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植物纤维毯技术为公路穿上绿色防护衣

发布于：2024-01-08 10:51:08 来自：道路桥梁/道路工程 [复制转发]

一、植物纤维毯技术背景

随着公路建设发展以及技术的不断更新，公路建设理念也在发生变化，推进高质量发展是当前公路建设的主题。加强资源节约集约利用，推动能耗双控逐步向碳排放总量和强度双控转变，推进旅游公路建设，打造低碳环保的绿色公路是建设品质公路的必然趋势。

目前，植草防护和拱形骨架防护是我国公路边坡防护较为常见的形式。植草防护，环保、造价低，经济性好，但对于高填路段，雨水冲刷容易造成水土流失，防护效果不佳。拱形骨架防护，防护效果好，排水顺畅，也有较多的施工经验，但是圬工工程量较大，施工放样也较麻烦。

结合公路防护特点、现有工程技术以及绿色公路理念，一种新的防护形式因其良好的防护效果、环保低碳的防护理念受到了公路行业的关注，即植物纤维毯防护。公路边坡设置植物纤维毯，实现人与自然和谐共存，打造绿色减碳生态长廊，不仅外形美观，防护效果和拱形骨架防护相当，更是在低碳环保方面拥有独特优势，犹如为公路穿上了绿色防护衣。

二、植物纤维毯技术简介

图1 植物纤维毯坡面防护效果图

植物纤维毯是一项生态边坡防护和生态环境修复技术。主要利用稻、麦等秸秆或大麻、椰壳纤维、杂草等作为基底机械加工形成毯状纤维网，用于控制坡面侵蚀并恢复植被。植物纤维毯铺设于土壤表面，不仅发挥保水、保温、保种、抗冲刷、固土等作用，同时帮助植物快速发芽成长，形成植物群落，起到生态修复和水土保持的效果。最终植物纤维毯完全降解为养料进入土壤环境，是一种造价低、施工快、效果好、纯生态的环境技术，可广泛应用于公路边坡防护、河道治理、矿区修复和沙漠复垦等方面。

植物纤维毯按照结构可分为无种子植物纤维毯和有种子植物纤维毯，结构分别见下图。

图2 无种子植物纤维毯典型结构示意图

图3 有种子植物纤维毯典型结构示意图

植物纤维毯防护过程可分为三个阶段，分别是植物纤维毯防护期、设定植物群落防护期、稳定植物群落防护期。 植物纤维毯防护期，时间2个月内，植物纤维毯铺设完成后就可以起到抗土壤侵蚀、抑制扬尘、保水保墒的作用。设定植物群落防护期，时间2个月-1年，植物纤维毯保温保水，可以帮助植物种子快速发芽生长，通过植物起到防护和修复作用。稳定植物群落防护期，时间1年以后，植物生长一年至多年以后，植物纤维毯完全降解为养分进入土壤，灌木生长成熟后起到护坡及生态修复的作用，种植和原生草本植物与灌木形成稳定的生态植物群落，达到长期防护和修复效果。

图4 植物纤维毯铺设

生态护坡植物选用方面，针对不同的气候、地理位置和工程特点，选择不同类型的植物纤维毯，在植物起到防护效果的同时，实现三季有花四季有景，比如山东半岛地区，选用超过20种植物种子配种方案，适应不同边坡条件、不同施工季节的防护工程。总体遵循的原则如下表所示：

植物纤维毯植物选用原则表

适应性强	防护性强	周期性强	结构性强
适应当地气候，易成活，抗旱性强，耐瘠薄、耐粗放管理。	根系发达、茎叶扩展性强、抗土壤侵蚀效果好。	生长周期短:生长快速，快速起到防护和绿化效果。生命周期长:多年生，持续起到防护和绿化作用。	空间结构: 植物根叶层次结构合理，深、潜根系搭配。时间结构:冷、暖季型植物搭配使用，长、短生长周期搭配使用。

边坡养护管理方面， 保证灌溉水量，2-3月内蹲苗，定期补肥、除虫，清除边坡杂草。后期对缺失、损毁部分进行修复，冬季期间可割除枯花，并进行逐年效果跟踪。

图5 逐年效果跟踪图

某高速公路项目应用植物纤维毯防护减碳检测报告显示，植物纤维毯每平米产品一年碳足迹数值为4.61kg CO ₂ e。通过施工材料和工艺创新，采用植物纤维毯护坡替代预制拱形骨架护坡，一年内实现碳足迹减少9.10kgCO ₂ e/m ² ，减量百分比66.37%。检测数据说明，植物纤维毯在低碳减排方面发挥了显著作用。

三、植物纤维毯技术优势

1.植物纤维毯防护技术可明显缩短工期。 该技术在平整坡面（刷坡）结束后，通过简单的坡面清理、施肥、撒种，就可以铺设植物纤维毯。而采用圬工防护，不论是预制还是现浇，施工工序都较为复杂，混凝土质量大，运输效率低，铺设速度也较慢。另外，该技术可在不增加大型机械和额外投入情况下实现全线同时施工，从而大幅缩短工期，具备其他任何防护技术无法比拟的效率优势。

2.植物纤维毯防护技术可大幅降低造价。 拱形防护技术所需的水泥原材料成本较高，现场搬运工作量大，施工复杂，消耗人工成本较高。植物纤维毯所需综合原材料成本低，施工简单，可大幅节约造价成本。

3. 植物纤维毯防护技术 整体防护效果好。 植物冠层、根、茎能够截留降雨、降低径流速度、增加地表粗糙度等，因此植物对控制土壤侵蚀过程往往非常有用。然而植被对土壤侵蚀的有效控制，建立在植被恢复一段时间后，在地表挖掘裸露、播种之后至植被恢复前这段时间，土壤容易发生剧烈侵蚀，植物不能够起到有效的保土效果，纤维毯作为一种辅助性措施则可以在该时段提供及时的防护，减弱土壤营养成分的流失，持续维持坡面稳定。

植物纤维毯的铺设可有效阻挡雨滴击溅、减缓径流，保护裸露种子，同时发挥平稳表土温度变化并保持水分的作用，为种子萌发和植被生长创造适宜的微生态环境，保证植被顺利恢复，比植草防护效果好。

并且，经过一定时间，纤维毯发生降解，可有效增强土壤肥力，从而起到改善土壤的作用。经分解后的纤维毯残体提高了土壤有机质含量，微生物活动增强，使土壤结构得到改善。有研究表明，覆盖植物纤维毯后，土壤的理化性质也向有利于成土作用的方向发展，土壤孔隙度明显增大,饱和渗透率显著提高，促进了成土过程。良好的土壤环境将提高植物成活率和覆盖率，以实现道路早期绿化，保水保土的目的。

综合以上介绍，植物纤维毯技术存在以下优势：

图6 植物纤维毯技术优势

图7 防护效果对比图1

图8 防护效果对比图2

四、植物纤维毯技术应用

该技术考虑项目所在地地域特色，综合采用土质改良及再造技术、群落配伍及建植技术、生态系统重建及循环，开展生态大循环圈层的构建。以本地植物为调色板进行适当配种，模拟自然生态系统的特性和演化模式，恢复、重建受人类活动破坏或干扰的植被生态系统，通过特定的物种搭配，使人工建植能够适应当地的环境和物种结构，恢复当地植物群落的生态环境。

该技术在砂质土、粉砂土、黏质土、壤土、荒漠、盐碱等地质均可以使用。目前山东、内蒙古、河北、新疆、宁夏等地已经应用该技术，已经使用的项目有京沪高速改扩建、京港澳高速、内蒙古准兴高速、董梁高速新宁段（风化砂路堑）、新疆阿乌高速（克拉美丽服务区）等十几个，该防护形式也可以用于南方地区。植物纤维毯在防护高度为3米～7米的填挖方路段，防护效益尤为明显；在一些高填方路段也有较好的应用。济青高速、新宁高速、青兰高速莱泰段、济高高速、济南大东环均有填方高度超过7米的段落，使用植物纤维毯技术防护，前期水土保持效果良好，后期植物生长茂盛、边坡稳定。

图 9 防护效果图

目前，该植物纤维毯技术已录入中国公路学会2022年交通运输行业材料和设(装)备领域成果名录，已申报国家专利32项。根据各地项目反馈情况，植物纤维毯技术均取得了良好的防护效果。在推进公路高质量发展的大环境下，降本增效、节能减排，助力实现“双碳”目标是评价公路建设质量的重要指标，植物纤维毯防护无疑是一项值得推广的创新型技术。

公路

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只看楼主我来说两句 抢板凳

放水发电沙发

这份资料不错，支持与鼓励多上传分享给大家

2024-01-12 08:52:12
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