（类似海绵结构），少部分面积的透水通常不会导致脆弱地基大量吸水破坏，因此土壤气体交换问题容易施工解决。一旦出现地基裂纹时，高度潮湿的硅质石粉因为有很强触变性，细小颗粒也能通过工程施工方法流入裂缝中自行堵漏强化地基。但蠕变程度需要空间单元限制否则暴雨时依然可能出现整个硅质石粉层滑移问题，需要材料结构上进行解决。由于硅质石粉层具有保湿能力和绿化通常需要一定的浇灌，因此硅质石粉处于潮湿状态的几率很大。由于潮湿时二氧化硅为主的石材粉末本身缺乏营养和透气性，上覆土层植物根系通常不能主动穿透，优先在上覆土壤中伸展而不进入硅质石粉层和脆弱基质中生长，不能实现植物根系——基质改造双重防护功能，需要特殊的思路来解决。
技术实现思路
针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种实施可靠、能够诱导根系与地基结合固定、成本低且具有产业推广价值的可引导植物根系与地基固定的复合材料层及其施工方法。为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：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，其特征在于：其包括石粉层和设于硅质石粉层之下的基质层。进一步，所述的硅质石粉层中掺杂有淤泥、绿化土团块、改性片状材料中的至少一种。优选的，淤泥、绿化土团块或改性片状材料为间隔掺杂与石粉层中且呈蜂窝状布设，所述的绿化土团块部分裸露出硅质石粉层。优选的，所述的改性片状材料包括海蛎壳、高磷钢渣碎片、片岩中的至少一种。优选的，所述的硅质石粉层中还掺杂有弹性骨架材料，所述的弹性骨架材料经磷酸钾肥料溶液浸渍处理。更为优选的，所述的弹性骨架材料为竹枝。进一步，所述的硅质石粉层表面还喷覆有短纤维或防尘剂或液体农膜。进一步，所述的基质层包括土壤固化剂层，所述土壤固化剂层中掺有硫酸钙、硼镁肥中的至少一种。进一步，所述硅质石粉层和基质层的总厚度为10～50cm。可引导植物根系与地基固定的复合材料层的施工方法，其包括如下步骤：（1）将基质层铺设于地基上方且同时挖出浅坑或浅沟；（2）将硅质石粉层中掺杂的材料先撒布于基质层上；（3）对基质层和地基进行泼水和振动，令基质层和地基软化，且使撒布于基质层上的材料穿入并墩实；（4）根据预设厚度进行撒布硅质石粉以完成硅质石粉层铺设。综合上述，本专利技术方案的创新点及其可进一步实施的核心是：1.通过硅质石粉中安放绿化土壤团块（或将其装袋整形成团包），形成硅质石粉包覆土团类蜂巢结构，以确保植物生境和营养，同时解决传统整体土壤层大量含水后的滑移问题；2.对硅质石粉复合材料的骨料进行改进，增加植物所需营养、矿物成分及固定上有机酸型生根剂，引导根系贴生骨料，从而使绿化后根系可进入硅质石粉复合材料层中大量包裹骨料，使上覆层互相结合十分牢固且根系很难拔出；3.骨料松散堆积，互相有搭接，与绿化土壤团块也有搭接，一方面限制硅质石粉潮湿时的蠕变空间，一方面给土团导水导根，一方面增强脆弱基质和复合材料覆土层。采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：通过三管齐下过择一实施来达成植物根系的良好分配，使其既有利于相对弱小一些的主根（复合材料底层硅质石粉覆盖层下的供水、供气、供肥受到限制，实际观察主根成长状况较差）扎根于地基，又有利于因追寻水肥、植物激素而穿入石粉层，发达的侧根固定住上覆层减少流失、滑动。另外，增加绿化土壤团块的思路可以从目前的边坡绿化混凝土结构中的泥丸大尺度放大得到，（简单地放大泥丸结构其局限在于获得的仅仅是植物生境与培养基的放大），因此，采用三者方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.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，其特征在于：其包括硅质石粉层和设于硅质石粉层之下的基质层。

【技术特征摘要】
1.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，其特征在于：其包括硅质石粉层和设于硅质石粉层之下的基质层。2.根据权利要求1所述的可引导植物根系与地基固定的复合材料层，其特征在于：所述的硅质石粉层中掺杂有淤泥、绿化土团块、改性片状材料中的至少一种。3.根据权利要求2所述的可引导植物根系与地基固定的复合材料层，其特征在于：淤泥、绿化土团块或改性片状材料为间隔掺杂于硅质石粉层中且呈蜂窝状布设，所述的绿化土团块部分裸露出硅质石粉层。4.根据权利要求2所述的可引导植物根系与地基固定的复合材料层，其特征在于：所述的改性片状材料包括海蛎壳、高磷钢渣碎片、片岩中的至少一种。5.根据权利要求2所述的可引导植物根系与地基固定的复合材料层，其特征在于：所述的硅质石粉层中还掺杂有弹性骨架材料，所述的弹性骨架材料经磷酸钾肥料溶液浸渍处理。6.根据权利要求5所述的可引导植物根系与地基固定的复合材料层，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈楷翰，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35