施工论文：路基边坡植物纤维毯防护施工技术研究

　　施工论文：路基边坡植物纤维毯防护施工技术研究

　　1 引言

　　植物纤维毯施工作为一种便捷、防护效果良好的方法，受到了广泛的认可。本文将从施工过程中的草种配合、材料选取、季节影响、路基高度等不同条件下的植物纤维毯成品效果进行数据分析，同时对施工过程中的经验进行整理，形成一套完整的施工工艺流程，确保植物纤维毯施工过程的质量控制，为后续工程建设应用提供经验支持论文发表。

　　2 项目介绍

　　建设项目位于河南，属于黄河冲击平原地区，路线全长11.25公里，属于河流泛滥平原及故河道，路区位居中纬，地处内陆之中，具有明显的大陆性季风气候的特点，年平均气温14.5℃，最高气温40.8℃，最低气温-10.5℃，年平均降雨量为611--1828mm，每年降雨量分部不均匀，汛期多在7--9月（达到年降雨量的50%--60%），而11月到翌年3月的降雨量，仅占年降雨量的15%--20%，降雨具有不稳定性和不均匀性，冬春季多受西伯利亚冷高气压控制，多西北风，夏秋季多由太平洋副热带高压控制，多东南风，风速平均每秒2.7--3.4m，最大每秒40m以上，全年无霜期为215天左右，冬季有霜冻，最大冻土深度0.3m。本工程经过淮河流域，河流补充主要来自地表径流，区域程明显季风气候，地表流水与大气降水总体一致，夏季为汛期雨水量丰富，春秋季次之，冬季雨水较少。设计路基高度在1—6米范围，路基放坡采取1:1.5，路基边坡采用植物纤维毯进行防护。

　　3 实验对比条件选取

　　①材料选取：麦草杆混合草毯、纯稻草毯、椰丝纤维毯三种植物纤维毯材料，对照采用无纺布。

　　表1 材料选取

　　②植物配比模式：设计四种植物组合，均为草灌混播，通过调节冷、暖季型草种比例和总播种量，结合播种时间、路基高度，研究其相互间的关系和作用效果。

　　表2植物配比形式

　　③路基填筑高度：根据现状及施工图设计文件，设计选取两种填筑高度的路基，包括填高5m以上粉质砂土路基和填高5m以下粉质砂土路基。

　　④施工工艺：设计两种施工工艺，包括播种后覆盖纤维毯、覆盖纤维毯后播种并覆薄土（1cm左右）。

　　表3 施工工艺与植物组合

　　⑤气候类型：考虑到不同季节施工的问题，本次设计设置春季、夏季、秋季三种季节，包含大风、干旱和汛期三种典型情形。

　　表4 植物、季节及路基高度组合

　　3.1 研究结果分析

　　3.1.1 植物初期发芽状况

　　通过前期观测建植小区的出苗密度来看，几种植物纤维毯与无纺布对照在当年6月19日与6月28日两期密度增加，植物纤维毯的出苗密度均较无纺布好。

　　图1 植物纤维毯出苗情况

　　3.1.2 植被建植后期生长与存活状况

　　结合同期小区植株总密度的观测，可以看出，三种植物纤维毯覆盖下后期植株总密度相对差异不大，也较稳定，前期出苗整齐性好于无纺布。

　　图2 几种植物纤维毯植被密度

　　3.1.3 植物纤维毯对土壤水分影响

　　实施后，通过对土壤水分、温度的持续观测，掌握了不同植物纤维毯材料覆盖下的土壤水分特征。从多个时期的土壤水分表现来看，几种植物纤维毯覆盖下土壤水分大体上表现出优于无纺布覆盖的传统模式。

　　图3 四种覆盖材料土壤水分变化

　　3.1.4 植物纤维毯对土壤温度影响

　　进一步分析不同时期土壤温度特征，可以看出，在常温模式下，几种覆盖类型下土壤温度变化差异不能反映出明显规律；但炎热与冷空气到来之时，普通无纺布覆盖下土壤变幅高于植物纤维毯覆盖下，显示出植物纤维毯具有一定的夏季降温冬季保温作用。

　　图4 四种覆盖材料下的土温变化

　　3.1.5 植物纤维毯对土壤温度影响

　　四种植物组合在播种量相同、播种位置类似的情况下春播、秋播出苗密度存在差异，冷季型草种比例较高的组合秋播时出芽密度高，总体表现较好，暖季型草种比例较高的组合春播时表现较好。

　　图5 四种覆盖材料下土温变化

　　3.1.6 植物组合模式与路基高度关系

　　草本植物与灌木间在建植初期的互补作用以及路基填高对其的影响则主要通过禾豆比变化率、植株的密度变化以及植株覆盖率来体现。试验中的禾豆比主要的是草本植物和豆科灌木的出苗情况的比较。结合其变化值，能够在一定程度上反应初期植物群落间的相互作用。

　　图6 四种覆盖材料下土温变化

　　从试验结果来看，路基填高对发芽期草灌影响较大，高边坡处植物易受冲刷等影响。

　　从时间角度看，对比不同路基高度的同种植物组合模式下植被覆盖率，观测到随着时间的推移高路基边坡的灌木数量呈现减少趋势，草本覆盖区甚至出现斑秃，低路基边坡灌木表现则更加浓密茂盛。

　　进一步分析其原因，由于粉质砂土边坡的沉降、雨水冲刷等原因使得高边坡种子发生流失，密度降低，且一部分种子沉降至低边坡，加上低边坡相对蓄水保肥能力较强，所以出现了一定程度的分层现象。

　　图7 禾豆比

　　3.1.7 施工工艺对覆盖率影响

　　实验采用两种植物配比，分别在夏、秋、春三个季节播种，同时选取先播种后覆盖植物纤维毯与先盖植物纤维毯后播种两种工艺，通过观测其草坪覆盖率和景观效果进行比较分析。

　　图8 草坪覆盖率随时间的变化情况

　　图9 同一时间的草坪覆盖率的对比情况

　　从试验结果来看，先播种后覆盖植物纤维毯的草坪覆盖率和景观效果略优于先盖植物纤维毯后播种。

　　3.2 研究结果分析

　　①先播种后覆盖植物纤维毯和先盖植物纤维毯后播种在后续草坪发芽率及存活率上前者更优。

　　②几种植物纤维毯覆盖下土壤水分大体上表现出优于无纺布覆盖的传统模式，但在个别时段二者的差距会缩小，土壤水分差距的缩小可能与当期降雨量偏小，所降雨量为植物纤维毯截留有关，因此建议在降雨稀少时还需对植物纤维毯建成群落浇水养护，以更好地发挥其保水性能。

　　③在常温模式下，几种覆盖类型下土壤温度变化差异不明显；但炎热与冷空气到来之时，普通无纺布覆盖下土壤变幅高于植物纤维毯覆盖下，显示出植物纤维毯具有一定程度的夏季降温冬季保温作用。

　　④考虑其在最佳模式下的经济性能，得出椰棕麦草秆混合草毯最适用于粉质砂土路基边坡。

　　⑤植物纤维毯前期出苗整齐性好，群落密度稳定性高，优于无纺布覆盖，但在植被建植初期有阻碍豆科出苗，建议在草本播种的基础上结合灌木扦插的施工工艺。

　　⑥春季播种量与出芽率呈现明显的关联现象，秋季则相对没有春季明显，因此春季播种时可根据品种及出芽率适量减少播种量。

　　⑦秋播植物组合以冷季型草种为主，春播植物组合适当增加暖季型草种比例，能够有利于早期施工效果的展现。

　　⑧对于5m以上填高边坡调高高羊茅比例即增加深根性植物的比例，同时由于灌木相对生长较慢，可增加灌木种子比例或直接采用扦插等种植方式，以利于建植初期尽快成景。5m以下填高边坡调高灌木比例或采用扦插，提高观赏效果增加固土能力。

　　4 施工过程控制

　　4.1 边坡刷坡、平整坡面

　　①根据设计要求进行刷坡，其平整度及压实度需符合设计要求。

　　②清除边坡上不利于草籽生长的杂质，主要包括杂草、根茎、生活垃圾。

　　③对于部分坡面不平整的地方，人工使用铁耙精平，有利于草籽和肥料均匀的贴合草毯之上，保证成品质量。

　　图10 边坡修整

　　4.2 土壤改良、施肥

　　有机肥可以改善土壤有机结构、培肥地力，增加有机质，能够有效提升土壤理化状况和生物特性，为草籽生长提供了良好的环境条件。

　　方肥料亦可作为灌木生长催化剂，通过改良配比，可以适当抑制草本生长过快，达到草本、灌木成最优比例生长。

　　4.3 坡面湿润

　　①喷头设置成雾状，斜向上喷洒，使土壤15cm范围内的土壤达到最优含水量，不可直接大量水浇坡面，容易造成坡面含水量不均匀和局部坡面坍塌。

　　②由于播种前坡面要保证潮湿蓬松状态，坡面适合在播种前1-2天进行喷洒水分，如遇晴朗多风天气可提前进行，防止坡面水分存量不足。

　　③进行洇坡可增加边坡表面摩擦力，草种附着更加均匀稳定，土壤潮湿更利于草种发芽生长。

　　4.4 铺设植物纤维毯

　　①纤维毯从上往下铺设，先将顶部纤维毯埋入土中固定20cm，使用一排竹钉或木楔固定入土，插入深度要求40-60cm，再插入一排进行再固定，顶部横向间距为80cm。

　　②使纤维毯从顶部向下均匀摊铺，要求表面紧贴坡面，纤维毯横向搭接长度为10cm。纤维毯中部进行固定，间距要求为1m，两边搭接处固定间距为0.2m，坡底需铺设至护坡道上，均以竹钉或木楔固定入土。

　　③将底部纤维毯埋入土中20cm，表层填土固定。整体保证纤维毯紧贴坡面，线形顺直无起伏，严禁出现悬空以及搭接长度不足现象出现。

　　图11 铺设植物纤维毯

　　4.5 草种人工撒播、混合液力喷播相结合

　　4.5.1 喷播前准备

　　①坡面浇水：为种子提供一个合适的生长环境，提高发芽率。

　　②草种混合液配比：根据试验数据将草种、保水剂、植物生长调节剂、防虫剂、有机土按比例调配。

　　4.5.2 人工喷播

　　将草种均匀撒播在边坡表面上，随后铺设纤维毯进行固定。

　　4.5.3 液力喷播

　　对于路基高度5米以上的边坡，采用液力喷播。将混合液倒入液压喷射机，随后均匀喷射至草毯纤维层中。

　　①将原料按比例倒入喷播器中，打开搅拌器将其搅拌均匀。

　　②喷播时控制好时间、间距和方向，使草籽喷洒均匀。

　　③由于高处喷播后会沿坡面下流，导致上少下多喷洒不均，因此采取少量多次的喷播方式，进行人为补充，保证坡面草种喷洒均匀。

　　4.6 养护管理

　　①编制养护组织措施，确定人员组成、工具选择和养护方法。

　　②采用洒水方式进行养护，在无纺布固定后即可进行适量洒水。前期养护采取少量多次，浇水时应减少水流量，防止水流冲刷坡以及草种，导致出现拉钩和后期生长不均现象。

　　③养护时间及次数：前期养护保证时间控制在30天左右，当种子发芽后，15天湿润深度控制在边坡2cm左右，幼苗期根据植物的生长状态适当加大至5cm以上。前期宜每3天洒水养护1次，早晨于每天10点前完成，下午于每天16点后开始，要始终保持土壤湿润，给草种合适的生长环境，促进发芽率。

　　④洒频率需根据现场天气情况进行选择，当阳光强烈时应避免喷洒养护，防止草苗出现生理缺水和虫害现象。

　　根据现场温度及天气状况选择洒水频率，避免在强烈阳光下进行喷水养护，以免造成生理性缺水和诱发病虫害。

　　在夏季高温干旱期间应适当增加洒水次数，防止幼苗出现高温缺水枯死现象；雨季及阴天可适量减少洒水次数。

　　图12 薄膜覆盖养护

　　图13 播种20天后的坡面

　　图14 播种60天后的坡面

　　图15 播种90天后的坡面

　　5 结论

　　通过对比实验数据的总结以及不同工序阶段下的施工控制要点控制，整体路基边坡的防护效果极好。随着施工理念的创新，方法的科学合理，有效的提升植物纤维毯施工质量的过程和结果控制。为后续路基植物纤维毯边坡防护施工提供了良好的经验依据。

　　参考文献：

　　（1）颜春水.植物纤维毯生态防护技术的工程应用.河北省高速公路衡大管理处.2017

　　（2）靳红翠.植物纤维毯在粉砂性土路基公路边坡防护中的应用.河北省高速公路衡大筹建处.2010

　　（3）李宏钧.植物纤维毯对道路边坡生