公路護(hù)坡生態(tài)無紡布應(yīng)用性能及植被恢復(fù)研究

張國炎

(杭州諾邦無紡股份有限公司，浙江杭州311100)

1　課題研究的意義

公路護(hù)坡生態(tài)防護(hù)是指單獨(dú)用植物或者用植物與土木工程、非生命的植物材料等相結(jié)合的固坡措施［1］。該技術(shù)將邊坡保護(hù)和邊坡綠化有機(jī)地結(jié)合在一起，不但可以恢復(fù)裸露邊坡的植被，還具有保障道路和行車安全、降低硬性材料防護(hù)成本的特點(diǎn)，而且有防止水土流失、降低噪音和粉塵污染的生態(tài)效應(yīng)，是穩(wěn)定邊坡、保持水土、綠化美化邊坡的最佳途徑。目前在邊坡生態(tài)防護(hù)中，普遍應(yīng)用聚丙烯 (PP)非織造材料作為公路護(hù)坡生態(tài)毯，為防止PP老化，需要對材料進(jìn)行抗紫外線處理，增加了成本，還不利于環(huán)保，因此應(yīng)開發(fā)一種環(huán)保效果好的公路護(hù)坡生態(tài)毯。

黃麻纖維質(zhì)輕、價(jià)廉、可生物降解、對環(huán)境無污染，并具有較高的比強(qiáng)度和比模量。棉纖維制品具有良好的強(qiáng)度和一定的耐摩擦牢度，對巖石坡面具有較好的粘附性、吸濕性和透氣性，柔軟而保暖，在自然環(huán)境下可以降解并轉(zhuǎn)化為植物生長的養(yǎng)料。聚丙烯纖維(PP)及其制品具有良好的物理機(jī)械性能;優(yōu)良的可加工性和獨(dú)特的降解性能。利用機(jī)械梳理成網(wǎng)后，在針刺機(jī)上對上述三種纖維網(wǎng)進(jìn)行固結(jié)，生成地毯式非織造材料作為護(hù)坡式生態(tài)毯。

本文以黃麻、廢棉、聚丙烯(PP)纖維為原料，利用非織造加工技術(shù)開發(fā)不同結(jié)構(gòu)、質(zhì)量符合要求的針刺非織造材料，用做公路護(hù)坡生態(tài)毯;研究不同結(jié)構(gòu)對生態(tài)毯性能的影響，研究不同結(jié)構(gòu)對植被恢復(fù)的影響。

2　成型工藝方案設(shè)計(jì)與性能測試

2.1　制備試樣一的工藝流程:

方案1中棉、黃麻、PP配比為2:3:5，先將這三種材料一起混合開松，再梳理成網(wǎng)，利用針刺加固方法，對纖維網(wǎng)進(jìn)行加固，制成針刺氈，成型處理后，進(jìn)行性能測試。

2.2　制備試樣二的工藝流程:

方案2中棉、黃麻、PP配比為2:3:5，為了使麻纖維能夠達(dá)到很好的開松效果，先將長的麻纖維剪成很碎的短纖維 (10cm左右)，然后通過手工開松，再經(jīng)開松梳理成網(wǎng)。棉纖維和PP纖維混合開松，梳理成網(wǎng)。然后把它們手工層鋪成網(wǎng)，針刺制成針刺氈，經(jīng)成型處理后，進(jìn)行性能測試。

2.3　制備試樣三的工藝流程:

方案3中棉、黃麻、PP配比為2:3:5，麻、pp、棉分別開松后梳理成網(wǎng)，然后再按黃麻在第一層，PP在中間，棉在最下層，手工成網(wǎng)，經(jīng)針刺制成針刺氈后，進(jìn)行成型處理，然后性能測試。

3　植被恢復(fù)性實(shí)驗(yàn)

3.1　實(shí)驗(yàn)方法

(1)準(zhǔn)備好試樣 (棉:麻:pp為2:3:5的一層復(fù)合，二層復(fù)合，三層復(fù)合的生態(tài)毯)，并分別將其裁剪成6×6cm的試樣;(2)將種子 (菜種)分別種入土里，方案一:種子上面無試樣;方案二:種子上面鋪上一層復(fù)合的生態(tài)毯試樣;方案三:種子上面鋪上二層復(fù)合的試樣，方案四:種子上面鋪上三層復(fù)合的生態(tài)毯試樣，然后觀察不同條件下種子的生長情況;(3)根據(jù)結(jié)果分析不同生態(tài)毯對植被的恢復(fù)性的影響，尋找規(guī)律。三層結(jié)構(gòu)二層結(jié)構(gòu)一層結(jié)構(gòu)

圖4-1植被穿過不同復(fù)合結(jié)構(gòu)生態(tài)毯的情況

3.2　植被恢復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

表3-2　不同生態(tài)毯性能與植被恢復(fù)的情況

由表4-1、圖4-1和表5-2可知，三層結(jié)構(gòu)的生態(tài)毯最有利于植被的生長，說明透水性越好，越有利于植被生長，此外，相比于丙綸生態(tài)毯，我們可知，在保證強(qiáng)力的情況下，我們應(yīng)適當(dāng)降低該生態(tài)毯的厚度及面密度，增加其透氣透水性。

4　結(jié)論與展望

本論文選擇棉、麻、PP纖維纖維為原料，采用不同分層結(jié)構(gòu)制備公路護(hù)坡生態(tài)毯，實(shí)驗(yàn)分析制品自然降解性能及植被恢復(fù)性能，得出以下結(jié)論:

1.各種結(jié)構(gòu)生態(tài)毯力學(xué)性能都能滿足相關(guān)制品質(zhì)量要求;2.3層結(jié)構(gòu)生態(tài)毯有利于植被的修復(fù)，但對植物具有選擇性;3.在滿足生態(tài)質(zhì)量要求的前提下，3層結(jié)構(gòu)生態(tài)毯的厚度、透氣透水性可優(yōu)化。

5　展望

由于以天然纖維為原料生產(chǎn)的非織造產(chǎn)品擁有優(yōu)異的性能而且廢棄后對環(huán)境無污染而越來越受到人們的重視，同時(shí)由于天然纖維屬于可再生資源，對其合理的開發(fā)利用還可以節(jié)約資源，我相信在未來以天然纖維為原料生產(chǎn)的非織造產(chǎn)品一定會(huì)有更多的發(fā)展與創(chuàng)新。