CN100436723C - 多功能绿化植物毯 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能绿化植物毯，同时公开其生产方法，针对当前我国的绿化现状而通过无数次的试验研究，针对性的解决当前各领域中绿化所存在的缺陷和无奈，而研究成功的可在任何界面上，如土壤、岩面、建筑陡坡、垂直墙体、沙地、水面、空间等界面上应用的无土生态绿化新技术。本发明是由植物种子和供植物生长的有机载体复合而成，它是由种布层和基质垫所组成。其特征是：所述的种布层面层织物为可降解材料1或半降解材料7，底层织物为半降解材料或非降解材料9。在底层织物上播撒种子2，上铺有3-5mm厚保水湿润材料3，再覆盖面层织物后进行针刺或缝扎5复合打孔薄膜4，使其成为一体。针对不同地域不同环境的植物毯配以与其相适应的种子。

Description

多功能绿化植物毯

技术领域：

本发明是一种具有工厂化、系列化、自动化生产的可高质量，高速度地生产的植物毯。

技术背景：

目前城市环境越来越恶化。热岛效应是所有大城市的顽疾。高楼林立，建筑物密集，光秃的屋顶裸露的墙体，加剧了热量吸收；车流滚滚，尾气汹涌，加剧了高温产生；空调增加，将热气排到室外，又为热浪添威。城市道路也是一大火炉，人行道绿地消失，隔离带毫无绿意。

目前水环境越来越恶化。我国水环境正处于严重危机之中。绝大多数河流湖泊都遭到不同程度的污染。水质量严重恶化，物种消失，生态环境急剧恶化。如长江水系就正陷入深度危机之中，若不及时拯救，十年之内长江水系生态将濒临崩溃。

我国水土环境亟待治理。水土流失尚未得到有效控制。边治理边破坏现象依然存在。全国还有200多万平方公里的水土流失区。

目前工程环境也有恶化趋势。我国已建和新建大量各类工程无不存在对生态环境的无序破坏，其中大量的护坡工程就是如此，各类在建、维修项目的年护坡量约达3亿平米左右。还有相当数量的已建护坡工程正在遭到破坏。长期以来护坡设计的指导思想是“以刚克柔，以刚克刚”。即以坚硬的块石或混凝土来制约流水的冲刷、波浪的打击和冻胀破坏，追求的是大而厚。规模浩大的护坡工程无疑加重了环境和能源的重负。如混凝土或块石护坡被称为“白色污染”。采石、采沙、烧制水泥，大量建筑材料运输对环境产生的破坏和污染是严重的。采用无污染的生态材料是工程建设应急需解决的问题。

特别是草原环境不断的无序开垦，超载畜牧，已将草原破坏到极限。从上世纪初到现在，我国北方草原已向北退缩约200公里，向西退缩约100公里。全国25公顷以上的成片草地仅剩3.3亿公顷，比上世纪80年代减少2623万公顷，每年平均减少150万公顷。现存草原90％出现不同程度的退化、沙化。河断流，湖干涸，湿地萎缩，绿洲消失，有的地方甚至丧失了人类居住条件。我国已荒漠的土地达262万平方公里。上世纪70年代年沙化面积以1560平方公里的速度扩展，到90年代末期已达年3436平方公里。近年来因荒漠化造成的直接经济损失每年达540亿元，间接损失则是直接损失的2~8倍。

植草绿化技术现状是：目前城市地面绿化均为土质草皮。土质草皮取走的是大量的天然腐殖土层，无疑是对生态环境的又一次破坏。仅长三角地区年绿化量达5000多万平米，而全国年绿化量更为可观。而城市立体绿化则极为少见。如屋顶绿化，墙体绿化。到2004年北京搞了4万多平米屋顶绿化，仅为可绿化面积的万分之六；2005年上海将对屋顶绿化立法，上海有屋顶面积2亿平米；广州也推动屋顶绿化工程。到目前为止城市绿化尚无经济、环保、适用的方法。

水面绿化主要为湖泊水面绿化。我国有大小各种湖泊24800多个，其中相当一部分湖泊受到了不同程度的污染。如何从富营养化的水面取得较高的经济效益，而又能降低水的污染程度，美化水环境，这是一项利国利民的工程。水土流失治理应在利用传统方法的同时，创造新的廉价的保土防冲技术措施。

护坡防护绿化方面，目前的工程护坡如水利、公路、铁路等的高陡边坡，尚无全景式绿色护坡。为防冲刷均需采取一些高代价的工程措施。如铺砼中空块，或浇注砼框格，使造价大幅上升。从一些工程现场观察，植物成活率较低，仍存在冲刷问题。三维网可用于较低的边坡，且造价亦较高。在高陡边坡上其强度和防冲固土作用都很差。

草原植被也亟待恢复，遏制沙化是恢复草原植被的关键。而覆盖住裸露的沙地又是恢复植被的核心技术。到目前尚无好的措施能将沙地覆盖。荒漠化治理应采取综合措施，如造林与植草相结合，但仍需解决固沙问题。陡峻、垂直或负坡岩面绿化，目前尚无有效可行的绿化方案，一些城市裸露的岩体常喷以绿色油漆予以修饰。

发明内容：

本发明目的是公开一种多功能绿化植物毯，同时公开其生产方法。针对当前我国的绿化现状而通过无数次的试验研究，针对性的解决当前各领域中绿化所存在的缺陷和无奈，而研究成功的可在任何界面上，如土壤、岩面、建筑陡坡、垂直墙体、沙地、水面、空间等界面上应用的无土生态绿化新技术。

本发明是由植物种子和供植物生长的有机载体复合而成，它是由种布层和基质垫所组成。其特征是：所述的种布层面层织物为可降解材料1或半降解材料7，底层织物为半降解材料或非降解材料9。在底层织物上播撒种子2，上铺有3-5mm厚保水湿润材料3，再覆盖面层织物后进行针刺或缝扎5复合打孔薄膜4，使其成为一体。针对不同地域不同环境的植物毯配以与其相适应的种子。

所述的基质垫(1)，底层为非降解织物，其上为加筋正六面体栅窝8，窝内填塞基质，压实后再在其上铺可降解织物针刺和/或缝扎成型。厚度2cm~4cm。

对于屋顶、路边绿化结构，所述的基质垫底层为不透水膜10与非降解织物9复合，无加筋。在其上均匀铺基质6并压实，面层铺可降解织物，针刺或缝扎成型。厚度2cm~4cm。

基质垫与基质垫可搭配多层组合。

所述的可降解织物：为废旧布、棉、或制衣厂布、棉下脚料经开花、梳理、针刺或经浸浆、滚压、烘干制成。

所述的半降解织物：为各种再生化纤纤维与棉、布等纤维按一定比例混合、梳理、针刺或化纤纤维网与棉、布纤维经浸浆、滚压、烘干制成。

所述的非降解织物：由化纤纤维经针刺制成。

所述的保水湿润材料：为锯末、秸杆末、稻壳等。

所述的基质材料：为锯末、秸杆末、稻壳、泥炭等混合一定比例的经消毒的有机肥、杀虫剂、保水材料等。

所述的保水材料：软泡沫颗粒、膨润土或各种合成高分子吸水树脂，及由其制成的各种保水剂，种衣剂等。

所述的不透水膜：为聚乙烯或聚氯乙烯膜。

所述的栅窝材料：为玻璃纤维格栅或网布。

所述的打孔薄膜：在不透水膜上，按防蒸发要求及利于植物植根系穿越要求进行打孔薄膜。

本发明多功能绿化植物毯生产工艺，包括种布层生产和基质垫生产，种布层生产工艺为：织物滚筒11将底层织物送至传送带12上，并匀速前行.播种机13自动将植物种子撤播于底层织物上；基质撤料机14将配好的干燥保水湿润材料均匀覆盖于植物种子上，经刮板19刮平，滚压16压密，其厚度4毫米，随后面层植物滚筒17将面层织物铺于保水湿润材料之上，经缝轧机或针刺机18缝轧成针刺成型，缝边机19将边缘封闭，并按所需长度切断20打卷21，工艺完成。

基质垫生产工艺为：基质垫的工艺过程与种布层工艺基本相同，只是将播种机13改为栅窝滚筒22，加入栅窝装置。基质料为配好的干料，压密厚度20--40毫米，产品不打卷，片长随机。

附图说明

图1为植物毯种布层结构图；

图2为植物毯基质垫1结构图；

图3为植物毯基质垫2结构图；

图4为栅窝结构图；

图5为沙漠、草原、水土保持植物毯应用组合图；

图6为公路、铁路低边坡植物毯应用组合图；

图7为公路、铁路高边坡植物毯应用组合图；

图8为垂直悬挂、岩面、水面、空间植物毯应用组合图；

图9为屋顶、路边植物毯应用组合图；

图10为水利护坡反滤型植物毯与稳定土袋应用组合图；

图11为水利护坡反滤型植物毯与防渗稳定土袋应用组合图；

图12为植物毯种布层生产工艺流程图。

图13为植物毯基质垫生产工艺流程图；

图14可供选择的栅窝面积表1；

图15用于混凝土护坡的栅窝尺寸表2。

具体实施方式：

本发明可应用于不同强度要求的各种界面上的绿化。具有工厂化、系列化、自动化生产的各种要素。可高质量，高速度地生产出所需的各种绿化标准的植物毯。其应用程序是：(1)产品——现场(组合)铺放——浇水——发芽成坪(出苗率100％)；(2)植物毯草坪(成坪时间30~40天)——现场(组合)铺放——养护。

本发明可用于一切常规领域绿化和各种非常规领域绿化。

实施例1，见图1所示

种布层面层织物为可降解或半降解材料，底层织物为半降解或非降解材料。在底层织物上播撒种子，上铺5mm厚保水湿润材料，再覆盖面层织物后进行针刺或缝扎，应用于不同地域不同环境的植物毯应配以与其相适应的种子。种布层单幅宽度2m~4m，拼幅宽可达10m以上，长度一般在30m~50m。基质垫用于岩面、工程护坡、垂直悬挂、水面、空间等绿化，结构组合见图8。基质垫底层为非降解织物，其上为加筋正六面体栅窝，窝内填塞基质，压实后再在其上铺可降解织物针刺或缝扎成型。厚度2cm~4cm，单幅宽度2m~4m，长度10m~20m。

实施例2

基质垫用于屋顶、路边绿化，结构组合见图9。底层不透水膜10与非降解织物9复合，无加筋。在其上均匀铺基质6并压实，面层铺可降解织物，针刺或缝扎成型。厚度2cm~4cm，幅宽2m~4m，长度5m~10m。

种布层和基质垫可在工厂组合，也可到现场组合。根据绿化工程需要，基质垫与基质垫可搭配多层组合。

用于水利工程护坡结构组合见图10、图11所示。应根据冲击流速和风浪高度与稳定土袋结合在一起，起到稳定、防冲、反滤、防渗之作用。

用于公路、铁路路堤绿化结构组合见图6、图7所示

栅窝结构详见图4所示

植物毯特性

(一)技术特性

1各种植物毯特性

(1)沙漠植物毯厚1cm，可降解，可全面复盖沙地，快速形成人工表土层；(2)水保植物毯厚1cm，可满足各种冲刷流速要求，部分可降解；(3)反滤护坡植物毯厚8.5cm，抗冲流速＞15m/s，强度≥4t/m，变形≤4％，稳定土袋厚20cm主要材料非降解；(4)防渗护坡植物毯厚8.5cm，抗冲流速＞15m/s，强度≥4t/m，变形＜4％渗透系数≤10^-10cm/s，稳定土袋厚30cm左右，主要材料非降解；(5)悬挂植物毯厚4.5cm，长度达50m，水分分布均匀；(6)屋顶、路边可移动植物毯厚4.5cm，防渗漏；(7)水面植物毯厚4.5cm，可形成花草相间的各种造型，还可进行水面经济作物栽培；(8)工艺型植物毯厚2cm图案美观，生机昂然。

植物毯共性

(1)保湿节水性。能显著降低土壤水分蒸发。试验证明较普通草坪可节水一半以上。

(2)较好的保温性。夜间连续负温不超过-7℃时，茎叶枯黄率在5％左右；夜间连续负温不超过-10℃时，茎叶枯黄率在30-40％左右；夜间连续负温超过-15℃时茎叶枯黄率加快，但草心叶片仍为嫩绿色。而普通草坪在夜间连续负温不超过-7℃时便全部枯黄。

(3)适应性。可在大于45度的高长边坡上绿化，直至垂直绿化。可在各种界面上绿化。

(4)速生性。在平均气温≥20℃时，用于移植的植物毯草坪，从铺毯到移植时间为30-40天。使人工育草坪时间缩短，产量大增。

(5)其它如面积大，重量轻，移植的各个环节卫生无损耗等。

(二)工程特性

工程护坡植物毯以倡导全新的绿色环保护坡新理念为主导思想，利用物体间相互作用的内在规律，主张“以柔克柔，以柔克刚”的设计原则。即以柔韧之植物毯克流动之水，克强力之波浪，克巨大刚性冻胀力。以满足防冲消能、过滤排水、保土防渗、牢固耐久、整体稳定、抗冻融、抗冰凌等方面的要求。实验证明在射流流速15m/s的冲击下，植物毯结构不发生变化，无冲击物，毯下材料(模拟土壤)无扰动。这样的冲击速度相当于6m浪高的打击波速。证明植物毯可在6m以上波浪打击下，结构无变形，毯下土体无破坏。其优点是：

1、高强度低变形。护坡工程强度可达4T/m以上，变形小于4％。

2、利用植物毯可实现水下水上护坡一体化，水下为水生植物，水上为旱生植物。水深较深的水下部分，护坡可为砼板结构(见“绿化及工程护坡用栅窝装置”)。

3、防冲性。植物毯柔韧兼备，且多层次高强度，是一个能够充分吸收能量的完全的弹性体，因此具有良好的防冲、消能作用。

4、过滤功能。植物毯是一个极好的多级配的过滤垫，其所具有的多层次的过滤、减压功能，构成双向水流理想的过滤体系。

5、排水功能。植物毯是一个贴坡式排水体。沿坡面方向和水平方向都具有良好的排水功能，能快速消散波浪所产生的正负压力，以利于边坡的稳定安全。

6、保土性。由于植物毯是多级配的过滤体，并将坡面整体封闭，成为坡面土壤的保护层，可防止坡面土壤被暴雨、流水或波浪冲蚀。

7、整体稳定性。植物毯可在坡面上拼接成同坡面一样大的整体，由于具备双向良好的透水性，在波浪作用下毯上压力和毯下负压被快速消散，特别是负压的快速消散使上托力减为极小或零，与植物毯连为一体的稳定土袋更增加了毯的安全稳定性，因此用植物毯做护坡具有良好的整体稳定性。

8、牢固性。植物毯上下埋于提肩和坡脚内，整个坡面被包裹起来。植物根系又将毯体与坡面土壤盘结成整体，在波浪打击下植物毯既牢固控制着植物根系和植株，又保护土壤颗粒不被冲走，因此具有护坡的牢固性。

9、防冻性。植物毯及植物茎体是坡面良好的保温材料，可降低坡面土壤的冻结深度和冻胀量，能够防止冻融引起的坡面脱落和坍塌。

10、抗冰凌。植物毯的柔韧性和植物茎体的隔离作用，具有耐冰凌撞击和摩擦的能力。

应用范围

1.屋顶绿化无需改变屋顶现有结构，重量轻、防渗漏，减少辐射热。路边绿化可直接铺路边，无需改变或增加路边结构，还可根据需要任意移动。裸露墙体垂直悬挂绿化强度高、节水、均匀，具有吸收烟雾、降尘、减噪之功能。也是高架桥、隔离带音障的良好材料。地面绿化具有面积大，成坪快，根系完整之特点。

2.水面治污绿化，改善水质，清洁环境，可创造较高经济效益。

3.治理水土流失，草原植被恢复，荒漠化治理方面，可快速覆盖地表，迅速起到防冲、隔离、遏制沙尘暴之功能。

4.在水利工程护坡方面具有可取代块石或砼护坡之特点，其耐久性并不低。在公路、铁路及其它建筑物的高陡边坡上，有取代砼中空块或砼框格之优势。

5.绿化正坡或负坡岩面是任何方法无法比拟的。

6.可为特殊建筑物，仓储装置提供隐蔽性覆盖。

7.不占据空间的室内绿化，装饰性绿化。

8.可为运动场地提供面积大、排水性能好、强度高、抗践踏、造价低的优质植物毯。

七、植物毯生产工艺流程见图12和图13。

八、绿化及工程护坡用栅窝装置

绿化及工程护坡用栅窝装置系由特种网栅材料与无纺布复合加工成具有底栅的连续紧密排列的三维六面体栅窝结构。

(一)栅窝装置特性

栅窝装置特性有：具空间结构特征，栅窝为等边六面体，具有很好的受力特征。整体强度很大、抗拉强度可达4t/m以上；应力分布均匀，变形小，断裂时变形小于4％。栅窝装置具有加筋、隔离、固着窝内材料之特性。将底栅复合无纺布更具有过滤功能，特别能抵抗高强度水流的冲刷。具有大面积的整体稳定性和抵抗外力的能力，很难造成局部破坏，更难危及整体的安全。具有很好的耐久性，护坡绿化可用30年以上。耐低温可达-100℃而正常工作，且更耐高温。

(二)栅窝装置用途

1为植物毯的增强结构

植物毯用于岩石边坡，包括垂直岩面的绿化；陡峻的土坡(45°-90°)绿化；无土悬挂式绿化；无土水面绿化及经济作物栽培；高原生态恢复；工艺性绿化；取代块石或混凝土板的绿色护坡等，均需有栅窝装置。含有栅窝装置的植物毯，用于岩石边坡绿化，可较常规的混凝土框格结构节省投资50％以上。较陡峻土坡的连拱式结构，或空心混凝土六面体结构节省投资40％以上，且无须专设坡面排水沟。亦无冲刷掏空水土流失之虑。目前国内外尚无经济的方法完成60°~90°岩面或土崖的绿化，更无无土悬挂式绿化。栅窝装置是解决上述难度较大绿化的重要途径。

栅窝面积的大小依绿化坡度的不同而异。坡度越陡栅窝面积越小。可供选择的栅窝面积如图14表所示。

2工程护坡

栅窝装置用于工程护坡，可将水下混凝土板护坡与水上植物毯护坡更为有效地结合在一起。简化工程设计，施工程序。使水下部分和水上部分成为有机的整体，更利于工程的稳定和安全。

下半部栅窝填沙，上半部栅窝浇注在混凝土板内，可使混凝土护坡板的厚度大为降低，较常规设计厚度可降低一半左右。栅窝装置与水泥有较好的相容性，作为加筋，增加了混凝土板的弹性强度。受栅窝装置的控制，在外力作用下混凝土板不因厚度变薄，分块尺寸变小而失稳。

栅窝装置的引入，使整个护坡横向、纵向成为一体，无须再设伸缩缝，大大提高了护坡的整体稳定性和抵抗外力的能力。栅窝装置为柔性体，与较小分块尺寸的混凝土板相结合，使整个护坡刚柔并存，不因地基变形而失稳或破坏。尤其适宜于冻胀土地区的护坡。

栅窝装置的引入，使水下混凝土护坡与水上植物毯护坡连为一体，增加了护坡的整体安全性。特别是植物难以生长的岩石边坡的绿化可获得根本性解决。栅窝装置的引入，使护坡工程总体造价降低50％以上。用于混凝土护坡的栅窝尺寸如图15表2所示。

本发明多功能绿化植物毯生产工艺，包括种布层生产和基质垫生产，缝轧机或针刺机是控制整个工艺的关键。其速度按相应的日产量规模来调整确定。缝轧速度每分钟2--4m，针刺速度每分钟3--6m。缝轧纵横宽3厘米，针刺点距1.5----2.0cm。缝轧幅宽2米，针刺幅宽可达4米以上。整个工艺过程在常温、常湿、通风状态下进行。

Claims (5)

1、一种多功能绿化植物毯，其结构是由种布层和基质垫两个分体式的独立个体组合而成，其特征是：所述的种布层面层织物为可降解织物(1)或半降解织物(7)，底层织物为半降解织物或非降解织物(9)；在底层织物上播撒种子(2)，上铺3-5mm厚保水湿润材料(3)，再覆盖面层织物后以缝扎工艺进行种布层的整体复合，再复合、打孔膜使其成为独立的个体之一；所述的基质垫底层为非降解织物，其上为加筋正六面体栅窝(8)，窝内填塞基质材料为锯末、秸杆末、稻壳、泥炭，混合一定比例的经消毒的有机肥、杀虫剂、保水材料(6)，压实后再在其上铺可降解织物，以缝扎工艺进行整体复合，使其成为独立个体之二，厚度2.0-4.0cm；种布层与基质垫在工厂或现场组合。

2、根据权利要求1所述的一种多功能绿化植物毯，其特征是：基质垫搭配多层组合，基质垫底层为不透水膜(10)与非降解织物(9)复合。

3、根据权利要求1所述的一种多功能绿化植物毯，其特征是：所述的可降解织物为废旧布、棉、或制衣厂布、棉下脚料经开花，梳理，针刺或经浸浆，滚压，烘干制成；所述的半降解织物为各种再生化纤纤维与棉、布等纤维按一定比例混合，梳理，针刺或化纤纤维网与棉、布纤维经浸浆，滚压，烘干制成；非降解织物为化纤纤维针刺无纺布。

4、根据权利要求1所述的一种多功能绿化植物毯，其特征是：所述的正六面体栅窝为由底栅、复合无纺布的壁栅制成的整体空间结构，栅窝材料为玻璃纤维格栅。

5、根据权利要求1所述的一种多功能绿化植物毯，其特征是：所述的保水湿润材料为细锯末、秸秆末、稻谷壳；所述的基质材料为锯末、秸杆末、稻壳、泥炭混合一定比例的经消毒的有机肥、杀虫剂、保水材料；所述的保水材料为软泡沫颗粒、膨润土。

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