一种用于防止人行道铺砖路面受行道树侧向根系生长发生起拱破坏的树坑结构的制作方法

1.本发明涉及景观绿化工程施工技术领域，具体涉及一种用于防止人行道铺砖路面受行道树侧向根系生长发生起拱破坏的树坑结构。


背景技术：

2.在人行道铺砖路面间隔设置树坑并栽植行道树，是景观绿化工程常见的一种行道树布置方式。常见的树坑实施方式为：在人行道拟布设树坑的位置预留正方形栽植坑，将带土球乔木移入栽植坑；之后，对于乔木根部土球与预留栽植坑之间空隙，进行回填。现有乔木根部土球与预留栽植坑空隙回填区细部结构为：由栽植坑底至顶使用绿化土填充结构，绿化土填充结构顶部安装侧石以分隔树坑与人行道铺砖区。
3.传统的乔木根部土球与预留栽植坑空隙回填细部结构因为没有充分考虑后期乔木根系生长对土体的挤压影响，在后期不仅导致树坑内侧石顶升，也会使紧邻侧石的人行道路面砖翘曲，影响景观工程质量和行人使用，其应用时的不足之处在于：
4.第一，新移栽乔木根系向侧向生长过程中，侧向根系自树坑内穿过侧石下方空间向人行道铺砖区生长时，会对根系上层土壤产生顶升力，导致树坑与人行道交界处发生起拱破坏，发生起拱破坏范围通常集中在树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面的范围。现有树坑的乔木根部土球与预留栽植坑空隙细部结构采用纯绿化土回填，由于土体的质密性以及黏结性，使侧向根系生长对根系上方的土层顶升力可以持续传递至地面，无法有效切断土层顶升应力的传播途径，最终导致树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面随着乔木根系生长而发生起拱破坏直至砖面发生起拱破坏，严重影响景观质量和人行道的使用功能。
5.第二，现有树坑的乔木根部土球与预留栽植坑空隙细部回填区结构采用纯绿化土回填结构，该种结构未从植物特性上预防植物根系生长对树坑及人行道周边铺砖地面的发生起拱破坏影响。植物根系，特别是高大乔木的根系，会向侧向和竖向两个主要方向生长，而侧向根系特别是浅层侧向根的生长是树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面发生起拱破坏的主要原因。现有树坑的乔木根部土球与预留栽植坑空隙回填区细部结构由底至顶全部采用纯绿化土回填结构，为侧向根系的生长提供了良好的肥力环境和微生物环境，反而加速了植物浅层侧向根的生长，导致后期树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面形成起拱破坏多发。
6.第三，现有树坑的乔木根部土球与预留栽植坑空隙回填区采用由底至顶的纯绿化土回填结构，没有充分考虑侧向根系生长顶升土壤后的应变补偿空间，结构设置缺少应变缓冲，一旦发生树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面造成起拱破坏，会造成路面积水、树坑内泥浆路面漫流、相邻铺砖路面基础破坏、缩短人行道铺装砖面层的寿命等一系列问题，造成运行维护费用增加。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于防止人行道铺砖路面受行道树侧向根系生长发生起拱破坏的树坑结构。本发明可解决树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面易发、多发的起拱破坏现象，防止因树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面起拱造成的路面积水、树坑内泥浆路面漫流、相邻铺砖路面基础破坏、缩短人行道铺装砖面层的寿命的一系列问题。
8.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
9.一种用于防止人行道铺砖路面受行道树侧向根系生长发生起拱破坏的树坑结构，其特征在于：在人行道行道树土球与预留栽植坑坑壁之间空隙回填结构层，结构层包括由栽植坑坑底至原地面依次设置的绿化土底封层、细砂根系快速通过及传力隔离层、根系穿透土体顶升应变补偿层和绿化土顶封层，所述绿化土底封层和绿化土顶封层采用绿化土回填，所述细砂根系诱导阻断及传力隔离层采用细砂回填，所述根系穿透土体顶升应变补偿层采用花生壳回填。
10.进一步的：所述绿化土底封层的顶部高程与人行道地砖顶面高程相差0.45
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0.55m。
11.进一步的：所述细砂根系快速通过及传力隔离层与人行道地砖顶面高程相差0.25
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0.35m。
12.进一步的：所述根系穿透土体顶升应变补偿层与人行道地砖顶面高程相差0.24
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0.34m。
13.进一步的：所述绿化土顶封层的顶部高程与人行道地砖顶面高程一致或接近一致。
14.进一步的：所述根系穿透土体顶升应变补偿层由厚度1cm的花生壳组成，与人行道地砖顶面高程相差0.24
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0.34m。
15.进一步的：所述细砂根系快速通过及传力隔离层由细度模数为2.2以下的细砂粒组成，细砂根系诱导阻断及传力隔离层的水平宽度不小于20cm。
16.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
17.本发明解决了现有树坑的乔木根部土球与预留栽植坑空隙细部结构采用纯绿化土回填结构缺陷导致树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面造成起拱破坏现象易发、多发的缺点。本发明防止因树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面起拱造成的路面积水、树坑内泥浆路面漫流、相邻铺砖路面基础破坏、缩短人行道铺装砖面层的寿命的一系列问题，同时还降低了日常的运行维护的费用。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图；
19.图2是本发明的俯视图。
20.附图标记：1
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人行道行道树土球；2
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预留栽植坑坑壁；3
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绿化土底封层；4
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细砂根系快速通过及传力隔离层；5
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根系穿透土体顶升应变补偿层；6
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绿化土顶封层；7
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人行道地砖；8
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树坑侧石。
具体实施方式
21.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
22.如图1
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2所示，一种用于防止人行道铺砖路面受行道树侧向根系生长发生起拱破坏的树坑结构，在人行道行道树土球1与预留栽植坑坑壁2之间空隙回填结构层，结构层包括由栽植坑坑底至原地面依次设置的绿化土底封层3、细砂根系快速通过及传力隔离层4、根系穿透土体顶升应变补偿层5和绿化土顶封层6，所述绿化土底封层3和绿化土顶封层6采用绿化土回填，所述细砂根系快速通过及传力隔离层4采用细砂回填，所述根系穿透土体顶升应变补偿层5采用花生壳回填。
23.与绿化土相比，细砂根系快速通过及传力隔离层4无法储存水分、且不含有养分，形成水分和养分的真空带，利用植物根系的向水性和向肥性，诱导30
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50cm深度范围内的浅层根系全部向下或斜向下绕过细砂根系诱导阻断及传力隔离层4、从分布更深的绿化土底封层3穿过，通过增加根系分布深度、增加根系上部土压力，使得在根系向上顶升力一定、根系土层对根系向下的压力增加的情况下，增加了根系顶升上层土壤的阻力，减少根系生长对顶部土层的有效顶升力，从而削弱对树坑侧石8、相邻人行道第一排砖7的起拱破坏力。
24.当绿化土底封层3的根系破坏应力持续增加将绿化土底封层3土体局部发生剪切破坏时，破坏的土颗粒可被挤入细砂根系快速通过及传力隔离层4的砂粒之间的空隙，使被压缩土地的变形量迅速得到恢复或释放，响应的根系应力也会被迅速卸载。
25.所述绿化土底封层3的顶部高程与人行道地砖7顶面高程相差0.45
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0.55m。即按照常规浅根性绿化树种侧向吸收根系主要分布在地面以下40cm范围内、45cm以下明显减少的根系分布规律，在距地面人行道地砖0.45m以下范围内布设绿化土底封层3，便于绿化树种垂直根系快速向下生长，保持绿化树种植株的稳定。
26.对于从绿化土底封层3穿过的根系，在某一时间节点上通常为局部根系、而非所有根系同时穿透绿化土底封层3，在该时间节点上产生的应力可视为集中应力，该集中应力由绿化土底封层3传递至细砂根系快速通过及传力隔离层4时，该层的细砂结构与土壤相比具有无黏结力、大孔隙的特征，可使集中应力变为均布应力，使细砂根系快速通过及传力隔离层4起到柔性护垫的作用，使应力继续向绿化土顶封层6传递时的应力值小于土体剪切破坏的应力值，防止集中应力剪切土体破坏，进而阻止根系穿透应力对树坑侧石8、相邻人行道第一排砖7的起拱破坏。
27.所述细砂根系快速通过及传力隔离层4与人行道地砖6顶面高程相差0.25
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0.35m。
28.即按照常规浅根性绿化树种侧根发达且主要分布在地表30～40cm内、45cm以下明显减少的根系分布规律，布设细砂根系快速穿透及传力隔离层4，使浅根性绿化树种主要侧向根分布深度范围内的侧向根在水平穿越土层时阻力减小、快速完成水平穿越，以减少对穿越根系顶部土壤受到集中应力值和作用时长。关键是对于从细砂根系快速通过及传力隔离层4穿过的根系所产生的应力可视为集中应力，局部根系穿透时的集中应力会将包裹根系的细砂向外挤压，并将应力通过细砂的挤压应变向四周传递。由于细砂结构与土壤相比
具有半流动性的特征，细沙层受压产生的应变会因细砂发生流动而导致传递至四周的应力逐渐减小并最终无法对上层绿化土顶封层5造成破坏，起到使根系穿透集中应力基本在细砂根系诱导阻断及传力隔离层4内被阻断的作用，阻止根系穿透应力继续向上层绿化土顶封层6传递，预防树坑侧石8、相邻人行道第一排砖的起拱破坏。同时，细砂根系快速穿透及传力隔离层4采用细砂结构，与周边土壤环境相比，所含水分、肥料较少，将其布设在行道树浅层根系主要分布深度范围内可抑制浅层侧向根系发育，使浅层根系经由更深的土层向侧向生长；与侧向根从浅层土壤侧向生长时相比，根系上层覆盖土壤产生向下的土壤压应力增加，而根系顶升力一定，从而减少根系生长对表层土壤的顶升破坏。
29.对于少量仍然从细砂根系快速通过及传力隔离层4穿过的根系，通常为局部根系、而非所有根系同时穿透绿化土底封层3，穿透根系产生的应力可视为集中应力，但该层的细砂结构与土壤相比具有松散、无黏结力和大孔隙的特征，局部根系穿透时的集中应力产生的应变会导致周边砂粒向低应力方向移动、相应应变减少并最终使应力减小，起到使集中应力基本在细砂根系诱导阻断及传力隔离层4内被阻断，使细砂根系诱导阻断及传力隔离层4起到半流动性阻断层的作用，使应力时的应力值小于土体破坏的应力值，阻止根系穿透应力继续向绿化土顶封层6传递，并对树坑侧石8、相邻人行道第一排砖7的起拱破坏。
30.所述根系穿透土体顶升应变补偿层5的顶部高程与人行道地砖7顶面高程相差0.24
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0.34m。根系穿透土体顶升应变补偿层5采用花生壳铺设、铺设厚度1cm。一方面，随着花生壳的有机物逐渐腐败分解产生的多孔夹层结构，可补偿绿化树种侧向根系生长对顶部土层的顶升应变空间；另一方面由花生壳残渣形成的网状夹层可以过滤上部土壤细颗粒，对容易受地表降水入渗水压力影响的地表20cm范围内的表层土壤起到防止土壤细颗粒随地表雨水下渗堵塞细砂根系快速穿透及传力隔离层4孔隙、使细砂根系快速穿透及传力隔离层4细砂能够长期保持良好的流动性；同时，可使地表养分可通过该层并入渗到植物根系，但土壤细颗粒。花生壳腐败后形成的疏松空间为土体顶升应变预留了变形补偿空间，防止土体直接被顶升而导致树坑侧石、侧石外侧人行道第一排砖面起拱破坏现象。
31.所述绿化土顶封层6的顶部高程与人行道地砖7顶面高程一致或接近一致。
32.所述细砂根系快速穿透及传力隔离层4由细度模数为2.2以下的细砂粒组成，细砂根系诱导阻断及传力隔离层4的水平宽度不小于20cm，即所述预留栽植坑坑壁2至细砂根系诱导阻断及传力隔离层4外边缘的最小水平宽度不小于20cm。细砂的半流动特性，可有效切断侧向根系顶升应力向地面传递的途径。同时，细砂的水分、肥力条件贫瘠，抑制侧向根系的大量生长，并诱导侧向根系从水分、肥力条件更好的深层土壤向外水平生长，减少对地表顶升起拱的影响。
33.所述细砂根系快速通过及传力隔离层4的布设深度与乔木浅层侧向根主要分布深度范围一致，或大于乔木浅层侧向根主要分布深度范围。
34.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种用于防止人行道铺砖路面受行道树根系生长发生起拱破坏的树坑结构，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
35.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。