一种边坡保护连接板、生态护坡及其建造方法与流程

1.本发明属于环保技术领域，涉及环保建筑结构，具体涉及一种边坡保护连接板、生态护坡及其建造方法。


背景技术：

2.众所周知，边坡有泥土边坡、水泥边坡和裸岩边坡等，各类型边坡都存在着不同的缺点，例如：泥土边坡的稳定性、水泥边坡的环保绿化、裸岩边坡的植被覆盖率和边坡都存在的滑石以及水流湍急等问题。
3.现有技术中对各种不同边坡的防护问题，对于泥土边坡一般采用混凝土建造有效设施，避免其崩塌确保边坡的稳定，该方法最大问题在于对边坡生态环境的破坏且建造成本高。另一种方式则是在边坡上大量种植植物，通过植被对边坡进行保护，该方式的植被往往因为边坡水土的流失其存活率低生长缓慢。针对岩石边坡多数使用锁土网的方式锁定边坡，首先该技术不能防止边坡土石营养成分流失，边坡上难以形成植被保护层，并且该技术不能解决岩石边坡滑石等问题。在边坡绿化上，实施后期维护成本偏高，植被生长不能保持一种长期稳定。
4.目前为止，尚未有一种建造方法可以适用于任何一种边坡，本发明可以有效的建造稳固的环保护坡，并且可以应用于各式各样的边坡。
5.虽然申请人已公开了一种用于预防地质灾害的生态护坡及其建造方法，但是对废旧轮胎在坡度较大的斜坡上的固定较为不牢固，轮胎可能容易发生滑动错位，造成边坡覆盖不完整。


技术实现要素：

6.为克服现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种边坡保护连接板、生态护坡及其建造方法。
7.本发明所述边坡保护连接板，由三个弧形段成中心对称状态拼接而成，各个弧形段半径和弧度相等且圆心均在边坡保护连接板之外，弧形段之间通过连接段连接，所述弧形段上分布有多个成弧形分布的钉状突勾，连接段上设置有至少一个固定孔，所述边坡保护连接板还包括与固定孔配合的牵引钉。
8.优选的，所述钉状突勾为锥形，上方设置有一个或多个对称分布的平行钩。
9.优选的，所述牵引钉上设有多对倒钩。
10.本发明还公开了一种生态护坡，包括在坡面上连续排列的多个直径相同的废弃轮胎，所述废弃轮胎通过固定在坡面上的多个边坡保护连接板连接，每个边坡保护连接板连接三个废旧轮胎；所述废弃轮胎内从下至上填充保水材料层、营养土层和防流失层，所述营养土层内种有植物，所述废弃轮胎之间的空隙填充有土壤。
11.优选的，所述废弃轮胎间距与边坡坡度的关系为：坡度小于15
°
时满足轮胎间距小
于轮胎直径；坡度大于15
°
小于30
°
时满足轮胎间距小于轮胎半径；坡度大于30
°
时采用轮胎相切的密集排列。
12.优选的，所述营养土层中包括土壤，还包括秸秆、酒糟、豆渣、香灰、海藻精、牡蛎壳粉中两种以上的混合物；其中土壤体积60%
‑
80%；秸秆、酒糟、豆渣、香灰、海藻精、牡蛎壳粉混合物20%
‑
40%。
13.优选的，所述保水材料中是吸水树脂、气凝胶或类陶粒与秸秆、纤维素、豆渣、香灰的一种或多种混合物。
14.本发明还公开了一种生态护坡建造方法，包括以下步骤：s1.考察边坡坡度和土质，确定使用的牵引钉和边坡保护连接板规格，修整坡面；s2.使用所选牵引钉将边坡保护连接板固定在坡面上；s3.将废弃轮胎对应孔位错位固定在坡面的边坡保护连接板上；s4.依据坡面斜度，对废弃轮胎依次进行保水材料、营养土层、防流失层的填充，并种植植物；s5.步骤s1
‑
s4完工后，对种植植被进行保养至植物成活与现有技术相比，本发明所述边坡保护连接板、生态护坡及其建造方法具有如下有益效果：一．本发明通过将废弃轮胎制成模块化的边坡环保护坡结构，根据坡体软硬地质情况选用适宜的牵引，使其可以在各种边坡如泥土边坡、水泥边坡、裸岩边坡等表面覆盖一层保护层，且该保护层可快速的生长出植物，以达到保护和绿化边坡的目的。
15.二．本发明将废弃轮胎合理运用到边坡优化工程中，在废弃轮胎回收处理过程中避免了对环境的污染，并将废弃轮胎的剩余价值最大化利用，同时该方法工作效率高、成本低廉、经济环保。
16.三．本发明采用特定的边坡保护连接板使其错位排列固定，使轮胎之间连接更加牢固，也更便于施工，组合出的环保护坡结构有更高的稳定性，且给予边坡更大的保护范围和绿化区域。
17.四．本发明通过对废弃轮胎进行填充并且填充物总高度低于轮胎胎面宽的方法，让轮胎自重增加提高了轮胎在坡面的稳定性，也让每个废弃轮胎模块具备蓄水池和挡墙的功效，通过矩阵化这些模块，可以预防边坡滑石和减缓边坡湍急水流。
18.五．本发明利用废弃轮胎结构和对其特殊的分层填充方式，其中营养土有助于植被的快速生长，而保水材料和胎面的不透性使其可以常年蓄水，为植被提供充足水分，防流失层有着保护胎内土壤的能力。这为植被提供了常年生长的条件，后期无需人工养护，且增加了生态效益和景观美感。
19.六. 利用参考值与方程式，可以大幅简化施工难点与程序，提升护坡工程建造效率、降低施工成本。环保护坡模块化的组合方式和多样化的安装形式使其也具备多地形的实际应用价值。
附图说明
20.图1为本发明所述生态护坡的一个具体实施例侧视示意图；图2为本发明所述边坡保护连接板的一个具体实施例示意图；
图3为本发明所述废弃轮胎施工时的一个具体实施方式；图4为本发明所述边坡保护连接板的又一个具体实施例示意图；图5为本发明所述边坡保护连接板的又一个具体实施例示意图；图6为本发明所述生态护坡的又一个具体实施例示意图；图7为本发明所述生态护坡中废弃轮胎内部填充物的一个具体实施方式示意图；图8为本发明所述生态护坡的又一个具体实施例示意图；附图中主要标记名称为：1
‑
坡面、2
‑
边坡保护连接板、3
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废弃轮胎、4
‑
植物、23
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牵引钉、24
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膨胀式牵引钉、32
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保水材料、33
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营养土层、34
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防流失层、21
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钉状突勾、22
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固定孔、211
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平行钩、31
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轮胎定位孔、231
‑
倒钩。
具体实施方式
21.下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
23.本发明所述边坡保护连接板，由三个弧形段成中心对称状态拼接而成，各个弧形段半径和弧度相等且圆心均在边坡保护连接板之外，弧形段之间通过连接段连接，所述弧形段上分布有多个成弧形分布的钉状突勾，连接段上设置有至少一个固定孔，所述边坡保护连接板还包括与固定孔配合的牵引钉。
24.本发明所述边坡保护连接板主要用于将废弃轮胎固定在边坡上，如图1所示。
25.边坡保护连接板可通过牵引钉穿过固定孔将其固定在坡面上，每个边坡保护连接板可连接三个废弃轮胎，将轮胎穿过各个弧形段上设置的钉状突勾将轮胎固定在边坡保护连接板上。
26.图2所示为本发明所述边坡保护连接板2的一个具体实施方式，边坡保护连接板2上分布有钉状突勾 21，固定孔22在弧形段上固定孔之间成等边三角形分布，所述固定孔内可穿设牵引钉，所述钉状突勾21可以呈一种具有倒勾的形状，如图2所示，钉状突勾为锥形，上方设置有一个或多个对称分布的平行钩211，使可与轮胎上的轮胎定位孔31对应进行过盈配合，使其更为牢靠的抓住在其上方的废弃轮胎模块。边坡保护连接板2采用如图2所示的结构设计，通过制作不同长度的连接段可以适用于不同的轮胎间距，边坡保护连接板中连接段长l应不超过轮胎直径。边坡保护连接板2将轮胎固定在边坡上的同时将轮胎之间通过边坡保护连接板连接，更利于边坡保护结构的稳定。
27.图3所示为将尺寸相同大小适宜的废弃轮胎3进行简单预加工，每个轮胎的一侧胎侧先加工出多个轮胎定位孔，轮胎定位孔31直径要小于所述边坡保护连接板2上钉状突勾21直径，确保轮胎定位孔31与边坡保护连接板上钉状突勾21为过盈配合，由于轮胎为橡胶材质，具备弹性，可以卡入尺寸较大的钉状突勾，确保连接的稳定性。轮胎定位孔31的分布位置应与弧形段成弧形分布的钉状突勾位置相对应。
28.图4所示为本发明实施中应对土质较软边坡如泥土边坡时采用的一种具有倒钩231的牵引钉23。通过穿过边坡保护连接板2上的固定孔22，对较软地质边坡直接插入而不
必预先钻孔，牵引钉23上端倒钩231设有勾部，钉于边坡保护连接板一侧并利用其上端的勾部勾扣于边坡保护连接板上，达到边坡保护连接板稳固在边坡上的效果。
29.图5所示为本发明实施中应对较硬边坡如水泥边坡或裸岩边坡采用的一种膨胀式牵引钉24与边坡保护连接板的组合，在使用所述膨胀式牵引钉24时需要预先在边坡上修整出与边坡保护连接板2固定孔22对应的预设孔，连接时将膨胀式牵引钉24穿过固定孔22钉入边坡上的预设孔，将边坡保护连接板2固定在边坡上。
30.本发明公开的生态护坡，包括在坡面上连续排列的多个直径相同的废弃轮胎，所述废弃轮胎通过固定在坡面上的多个边坡保护连接板连接，每个边坡保护连接板连接三个废旧轮胎；所述废弃轮胎内从下至上填充保水材料、营养土层和防流失层，所述营养土层内种有植物，所述废弃轮胎之间的空隙填充有土壤。
31.其中防流失层的作用是阻挡轮胎内填充的营养土层流失，可以采用鹅卵石等，营养土层包括土壤，还包括秸秆、酒糟、豆渣、香灰、海藻精、牡蛎壳粉中两种以上的混合物；其中土壤体积60%
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80%；秸秆、酒糟、豆渣、香灰、海藻精、牡蛎壳粉混合物20%
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40%。所述保水材料可以是吸水树脂、气凝胶或类陶粒与秸秆、纤维素、豆渣、香灰的一种或多种混合物。
32.本发明用于改善各类不同边坡缺点的环保护坡，包括由废弃轮胎制成的多个环保护坡模块错位排列构成的边坡覆盖层，所述模块铺设密度取决于边坡坡度，所述废弃轮胎内填充有供植物生长的营养土和保水材料以及防止胎内土壤流失的防流失层，所述营养土内种有绿植，所述废弃轮胎之间空隙填充土壤，所述废弃轮胎错位排列由边坡保护连接板勾持，所述边坡保护连接板根据坡体软硬地质情况选用适宜的牵引钉将其固定在边坡上。可绿化水泥边坡、稳定泥土边坡、改善岩石边坡裸露和滑石问题。本发明将废弃轮胎合理运用到各种边坡缺点的改善工程中，优化完善边坡状况的同时解决了废弃轮胎的回收处理问题。
33.众所周知，边坡有泥土边坡、水泥边坡和裸岩边坡等，各类型边坡都存在着不同的缺点，例如泥土边坡的稳定性、水泥边坡的环保绿化、裸岩边坡的植被覆盖率和边坡都存在的滑石以及水流湍急等问题。本发明所述生态护坡可以应用于各式各样的边坡。
34.针对泥土边坡，可以在泥土边坡上铺设一层环保护坡模块，该模块由废弃轮胎制成。该铺设层给坡面提供一层保护稳固边坡，并可防止土坡水土流失，每个模块给林木生长提供条件，林木根系成熟后形状复合保护层对坡面形成固定。
35.针对水泥边坡，边坡上的每个废弃轮胎都具备长期储水功能和填充有供植物生长的营养成分，这给植被提供了长期生长的条件。是一种让水泥边坡重新恢复生态环境的有效方法。
36.针对岩石边坡，也与水泥边坡一样可恢复其生态环境。并且通过形成环形挡土墙，在岩石边坡中其可以有效发挥出避免滑石的功效。对于各种不同边坡该挡土墙都可作为水流湍急的缓冲设施。
37.坡面上被填充的废弃轮胎通过受到自身重量和轮胎之间填充土壤的重量在延坡面向下的分力和边坡保护连接板给予的延坡面向上剪切力的平衡以保持坡面上被填充的废弃轮胎的稳定。边坡保护连接板连接段长l越长其使用边坡保护连接板的数量就越少，边坡轮胎间距增大，轮胎密度减少。
38.坡面上物体所受延坡面方向向下的分力f为：f=sin(θ)*m*gθ:表示边坡坡度;m:表示边坡上物体质量;g:表示的是重力加速度,默认为9.8n/kg;边坡保护连接板在固定单个轮胎同时将轮胎之间连接，这样的结构使得边坡上相邻三个轮胎轴心连线为等边三角形，故轮胎之间存在可填充土壤的孔隙。轮胎模块保护胎内填充物的同时还需限制这些土壤的流失，要达到这样效果，边坡保护连接板的连接段长l不能超过轮胎直径。
39.本发明由坡面坡度来决定轮胎密度，在达到环保护坡效果的同时节约耗材，根据改变边坡保护连接板连接段长l来控制轮胎密度，通过边坡上物体延坡面向下分力随边坡坡度的改变的趋势，给出了一定参考范围如下：坡度小于15
°
时满足轮胎间距小于轮胎直径；坡度大于15
°
小于30
°
时满足轮胎间距小于轮胎半径；坡度大于30
°
时采用轮胎相切的密集排列。
40.图6所示为在低坡度边坡上轮胎通过边坡保护连接板的错位排列示意图，图中边坡坡度为25
°
，使用边坡保护连接板连接段长l为轮胎半径长度，来改变轮胎间距和铺设密度，在轮胎间间隙填入土壤，边坡保护连接板2通过膨胀式牵引钉24固定在较硬边坡上，废弃轮胎3通过轮胎定位孔31错位排列在边坡保护连接板2上方。而图1所示的具体实施方式中，边坡坡度为45
°
，轮胎则采用轮胎相切的密集排列方式。
41.图7所示为所述生态护坡中废弃轮胎内部填充物的一个具体实施方式示意图，填充物增加了轮胎自重增强了轮胎在边坡上的稳定性。轮胎内的填充物可由下到上分别为保水材料层32、营养土层33、防流失层34，其中保水材料层32可以采用吸水树脂、气凝胶或类陶粒等物质，利用轮胎材料的不透水透气性，可以在降雨或水流浸泡时存储水分供植物使用，所述保水材料32填入弃轮胎朝坡底方向胎侧的凹陷部分，填入量要确保保水材料可受到胎面和胎侧的限制和保护。
42.营养土可以由就近取得到的土壤与秸秆、酒糟、豆渣、香灰、海藻精、牡蛎壳粉一种或多种的混合物，配备完成植物种子可先混入其中或者洒在表面，也可以在轮胎内种植根系发达树木或深根系乔灌木。最后在铺上2.0
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3.0cm厚的鹅卵石作为防流失层以保土壤。所述填充物总高度需要低于轮胎胎宽以形成挡土墙。
43.图8为本发明实施实例中一段公路两侧坡度大致为50度，高度约为3米的水泥坡地的绿化项目，使用膨胀式牵引钉将边坡保护连接板固定在水泥边坡上，轮胎相切密集排列通过边坡保护连接板固定在边坡上，在填充的营养土中混入草本种子，并选择性种植林木，通过后期一段时间的维护可达到水泥坡地的绿化工程如图示效果。由图8所示，环保护坡模块可直接接触路面安装，也可根据坡地需要如存在排水渠时实行悬空安装，这展现了本发明因地适宜的实用性。
44.生态护坡的建造方法可以包括以下步骤：s1.考察边坡坡度和土质，确定使用的牵引钉和边坡保护连接板规格，修整坡面；s2.使用所选牵引钉将边坡保护连接板固定在坡面上；
s3.将废弃轮胎对应孔位错位固定在坡面的边坡保护连接板上；s4.依据坡面斜度，对废弃轮胎依次进行保水材料、营养土层、防流失层的填充，并种植植物；s5.步骤s1
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s4完工后，对种植植被进行保养至植物成活。具体实施例1一个泥土边坡的稳固绿化工程，边坡长约20米高4米，坡度大约为45度的泥土坡，图1为该实施例效果图，实施第一步将坡面修整相对平整后，在土坡表面浇灌一定量的水使其表面湿润且软，有助于牵引钉的直接插入。
45.使用轮胎相切的密集排列方式，选用具有倒勾形状的牵引钉穿过边坡保护连接板上固定孔，在坡面上自下而上顺序安装好边坡保护连接板，其中边坡保护连接板规格按照需要处理的废弃轮胎大小制作。
46.将预设有固定孔的废弃轮胎，与边坡保护连接板上钉状突勾过盈配合将轮胎固定在边坡上，废弃轮胎之间错位排列以确保泥土边坡的绿化和保护范围。
47.将修整过程中铲出的土壤与有机肥料按照1：2的比例混合制备出营养土；有机肥料是秸秆、豆渣、香灰按照1：1：1体积比混合物；首先在轮胎内填入吸水树脂、气凝胶作为保水材料，填入量为废弃轮胎朝坡底方向胎侧的凹陷部分；然后填入营养土并在轮胎内土壤中种植茶树，最后在营养土层上铺上2.0
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3.0cm厚的鹅卵石作为防流失层。填充物总高度低于轮胎高度形成环形挡土墙。最后对种植植被进行保养至植物成活。
48.上述填充方式都是为了给植物提供长期生长有利条件，以及形成挡土墙可防止山坡滑石和缓冲边坡水流湍急的情况。
49.具体实施例2一段公路两侧坡度大致为50度，高度是3米的水泥边坡的绿化项目。如图8为该具体实施例的工程设计效果图。该工程项目中马路坡地一侧存在排水渠，故环保护坡模块在该侧实行悬空安装如图8左侧所示，另一侧采用与马路接触式的安装如图8右侧所示。实施中首先确定使用膨胀式牵引钉和采用轮胎相切的密集排列方式。规划好需要使用的废弃轮胎后设计制作出与之相对应规格的边坡保护连接板。
50.边坡保护连接板上的固定孔位置加工完成后，到水泥边坡进行测量，根据边坡保护连接板大小计算出膨胀式牵引钉在边坡上的钉入点位，依据预设好的点位在边坡上加工出深度为膨胀式牵引钉长度三分之二的一系列预钉孔。
51.通过预钉孔和膨胀式牵引钉将边坡保护连接板固定在边坡上，废弃轮胎的安装与填充过程和具体实施例一中相似。不同处在于，水泥边坡主要目的在于绿色美化，故在本实例中轮胎内营养土中混入了早熟禾和四季常青草种子，以便后期在水泥边坡上实现全绿色草坪覆盖。并在废弃轮胎之间间隔种植根系发达树木如白榆，白皮松，使其充分光合作用。
52.与现有技术相比，本发明所述边坡保护连接板、生态护坡及其建造方法具有如下有益效果：一．本发明通过将废弃轮胎制成模块化的边坡环保护坡结构，根据坡体软硬地质情况选用适宜的牵引，使其可以在各种边坡如泥土边坡、水泥边坡、裸岩边坡等表面覆盖一层保护层，且该保护层可快速的生长出植物，以达到保护和绿化边坡的目的。
53.二．本发明将废弃轮胎合理运用到边坡优化工程中，在废弃轮胎回收处理过程中
避免了对环境的污染，并将废弃轮胎的剩余价值最大化利用，同时该方法工作效率高、成本低廉、经济环保。
54.三．本发明采用特定的边坡保护连接板使其错位排列固定，使轮胎之间连接更加牢固，也更便于施工，组合出的环保护坡结构有更高的稳定性，且给予边坡更大的保护范围和绿化区域。
55.四．本发明通过对废弃轮胎进行填充并且填充物总高度低于轮胎胎面宽的方法，让轮胎自重增加提高了轮胎在坡面的稳定性，也让每个废弃轮胎模块具备蓄水池和挡墙的功效，通过矩阵化这些模块，可以预防边坡滑石和减缓边坡湍急水流。
56.五．本发明利用废弃轮胎结构和对其特殊的分层填充方式，其中营养土有助于植被的快速生长，而保水材料和胎面的不透性使其可以常年蓄水，为植被提供充足水分，防流失层有着保护胎内土壤的能力。这为植被提供了常年生长的条件，后期无需人工养护，且增加了生态效益和景观美感。
57.六. 利用参考值与方程式，可以大幅简化施工难点与程序，提升护坡工程建造效率、降低施工成本。环保护坡模块化的组合方式和多样化的安装形式使其也具备多地形的实际应用价值。
58.前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。