CN106906832B - 双层混凝土生态护坡及其铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态护坡领域，本发明提供了一种双层混凝土生态护坡，其包括由第一材料制成的第一混凝土层以及由第二材料制成的第二混凝土层，第二混凝土层浇筑至第一混凝土层的表面，其中，第一材料的组分包括粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm的第一骨料；第二材料的组分包括粒径为5～13mm，平均孔径为0.001～0.01mm的第二骨料。其有利于植物生长，不容易发生水土流失和护坡坍塌的情况。此外，本发明还提供了一种双层混凝土生态护坡的铺设方法，其包括：按照上述组分配制第一材料和第二材料，向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，在第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层。

Description

双层混凝土生态护坡及其铺设方法

技术领域

本发明涉及于生态护坡领域，具体而言，涉及一种双层混凝土生态护坡及其铺设方法。

背景技术

21世纪初，高速公路、水域护坡多采用一些干砌，浆砌，现浇混凝土等过硬的方法，我们固然清楚其护坡的防冲刷及稳定性的可靠，但造成水质污染严重，动植物生态环境日益恶劣，整体风貌不佳。现如今，对水质净化，生态环境的日益重视已达成共识，产生了各种别出心裁的生态护坡设计，例如植株残体基生态护坡，网状玻璃纤维土工格栅铺建鱼池护坡，植被混凝土绿化技术。但现有的生态护坡不利于植物生长，此外，其结构强度不足，容易发生水土流失和护坡坍塌的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层混凝土生态护坡，其有利于植物生长且有效增强水质，同时其强度高，不容易发生水土流失和护坡坍塌的情况。

本发明的另一目的在于提供上述双层混凝土生态护坡的铺设方法。

本发明的实施例是这样实现的：

一种双层混凝土生态护坡，其包括由第一材料制成的第一混凝土层以及由第二材料制成的第二混凝土层，第二混凝土层浇筑至第一混凝土层的表面，

其中，第一材料的组分包括第一骨料、第一粘接料和第一水溶液，第一骨料的粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm；第二材料的组分包括第二骨料、第二粘接料和第二水溶液，第二骨料的粒径为5～13mm，平均孔径为0.001～0.01mm。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述第一材料按重量份数计包括第一骨料800～1000份、第一粘接料100～150份和第一水溶液44～66份。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述第二材料按重量份数计包括第二骨料800～1000份、第二粘接料100～120份和第二水溶液24～45份。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述双层混凝土生态护坡还包括营养基材，营养基材灌注于第一混凝土层的空隙内。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述营养基材是由营养组分混合而成，营养组分按重量份数计包括秸秆50～70份、石膏5～8份、过磷酸钙5～8份和磷酸二氢钾5～8份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体10～20份以及聚丙烯酰胺30～40份。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述第一混凝土层内设有第一丝网层，第一丝网层位于第一混凝土层的高度的1/2～2/3处；第二混凝土内设有第二丝网层，第二丝网层位于第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。

一种双层混凝土生态护坡的铺设方法，其包括：

配制第一材料和第二材料，向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，待第一混凝土层干后，在第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层；

其中，第一材料包括第一骨料、第一粘接料和第一水溶液，第一骨料的粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm，第二材料包括第二骨料、第二粘接料和第二水溶液，第二骨料的粒径为5～13mm，平均孔径为0.001mm～0.01mm。

进一步地，本发明的优选实施例中，在向上述基坑内浇筑第一材料之前，还包括将第一丝网层固定至基坑内，第一丝网层的安装位置位于预浇第一混凝土层的高度的1/2～2/3处。

进一步地，本发明的优选实施例中，在上述第一混凝土层的表面浇筑第二材料之前，还包括向第一混凝土层的空隙内灌注营养基材。

进一步地，本发明的优选实施例中，在向上述第一混凝土的空隙内灌注营养基材之后，在第一混凝土层的表面浇筑第二材料之前，还包括将第二丝网层固定，第二丝网层的安装位置位于预浇第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例通过利用孔隙不同的材料制成双层混凝土生态护坡，孔隙状态对植物生长有着非常重要的影响，孔径的平均大小和孔隙率决定了孔隙状态。孔径大，孔隙率高，为提供植物生长足够空间，但对混凝土的腐蚀加大。孔径小，抗渗性高，反滤效果明显，植物生长空间不足，营养性基材储存量不足。所以本实施例中利用双层混凝土，保证孔隙率高，大小孔径相互结合，并且将孔径大的第一混凝土层铺设于孔径小的第二混凝土层的下方，从而实现底部孔径大，顶部孔径小的结构，底部孔径大，有利于容纳更多的营养物质，为植物的萌发和生长提供充分的养分，有利于植物的根系生长，同时顶部孔径小，不影响植物的茎叶的生长，同时能够净化水质，加强双层混凝土生态护坡的结构强度，避免出现水土流失和护坡坍塌的情况。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的双层混凝土生态护坡及其铺设方法进行具体说明。

本发明实施例提供了一种双层混凝土生态护坡，其包括第一混凝土层和第二混凝土层，第一混凝土层与第二混凝土层连接且位于第二混凝土层的下方。

其中，第一混凝土层是由第一材料制成的，第一材料的组分包括第一骨料、第一粘接料以及第一水溶液。第一骨料的粒径为20～40mm，第一骨料的平均孔径为4～6mm。

按重量份数计，第一材料包括第一骨料800～1000份、第一粘接料100～150份和第一水溶液44～66份，并且第一粘接料和第一水溶液的重量份数比为1:0.44。

由于第一混凝土层是由第一材料制成的，而第一材料的粒径较大，平均孔径也大，形成的第一混凝土层具有多个空隙，第一混凝土层具有一定的强度，质量相对较小，自重轻，能形成一个个“蜂窝状”空隙，既有利于植被根系生长，又能为植被生长所必需的养分提供存储空间。

本实施例中向第一混凝土内灌注营养基材，营养基材从第一混凝土层的外侧穿透至第一混凝土的内部，且填充于多个空隙内。

营养基材是由多种营养组分混合而成，具体地，营养组分按重量份数计包括秸秆50～70份、石膏5～8份、过磷酸钙5～8份和磷酸二氢钾5～8份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体10～20份、聚丙烯酰胺30～40份。

其中，秸秆作为生物有机肥，为植物的生长提供养分；石膏、过磷酸钙和磷酸二氢钾混合，共同作为pH调节剂，用于调节土壤的pH值，使土壤的pH值更符合物生长的需要；钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体具有较强的吸水能力，充分吸水后重量可达自身重量的40-80倍，本实施例中选用钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体作为保水剂，能够高效的保持土壤内的水分；此外，本实施例中的聚丙烯酰胺能够作为土壤改良剂，改良土壤。

营养基材能够为植物的生长提供养分，通过灌注的方式将营养基材填充至第一混凝土层的空隙内，使得在第一混凝土层的空隙内生长植物根系营养充足，并且通过灌注的方式将营养基材填充至第一混凝土层的空隙内，能够减缓营养基材被雨水冲刷的情况。

第二混凝土层是有第二材料制成的，第二材料的组分包括第二骨料、第二粘接料以及第二水溶液。第二骨料的粒径为5～13mm，第二骨料的平均孔径为0.001～0.01mm。

按重量份数计，第二材料包括第二骨料800～1000份、第二粘接料100～120份和第二水溶液24～45份。

此外，为了加强第一混凝土层和第二混凝土层的结构强度，本实施例中，在第一混凝土层内设置有第一丝网层，第一丝网层位于第一混凝土层的高度的1/2～2/3处，同时，在第二混凝土层内设置有第二丝网层，第二丝网层位于第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。

第一丝网层和第二丝网层都是利用钢丝制成的网状结构。网状结构的设置不会影响植物的生长情况，同时也不会影响营养基材的填充情况。第一丝网层能够加强第一混凝土层的刚性结构，从而使第一混凝土层在受到雨水冲刷时不容易流失。同样的，第二丝网层能够加强第二混凝土层的刚性结构，从而使第二混凝土层在受到雨水冲刷时不容易流失。

需要注意的是，第一丝网层的安装位置在第一混凝土层的高度的1/2以上，优选位于第一混凝土层的高度的1/2～2/3处；而第二丝网层的安装位置在第二混凝土层的高度的1/2以下，优选位于第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。

由于，第一混凝土层和第二混凝土层接触的部分采用的是两种不同的材料制备，因此在第一混凝土层和第二混凝土层的连接位置稳固性较低，通过本实施例中，第一丝网层和第二丝网层的设置位置均靠近第一混凝土层和第二混凝土层的连接位置，所以，加强了第一混凝土层和第二混凝土层的连接位置的稳定性和牢固性，从而加强了双层混凝土生态护坡的整体强度。

本实施例提供的双层混凝土生态护坡利用其自身的重力、构件间的锚固以及植物的根系“加筋”作用来保障河流岸坡的安全与稳定，同时作为河湖水体和陆地之间物质、能量、信息交换的纽带，为河岸带动物、微生物提供栖息繁衍的生境以及植物生长的基质，增强了水体自净功能，修复了脆弱的生态环境。双层混凝土生态护坡以工程加固和植被护坡相结合的方式，对维护边坡的稳定性和生态环境的保护起着显著的作用。植物的根系直接生长在生态混凝土中，对边坡的防护主要体现在以下4个方面：①根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体表层，锚固到深处较稳定的岩土层上，起到预应力锚固的作用。禾草、豆科植物和小灌木在地下0.75～1.50m深处有明显的土壤加强作用，树木根系的锚固作用可影响到地下更深的岩土层。②浅根的加筋作用。植草的根系在土中盘根错节，使边坡土体成为土与草根的复合材料。草根可视为带预应力的三维加筋材料，使土体强度提高。③降低坡体孔隙水压力。边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切的关系。降雨是诱发滑坡的重要因素之一。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分，降低土体的孔隙水压力，提高土体的抗剪强度，有利于边坡的稳定。④控制土粒流失。地表径流带走已被滴溅分离的土粒，进一步可引起片蚀、沟蚀。植被能够抑制地表径流并削弱雨滴溅蚀，从而能控制土粒流失。

接下来，将阐述上述双层混凝土生态护坡的铺设方法，其包括以下步骤：

步骤1、配制第一材料和第二材料。

将第一骨料、第一粘接料和第一水溶液按照上述重量份数比进行混合形成第一材料；将第二骨料、第二粘接料和第二水溶液按照上述重量份数比进行混合形成第一材料。其中，第一骨料的粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm，第二骨料的粒径为5～13mm，平均孔径为0.001mm～0.01mm。

步骤2、浇筑第一混凝土层和第二混凝土层。

在浇筑混凝土之前，先抽干基坑内的积水，并清除杂物。将装有第一材料的泵车运输至施工现场，运送的时间不宜超过30～40分钟，第一材料的供应保证能够连续工作，浇筑厚度是正常混凝土总厚度的一半。向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，待第一混凝土层干后，在第一层混凝土层的顶面继续浇筑第二材料形成第二混凝土层。第一混凝土层的浇筑厚度和第二混凝土层的浇筑厚度相同。

具体地，在浇筑混凝土之前，应检查和控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置，其偏差值应符合现行国家和水利标准的规定。此外，还应检查模板支撑的稳定性以及模板接缝的弥合情况。

优选地，为了加强第一混凝土层和第二混凝土层的强度，本实施例中，清理基坑内的杂物并做了相应的检查后，先将第一丝网层固定至基坑内(具体是固定在模板内)，第一丝网层的安装位置位于预浇第一混凝土层的高度的1/2～2/3处，然后浇筑第一材料，第一材料淹没第一丝网层并形成第一混凝土层，接着向第一混凝土层的空隙内灌注营养基材，使营养基材填充至第一混凝土层的空隙内，为植物的生长提供养分。接着将第二丝网层固定，第二丝网层的安装位置位于预浇第一混凝土层的高度的1/3～1/2，当第二丝网层安装完成后，再进行第二材料的浇筑，从而形成第二混凝土层。

需要说明的是，第一丝网层和第二丝网层是通过支架、支脚等方式固定于基坑或第一混凝土层的表面，从而撑起第一丝网层和第二丝网层，使第一丝网层和第二丝网层具有一定的安装高度。

浇筑完成完12个小时后，加以覆盖和浇水，养护一周，浇水次数和量足以保证混凝土始终湿润。

本发明实施例涉及双层大小孔隙混凝土。孔隙状态对植物生长有着非常重要的影响，孔径的平均大小和孔隙率决定了孔隙状态，孔径大，孔隙率高，为提供植物生长足够空间，但对混凝土的腐蚀加大，孔径小，抗渗性高，反滤效果明显，植物生长空间不足，营养性基材储存量不足。所以本发明实施例巧妙地利用了双层混凝土，保证孔隙率高，大小孔径相互结合。

第二混凝土层的平均孔径为0.001～0.01mm，第一混凝土层的平均孔径为4～6mm。水对混凝土存在冻融、钢筋腐蚀、溶析性腐蚀等危害，孔隙率的大小、孔径直接影响水与混凝土的接触面积，进而影响混凝土的耐久性。对此，第二混凝土层混凝土孔径小，具有高抗渗性、反滤效果。水流在孔隙中循环，有高效消波、抗旱等功能，土层不会流失，使护坡抗冲刷性强，稳定性高。根据微生物的生存属性，提供微生物的不同的生存环境。氨化细菌、硝化细菌、固氮菌等好氧菌，纤维素分解菌、反硝化细菌等厌氧菌。微生物选择适合的生活环境，相互配合吸收水域的碳、氮、磷、硫系等水质污染物，作为微生物的长期生存养分。同时，可选择管束类或可以吸收水中有害物质的沉水型水生植物，植物在土层汲取养分，通过连通孔隙向水中生长。在光合作用下，为水中生物提供充分的氧气。

一般情况下，孔隙率越高，混凝土的自身抗渗性能力越弱，强度受到的破坏就会越大。第一混凝土层孔径大，孔隙率高，营养添加剂的容纳量高，为植株萌发提供充分的养分，占用先决条件，同时，植物的枝叶位于水底，大大减弱蒸腾作用，减少根部的水分的需求量，降低植株根部的生存压力。

接下来对本发明实施例提供的双层混凝土生态护坡及其铺设方式进行举例说明。

实施例1

本实施例中提供了一种双层混凝土生态护坡，其包括由第一混凝土层和第二混凝土层。

其中，第一混凝土层是由第一材料制成，第一材料包括第一骨料1000份、第一粘接料150份和第一水溶液66份。并且，第一粘接料与第一水溶液的重量份数比为1:0.44。第一骨料的粒径为20mm，平均孔径为4mm。第二混凝土层是由第二材料制成，第二材料包括第二骨料1000份、第二粘接料120份和第二水溶液45份。第二骨料的粒径为5mm，平均孔径为0.001mm。也即是，第一混凝土层中包含较粗的第一骨料制成，而第二混凝土层中包含较细的第二骨料制成，第一混凝土层的空隙能够便于植物生长，并且能够为植物提供养分，而第二混凝土层便于雨水的渗透。

本实施例中还提供了上述双层混凝土生态护坡的铺设方法，具体包括：先按照上述第一材料和第二材料的成分配比配制第一材料和第二材料，向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，待第一混凝土层干后，在第一混凝土层的顶面继续浇筑第二材料形成第二混凝土层。

实施例2

本实施例中提供的一种双层混凝土生态护坡，其包括由第一混凝土层、第二混凝土层以及灌注至第一混凝土层内的营养基材。

其中，第一混凝土层是由第一材料制成，第一材料的组分包括第一材料包括第一骨料800份、第一粘接料100份和第一水溶液44份。并且，第一粘接料与第一水溶液的重量份数比为1:0.44。第一骨料的粒径为40mm，平均孔径为6mm。第二混凝土层是由第二材料制成，第二材料的组分包括第二骨料800份、第二粘接料100份和第二水溶液24份。第二骨料的粒径为13mm，平均孔径为0.01mm。由于第一混凝土层中包含有较粗的第一骨料，因而第一混凝土层具有多个空隙，因此，本实施例中，营养基材灌注至第一混凝土层的空隙内，营养基材从第一混凝土层的外侧穿透至第一混凝土层的内部，且填充于多个空隙内。该营养基材是由营养组分混合而成，营养组分按重量份数计包括秸秆50份、石膏5份、过磷酸钙5份和磷酸二氢钾5份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体10份、聚丙烯酰胺30份。

本实施例中还提供了上述双层混凝土生态护坡的铺设方法，具体包括：先按照上述第一材料和第二材料的成分配比配制第一材料和第二材料，向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，待第一混凝土层干后，向第一混凝土层的空隙内灌注由上述营养成分混合而成的营养基材，然后在第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层。

实施例3

本实施例中提供的一种双层混凝土生态护坡，其包括第一混凝土层、第二混凝土层、第一丝网层以及第二丝网层。

其中，第一混凝土层是由第一材料制成，第一材料的组分包括第一材料包括第一骨料800份、第一粘接料100份和第一水溶液44份。并且，第一粘接料与第一水溶液的重量份数比为1:0.44。第一骨料的粒径为30mm，平均孔径为5mm；第二材料的组分包括第二骨料800份、第二粘接料100份和第二水溶液24份。第一丝网层安装于第一混凝土层的高度的1/2处。第二混凝土层是由第二材料制成，第二骨料的粒径为8mm，平均孔径为0.005mm。第二丝网层安装于第二混凝土层的高度的1/3处。

本实施例中还提供了上述双层混凝土生态护坡的铺设方法，具体包括：先按照上述第一材料和第二材料的成分配比配制第一材料和第二材料，基坑清理完成后，先将第一丝网层固定至基坑内并且使第一丝网的安装高度为第一混凝土层的高度的1/2，接着向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，第一材料透过第一丝网层上的网状结构，从而第一丝网层固定至第一混凝土层内，待第一混凝土层干后，再将第二丝网层安装至第二混凝土层的高度的1/3处，然后在第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层。

实施例4

本实施例中提供的一种双层混凝土生态护坡，其包括第一混凝土层、第二混凝土层、第一丝网层、第二丝网层以及灌注至第一混凝土层内的营养基材。

其中，第一混凝土层是由第一材料制成，第一材料的组分包括第一材料包括第一骨料800份、第一粘接料100份和第一水溶液44份。并且，第一粘接料与第一水溶液的重量份数比为1:0.44。第一骨料的粒径为35mm，平均孔径为5mm；第二材料的组分包括第二骨料800份、第二粘接料100份和第二水溶液24份。第一丝网层安装于第一混凝土层的高度的2/3处。第二混凝土层是由第二材料制成，第二骨料的粒径为10mm，平均孔径为0.008mm。第二丝网层安装于第二混凝土层的高度的1/2处。由于第一混凝土层中包含有较粗的第一骨料，因而第一混凝土层具有多个空隙，本实施例中，第一混凝土层的多个空隙内灌注有营养基材，营养基材从第一混凝土层的外侧穿透至第一混凝土层的内部，且填充于多个空隙内。该营养基材是由营养组分混合而成，营养组分按重量份数计包括秸秆70份、石膏8份、过磷酸钙8份和磷酸二氢钾8份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体20份、聚丙烯酰胺40份。

本实施例中还提供了上述双层混凝土生态护坡的铺设方法，具体包括：先按照上述第一材料和第二材料的成分配比配制第一材料和第二材料，基坑清理完成后，先将第一丝网层固定至基坑内并且使第一丝网的安装高度为第一混凝土层的高度的2/3，接着向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，第一材料透过第一丝网层上的网状结构，从而第一丝网层固定至第一混凝土层内，待第一混凝土层干后，向第一混凝土层的空隙内灌注营养基材，接着再将第二丝网层安装至第二混凝土层的高度的1/2处，然后在第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层。

实施例5

本实施例中提供的一种双层混凝土生态护坡以及该双层混凝土生态护坡的铺设方法与实施例4基本相同，不同之处在于第一材料的组分以及第二材料的组分的重量份数不同：本实施例中，第一材料包括第一骨料900份、第一粘接料120份和第一水溶液52.8份。并且，第一粘接料与第一水溶液的重量份数比为1:0.44。第二材料包括第二骨料900份、第二粘接料110份和第二水溶液35份。

实施例6

本实施例中提供的一种双层混凝土生态护坡以及该双层混凝土生态护坡的铺设方法与实施例4基本相同，不同之处在于营养组分的重量份数不同：营养组分按重量份数计包括秸秆60份、石膏7份、过磷酸钙7份和磷酸二氢钾7份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体15份、聚丙烯酰胺35份。

对比试验

第一、双层混凝土生态护坡对植物生长情况的影响

为了进一步说明本发明实施例提供的双层混凝土生态护坡的效果，分别按照试验例1～4以及对比例1～4的铺设方法制作试件，进行性能测试，试件为边长20cm，高10cm的正方体的模具。

试验例1～4，分别按照实施例1～4提供的双层混凝土生态护坡以及该双层混凝土生态护坡的铺设方法对江河两岸边坡进行修建，其中，第一材料的浇筑厚度为0.05m，第二材料的浇筑厚度为0.05m。

对比例1：浇筑无孔普通混凝土厚度0.1m，在孔隙内灌注营养性基材。

对比例2：只浇筑第一材料厚度0.1m，在孔隙内灌注营养性基材。

对比例3：只浇筑第二材料厚度0.1m，在孔隙内灌注营养性基材。

对比例4：预先将第一材料和第二材料混合，浇筑厚度0.1m，在孔隙内灌注营养性基材。

试验方法：模拟江河两岸边坡的生长环境以及水质情况，并将上述8个试件置于该模拟环境中，并且在8个试件上种植植物，检测植物的生长状况。具体数据可参见表1。

表1.植物的生长情况

从上表可以明显看出，试验例1～4提供的双层混凝土生态护坡肥力持久，且植物生长空间充足，有利于植物的生长，植物的覆盖面积达到了90％，植物的根系长度在21cm以上，双层混凝土生态护坡能够通过植物的生长以及植物根系的长度对生态护坡起到加固作用，从而保证河流岸坡的安全与稳定，从而减少水土流失和护坡坍塌的情况。

此外，对比例中植物的覆盖面积均低于45％。对比例1中，虽然无水土流失和护坡坍塌的情况，当植物的覆盖面积和植物的生长状态不佳。对比例2中，仅通过浇筑第一材料形成的单一的混凝土护坡，由于其空隙大，利于植物生长，因此其植物覆盖度略高于其余对比例，但是其空隙大，护坡的稳定性较差，水土流失和护坡坍塌的现象严重。尤其是，仅通过浇筑第二材料形成的单一的混凝土护坡，由于其空隙小，不利于植物生长，从而无法利用植物的根系进行锚固，因而存在水土流失和护坡坍塌的现象。对比例4中，采用第一材料和第二材料混合的方式铺设单一的混凝土层，但由于混凝土层内存在部分空隙大，部分空隙小，因此植物生长不均匀，部分地方易出现水土流失或坍塌的情况。

第二，双层混凝土生态护坡对水质的影响

同时将上述8个试件放置于模拟的水质情况的水中，30天后观察水质的变化。记录数据，计算平均值，添上标签。通过检测水中的污染物以及紫外吸光度值来测定水质情况，此定义中的污染物包括化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)。紫外吸光度值UV₂₅₄越高，表明水中的有机污染物含量越高。水质的检测项目以及检测方法请参阅表2，检测结果请参阅表3。

表2.检测项目以及方法

检测项目	测定方法
		COD	采用重铬酸钾滴定法(GB11914-89)测定
TN	采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB11894-89)
		TP	钼酸铵分光光度法(GB11893-89)
UV<sub>254</sub>	紫外分光光度法

表3.检测结果

总氮和总磷的去除率与护坡材料的孔隙率有关，孔隙率越大，除氮和除磷效果越好。

由表3可以得出，试验例1～4以及对比例1～4提供的混凝土护坡材料对水中有机物具有初期物理吸附作用和护坡材料附着微生物的生物净化作用；通过化学沉淀和微生物吸附作用，可以去除水中氮磷营养物，多孔性的生态护坡材料的净化作用比无孔隙普通混凝土材料的去除效果更好，且试验例1～4对水质的净化效果明显优于对比例1～4，其中，对比例3对水质的净化效果也较佳，但与表1中植物的生长情况结合来看，对比例3孔隙较小，能够有效过滤和吸附水中的污染物，但不利于植物生长。

第三、双层混凝土生态护坡的第一丝网层和第二丝网层对水土流失的影响

为了进一步说明本发明实施例提供的第一丝网层和第二丝网层对水土流失的影响，分别按照试验例5～6以及对比例5～6的铺设方法制作试件，进行性能测试，试件为边长20cm，高10cm的正方体的模具。

试验例5，按照实施例1提供的双层混凝土生态护坡以及该双层混凝土生态护坡的铺设方法对江河两岸边坡进行修建，其中，第一材料的浇筑厚度为0.05m，第二材料的浇筑厚度为0.05m。

试验例6，按照实施例3提供的双层混凝土生态护坡以及该双层混凝土生态护坡的铺设方法对江河两岸边坡进行修建，其中，第一材料的浇筑厚度为0.05m，第二材料的浇筑厚度为0.05m。

对比例5：浇筑无孔普通混凝土厚度0.1m，在孔隙内灌注营养性基材，但是未安装第一丝网层和第二丝网层。

对比例6，按照实施例3中提供的双层混凝土生态护坡的第一材料和第二材料铺设形成双层结构，但对比例6中，第一丝网层安装于混凝土厚度的1/8处，第二丝网层安装于混凝土厚度的6/8处。

中国气象部门规定：24小时雨量大于或等于50毫米者为暴雨，大于或等于100毫米者为大暴雨，大于或等于200毫米者为特大暴雨。将上述试验例5/6以及对比例5/6按照倾斜相同的角度放在水槽里。

其中，由于1mm等于1L/m²，本实施例中，示例采用的试件为边长20cm，其面积为0.04m²，也即是降雨量(L)＝毫升数*0.04。其中，1L＝1000g。

暴雨：50*0.04＝2L；大暴雨：100*0.04＝4L；特大暴雨：200*0.04＝8L。

模拟暴雨、大暴雨以及特大暴雨的降雨量，并收集冲刷后的水的重量。此外，在上述试验例5/6以及对比例5/6上分别插设标记尺，待水流冲刷完成后，计算侵蚀的深度。具体结果可参见表4。

表4.第一丝网层和第二丝网层对对水土流失的影响结果

从表4可以看出，试验例5为设置第一丝网层和第二丝网层，其水土流失的情况比试验例5中明显，但是比对比例6的显著减少，所以，试验例5采用双层混凝土的结构能起到防止水土流失的作用。而试验例6中既采用的双层混凝土的结构，同时还设置了第一丝网层和第二丝网层，其能够在暴雨、大暴雨以及特大暴雨的情况下，仍保持较佳的稳固作用，基本无水土流失的现象。对比例6为与试验例6的结构大致相同，但第一丝网层安装于混凝土厚度的1/8处，第二丝网层安装于混凝土厚度的6/8处。通过实验数据可得，第一丝网层和第二丝网层的安装，对水土流失有一定的稳固作用，但由于第一丝网层靠近混凝土层的底部安装，第二丝网层靠近混凝土层的顶部安装，安装位置导致其对混凝土层的稳固效果不及试验例6。

综上所述，本发明实施例通过利用孔隙不同的材料制成双层混凝土生态护坡，孔隙状态对植物生长有着非常重要的影响，孔径的平均大小和孔隙率决定了孔隙状态。孔径大，孔隙率高，为提供植物生长足够空间，但对混凝土的腐蚀加大。孔径小，抗渗性高，反滤效果明显，植物生长空间不足，营养性基材储存量不足。所以本实施例中利用双层混凝土，保证孔隙率高，大小孔径相互结合，并且将孔径大的第一混凝土层铺设于孔径小的第二混凝土层的下方，从而实现底部孔径大，顶部孔径小的结构，底部孔径大，有利于容纳更多的营养物质，为植物的萌发和生长提供充分的养分，有利于植物的根系生长，同时顶部孔径小，不影响植物的茎叶的生长，同时能够净化水质，加强双层混凝土生态护坡的结构强度，避免出现水土流失和护坡坍塌的情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层混凝土生态护坡，其特征在于，其包括由第一材料制成的第一混凝土层以及由第二材料制成的第二混凝土层，所述第二混凝土层浇筑至所述第一混凝土层的表面，

其中，所述第一材料的组分包括第一骨料、第一粘接料和第一水溶液，所述第一骨料的粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm；所述第二材料的组分包括第二骨料、第二粘接料和第二水溶液，所述第二骨料的粒径为5～13mm，平均孔径为0.001～0.01mm。

2.根据权利要求1所述的双层混凝土生态护坡，其特征在于，所述第一材料按重量份数计包括所述第一骨料800～1000份、所述第一粘接料100～150份和所述第一水溶液44～66份。

3.根据权利要求1所述的双层混凝土生态护坡，其特征在于，所述第二材料按重量份数计包括所述第二骨料800～1000份、所述第二粘接料100～120份和所述第二水溶液24～45份。

4.根据权利要求1所述的双层混凝土生态护坡，其特征在于，所述双层混凝土生态护坡还包括营养基材，所述营养基材灌注于所述第一混凝土层的空隙内。

5.根据权利要求4所述的双层混凝土生态护坡，其特征在于，所述营养基材是由营养组分混合而成，所述营养组分按重量份数计包括秸秆50～70份、石膏5～8份、过磷酸钙5～8份和磷酸二氢钾5～8份、钾-聚丙烯酸脂-聚丙烯酰胺共聚体10～20份以及聚丙烯酰胺30～40份。

6.根据权利要求1～5任一项所述的双层混凝土生态护坡，其特征在于，所述第一混凝土层内设有第一丝网层，所述第一丝网层位于所述第一混凝土层的高度的1/2～2/3处；所述第二混凝土内设有第二丝网层，所述第二丝网层位于所述第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。

7.一种双层混凝土生态护坡的铺设方法，其特征在于，其包括：

配制第一材料和第二材料，向基坑内浇筑第一材料形成第一混凝土层，待所述第一混凝土层干后，在所述第一混凝土层的表面浇筑第二材料形成第二混凝土层；

其中，所述第一材料包括第一骨料、第一粘接料和第一水溶液，所述第一骨料的粒径为20～40mm，平均孔径为4～6mm；所述第二材料包括第二骨料、第二粘接料和第二水溶液，所述第二骨料的粒径为5～13mm，平均孔径为0.001mm～0.01mm。

8.根据权利要求7所述的双层混凝土生态护坡的铺设方法，其特征在于，在向所述基坑内浇筑所述第一材料之前，还包括将第一丝网层固定至所述基坑内，所述第一丝网层的安装位置位于预浇所述第一混凝土层的高度的1/2～2/3处。

9.根据权利要求7所述的双层混凝土生态护坡的铺设方法，其特征在于，在所述第一混凝土层的表面浇筑所述第二材料之前，还包括向所述第一混凝土层的空隙内灌注营养基材。

10.根据权利要求9所述的双层混凝土生态护坡的铺设方法，其特征在于，在向所述第一混凝土的空隙内灌注所述营养基材之后，在所述第一混凝土层上浇筑所述第二材料之前，还包括将第二丝网层固定，所述第二丝网层的安装位置位于预浇所述第二混凝土层的高度的1/3～1/2处。