植生海綿型瀝青混合料路面結構的制作方法

本發明涉及透水路面
技術領域：
，具體的涉及一種植生海綿型瀝青混合料路面結構。
背景技術：
：近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展，各大、中城市開展的規模龐大、數量空前的土木建筑工程活動給環境造成的負荷是不容忽視的。傳統的道路、港灣、護岸等工程構件一般由水泥、石頭、鋼筋、沙子等材料制備的混凝土構成，封閉而不透水，植物無法生長，徹底破壞了自然水土環境，對生態環境造成顯著的負面影響；現代城市被建筑和密不透水的道路和場坪覆蓋，封閉混凝土砌材沒有透水、透氣性，表面溫度在夏季可達40～60℃，加劇了城市的“熱島效應”，且極易造成城市雨水的積聚而發生漬澇。此外由于地下水得不到補給，一些城市也出現了地下水位的持續下降，而導致建筑物開裂和傾斜。植草生態型瀝青混合料是一種植物能直接在其中生長的生態友好型瀝青混合料，它實質上是一種有著連續孔隙的多孔瀝青混合料，水與空氣能夠很容易通過或存在于其連續通道內，同時也是一種將植物引入到瀝青混合料中的新技術。這種植草生態型瀝青混合料多適用于房屋、城市市政工程坡面結構以及河流兩岸護坡、路基路面工程表面的綠化與保護等方面，是一種能解決現有河道護案環境問題的行之有效的方法，從真正意義上做到改善和修復生態環境、保護水資源以及保持可持續發展。雖然植草生態型瀝青混合料可以引入植物，并且可以使得水和空氣通過，但是如果作為路基路面使用時，孔隙很容易堵塞，而且還沒有凈水水體的作用，且無綠化效果。技術實現要素：本發明針對現有技術的上述不足，提供一種孔隙不易堵塞，能多層過濾凈化水體、過濾灰塵、得到的雨水能直接用于灌溉或工業用水，改善和修復生態環境、保護水資源的植生海綿型瀝青混合料路面結構。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種植生海綿型瀝青混合料路面結構，該結構從上至下依次包括細瀝青混合料層、粗瀝青混合料層、透水布層、凈水過濾層、不透水膜層和路基層；所述的凈水過濾層底層向外延伸有排水管層；所述的細瀝青混合料層厚度為3-5cm，粗瀝青混合料層厚度為8-12cm，所述的凈水過濾層的厚度為12-25cm；所述的瀝青混合料層由瀝青料和種植基質構成。采用上述結構，首先位于最上層的細瀝青混合料層中可以種植上植物，植物的根系向下延伸，葉莖向上延伸，當雨水下來后，由于混合瀝青料具有透水效果，可以向下滲透，同時植物可以對水體進行第一次凈化，而且根系的延伸可以增加水流空間，引導水流進入到下一層結構即粗瀝青混合料層；由于粒徑的轉換，從細顆粒變成粗顆粒，水流加速；且這種細顆粒在上層，粗顆粒在下層的結構，對整個的路面材料的強度進行了提高，能滿足行人和車輛的通過，不易坍塌、凹陷，且還利于水份盡快的疏通；然后水流通過透水布層進入到凈水過濾層，透水布主要實現透水效果，而其它的不溶于水的物質被截留在瀝青混合料層，特別是防止了種植基質中供植物生長的營養成分的流失，使得植物能夠健康生長，發揮透水、吸附污染物的效果；水份在凈水過濾層中得到充分的凈化，去除了其中的污染物質，然后從排水管排出收集再利用；而不透水膜的設置防止水份進入到路基，對路基造成破壞。作為優選，本發明所述的凈水過濾層和不透水膜層之間還設置一層排水板，該設置可以避免排水通道阻塞使孔道排水順暢。作為優選，本發明的細瀝青混合料的粒徑為5-13mm，粗瀝青混合料的粒徑為14-20mm。作為優選，本發明所述的細瀝青混合料由下述重量份的原料組成：所述的種植基質由下述重量份的原料組成：所述的瀝青料浸漬于種植基質中或者將種植基質澆注到瀝青料上。作為優選，本發明所述的粗瀝青混合料由下述重量份的原料組成：所述的種植基質由下述重量份的原料組成：所述的瀝青料浸漬于種植基質中或者將種植基質澆注到瀝青料上。本發明的粗瀝青中采用了sbs改性瀝青，提高了植生海綿型瀝青混合料路面結構的抗裂性能。本發明的親水性助劑可以選用氨基改性有機硅乳液、聚酯樹脂等。本發明的無土栽培營養液為含有氮、磷、鉀的營養液，直接從市售產品購買即可，比如美樂顆營養液。本發明的營養土為顆粒大小在0.1mm以下的營養土，可以采用市售營養土。本發明的長效有機復合肥主要指各種動物和植物等，經過一定時期發酵腐熟后形成的肥料；可以采用市售產品，比如玉林市綠濤有機復合肥有限公司銷售的微生物有機復合肥料、有機肥料、有機無機復混肥料等。本發明的硅藻土為比表面積40-58m2/g的硅藻土。本發明的凈水過濾層的構成材料包括：(體積比例)級配碎石50～80％，陶砂5～20％，硅藻土(粒徑大于1mm)5～20％，木質粒狀活性炭(粒徑大于1mm，小于5mm)3～7％，精選無煙煤濾料2～4％，煤渣4～10％，離子交換樹脂0.5～1％。本發明上述的凈水過濾層的構成材料還包括：(體積比例)陶粒0.1～20％，蛭石0.1～5％,石英砂0.1～10％,再生骨料(如廢棄磚、混凝土等建材的再生骨料)0.1～20％，椰殼活性炭0.1～5％,錳砂濾料0.1～2％。本發明的凈水過濾層中采用了級配碎石，由于這種碎石大小顆粒均有，具有強度高、更加密實不易變形的效果；而且，該石料的壓碎指標大于等于35％，防止壓碎；本發明級配碎石的粒徑小于等于3.15mm。本發明的凈水過濾層得壓實度大于等于80％。作為進一步優選，為了改善瀝青混合料的油性疏水性能，防止水份不易流動，在細瀝青混合料的表面噴涂表面親水處理劑，使油性瀝青表面具有低動態張力，優選的潤濕性能，高水溶性，使水份進入毛細管，利于根系的發育生長；本發明采用噴涂hydro-300(hydro300)表面親水處理劑(上海桑井化工有效公司)。本發明上述瀝青混合料的制備方法，具體的步驟包括：(1)首先按照配方比例將巖瀝青、e-51環氧樹脂、甲基六氫鄰苯二甲酸酐和親水性助劑，采用剪切攪拌方式，攪拌速率控制為800-2500r/min，在100～150℃的拌和溫度下攪拌60-70分鐘，待混合物混合均勻后停止攪拌得到植生型瀝青混合料；(2)將步驟(1)制備好的植生型瀝青混合料倒于容器中，在130-150℃的恒溫箱中發育0.5-1.5h，取出后在130-150℃的溫度下攪拌8-15min，然后將攪拌后的植生型瀝青混合料澆筑成塊狀結構；(3)按照配方比例的無土栽培營養液、硫酸亞鐵顆粒配制成溶液；(4)按照配方比例將蛭石粉、珍珠巖、營養土、長效有機復合肥、硅藻土和煤渣以及待種植的植物種子混合攪拌均勻，將配制好的混合料分批倒入步驟(3)配制的溶液中并加羧甲基纖維素鈉作為增稠劑攪拌至均勻得到含有待種植的植物種子的種植基質；(5)最后將攪拌均勻的粘性種植基質澆注到瀝青混合料表面、種植基質沿著多孔瀝青料進入瀝青料內部，或者將瀝青料置于種植基質中25-35分鐘后取出。制備好的含有種植基質的護坡植生型瀝青混合料，依據不同的河道邊坡形式進行不同條件下的植物種植。本發明步驟(3)的溶液還可以加入水，如果加水，則水的用量根據營養液的濃度而定，并非必須加的組分，營養液的濃度為每升水中加入3-10克肥料，如果營養液濃度高于上述的濃度，可以用水適當的稀釋至上述濃度。本發明步驟(4)的種子是高羊茅、結縷草、假儉草等，具體種子在種植基質中的添加量為高羊茅20－35克/平方米，假儉草15－25克/平方米，結縷草10－25克/平方米。本發明的含有植基質的護坡植生型瀝青混合料應用在房屋、城市市政工程坡面結構以及河流兩岸護坡等表面的綠化與保護中。本發明的凈水過濾層的具體制備過程包括：將配方比例的各個組分混合攪拌均勻，然后鋪設于凈水過濾層位置即可。本發明的優點和有益效果：1.本發明護坡植生型瀝青混合料以高分子材料學、礦物學和無機非金屬材料學為依據，首次在混合料制備中引入甲基六氫鄰苯二甲酸酐，以實現護坡植生型瀝青混合料的大孔隙率，通過瀝青充分包裹集料表面、利用集料相互間的點接觸構成連續空隙結構并形成一定強度，從而達到供植物生長的目的；加入親水性助劑可以選用氨基改性有機硅乳液、聚酯樹脂等，可以顯著提高水穩性、抗剝離性和透水性，滿足河水長期浸泡條件下植生型瀝青混合料的耐久性能。此外，合理限定瀝青料各個原料的密度，使得制備的護坡植生型瀝青混合料具有合理的強度和力學性能，同時還能夠兼顧空隙結構，使得種植基質的粘附性能強，更加持久。2.適用于不同植物的種植基質的要求各不相同，其均需具備較好的物理化學和生物學特性，本發明的植基質通過選用蛭石粉和珍珠巖粉，提高基質的保水、排水、通氣性和種子發芽率、根系附著力等；而通過添加羧甲基纖維素鈉、無土栽培營養液、硫酸亞鐵等化學添加劑有利于調節種植基質的酸堿度、導電率、陽離子交換量、養分組成成分，可以有效提高植物的生長速度、高度以及茂盛程度；營養土與長效有機復合復的添加使得種植基質保持良好的生物學特性，能促進植物的茂密生長，增強養分吸收和提高成活率、抗病率等，保證植物的健康生長。該種植基質不必單獨為植被供給營養成分，基質和無土栽培營養液均可經滲透的方式充填多孔瀝青混合料內部的孔隙，為植物根系的生長和后期發育提供載體和所需營養。3.本發明的基質中采用了硅藻土和煤渣兩種成分，其中硅藻土的比表面積為40-58m2/g，該細度的硅藻土由于為多孔物質、可以進入瀝青料的孔隙中，并起到保濕、保水和保存種植基質中的營養成分的目的，使得整體的植生型瀝青混合料的作用更加持久，耐用；而煤渣的采用是無土栽培基質的重要營養成分之一，煤渣多孔的結構也可以方便種植的植被的根系的進入、提高植被的栽培牢固性，提高雨水沖刷抗力。附圖說明附圖1本發明植生海綿型瀝青混合料路面結構的剖視圖結構示意圖(無排水管)。附圖2本發明植生海綿型瀝青混合料路面結構的剖視圖結構示意圖(有排水管)。具體實施方式本發明的優選實施例說明如下：附圖1所示，本發明的植生海綿型瀝青混合料路面結構，該結構從上至下依次包括細瀝青混合料層1、粗瀝青混合料層2、透水布層3(如透水土工布)、凈水過濾層4、不透水膜層6和路基層7所述的凈水過濾層底層向外延伸有排水管層5；所述的細瀝青混合料層厚度為3-5cm，粗瀝青混合料層厚度為8-12cm，所述的凈水過濾層的厚度為12-25cm；所述的瀝青混合料層由瀝青料和種植基質構成；本發明在細瀝青混合料層和/或粗瀝青混合料層中植入植物8，起到保水、穩固基體的作用。如附圖2所示，在凈水過濾層和不透水膜層之間還設置一層排水板9，避免排水通道阻塞使孔道排水順暢。實施例：細瀝青混合料層：取：巖瀝青、e-51環氧樹脂、甲基六氫鄰苯二甲酸酐和親水性助劑，采用剪切攪拌方式，攪拌速率控制為2500r/min，在100～150℃的拌和溫度下攪拌60-70分鐘待混合物的均勻性較好時停止攪拌；將制備好的植生型瀝青混合料倒于容器中，在150℃的恒溫箱中發育1小時左右，取出后再在150℃的溫度下普通攪拌10min，即可澆筑成細瀝青混合料層的砌塊結構，最后控制穩定的環境溫度和濕度進行養護。具體的原料配比如下表1所示：表1實施例1(單位份)2(單位份)3(單位份)巖瀝青808284e-51環氧樹脂877.5甲基六氫鄰苯二甲酸酐433.5親水性助劑433含有種植基質的細瀝青混合料層：首先將配方比例的無土栽培營養液、硫酸亞鐵顆粒和水配制成溶液；然后將配方比例的蛭石粉、珍珠巖、營養土、長效有機復合肥、硅藻土和煤渣以及待種植的植物種子等混合攪拌均勻、分批倒入溶液中并加如cmc-na增稠劑攪拌至均勻；最后將攪拌均勻的粘性種植基質滲入大孔隙瀝青混合料砌塊表面，或者將多孔瀝青置于基質溶液30分鐘后取出，依據不同的河道邊坡形式進行不同條件下的植物種植。具體的種植基質的成分含量如下表2所示：表2實施例1(單位份)2(單位份)3(單位份)蛭石粉345珍珠巖粉654羧甲基纖維素鈉432無土栽培營養液765硫酸亞鐵232.5營養土596163長效有機復合肥81011硅藻土243煤渣245本發明制備的含有種植基質的植生型瀝青混合料的性能參數如下：透水系數在1～1.5cm/s范圍，孔隙率在11％～20％，穩定度大于等于5kn，動穩定度大于等于1600次·mm-1。從上述參數可知，本發明制備的產品通過瀝青充分包裹集料表面、利用集料相互間的點接觸構成連續空隙結構并形成一定強度，從而達到供植物生長的目的；加入親水性助劑可以選用氨基改性有機硅乳液、聚酯樹脂等，可以顯著提高水穩性、抗剝離性和透水性，滿足河水長期浸泡條件下植生型瀝青混合料的耐久性能；本發明的粗瀝青混合料層：將其中的巖瀝青，替換為sbs改性瀝青，其它組分和用量不變化。本發明實施例保證最終的細瀝青混合料的平均粒徑在5-13mm，粗瀝青混合料的平均粒徑為14-20mm。本發明的凈水過濾層的構成材料包括：(體積比例)級配碎石60％，陶砂5％，硅藻土(粒徑大于1mm)5％，木質粒狀活性炭(粒徑大于1mm，小于5mm)4％，精選無煙煤濾料3％，煤渣5％，離子交換樹脂1％，陶粒5％，蛭石2％,石英砂5％,再生骨料(如廢棄磚、混凝土等建材的再生骨料)5％，椰殼活性炭1％,錳砂濾料1％。本發明獲得的最終植生海綿型瀝青混合料路面結構，其性能滿足：整個路面的動態穩定度為4500-4800次/mm，即路面結構每1mm下陷對應的車輛通過的次數；粗細瀝青混合料層的低溫彎曲應變參數為2500-2500(滿足該應變參數，凍害不開裂)，孔隙率20-22％(太大強度下降，太小植物的根系無法進入，水份無法透過)，滲透系數0.25-0.35cm/s。當前第1頁12