| 项目基本内容 |
1、项目背景（研究目的）和意义
（1）护面作为道路、航道等交通工程的重要设施，已不仅仅需要满足安全性等工程要求，更需要满足人们日益提高的生态环境要求，开发应用新型绿色护面技术已成为我国交通建设发展的必然趋势，对构建健康和谐的生态系统、保护沿线生态环境具有重要意义。
护面作为道路、航道工程建设的重要设施之一，是各种新技术、新材料、新工艺和新结构在线路工程中的主要应用领域。随着护坡工程大规模的兴建，人们对护面的功能要求也越来越高，不仅要满足强度、稳定、安全性和耐久性等工程要求，还要充分考虑生物、环境和人的相互影响和作用。护面工程要既能达到防护的目的，又能使生物、环境和人三者协调发展，护坡工程技术也应由原来的纯工程性措施逐步向生态工程技术发展。绿色生态护坡旨在创造良好的生物生存环境以及绿色的自然景观，同时形成吸纳雨水的场所，形成具有一定强度、安全性和耐久性，满足交通运输和水利行洪的需要，并且有着丰富生物和能量活动的过渡地带，因此开发新型绿色护面已成为我国交通建设发展的必然趋势，生态绿色护面的建设，使护坡工程不仅具有束水、固土的功能，而且能够吸纳雨水、提高环境的自净能力、对被污染的航道水体进行修复，对构建健康、和谐的线路生态系统、保护沿线生态环境具有重要意义。
（2）开发环境友好型碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面，既能解决天然植物护面抗水力侵蚀能力不足的问题，同时又能弥补传统混凝土护面造价较高、渗水能力差且缺乏自然性的缺点，具有重要的环境、经济及社会效益。
传统护面结构多采用混凝土或砌石等常规土木建筑材料修建而成，虽然有足够的强度抵御雨水、水流以及船行波等水力侵蚀的影响，但是普遍存在造价较高、缺乏自然性以及材料不环保等缺点；在越来越重视工程生态性和自然性的今天，人们更喜欢使用绿色环保材料、建设生态和自然的植被护面，然而天然植被护面的抗水力侵蚀的能力远远低于混凝土等人工材料的护面，在很多地方因为无法满足设计要求而不能使用。环境友好型碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面的研发则可以有效地解决这一矛盾。碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面是指将普通工程碎石与高分子聚合物（高聚物）按照一定的配比混合均匀形成复合材料，将该复合材料直接铺设于结构表面形成护面层。一方面，相比较于混凝土等常规不透水护面材料而言，由于碎石高聚物复合材料中高聚物含量较少，碎石材料所具有的多孔性特点得以保留，因此碎石高聚物复合多孔护面是一种透水性护面；另一方面，高聚物将碎石颗粒很好粘结在一起，增强了碎石材料的整体性，因此碎石高聚物复合材料也具有了较高了抗冲刷侵蚀能力，所形成的护面为耐冲刷侵蚀护面。碎石高聚物复合材料制备如图1所示，图2为所形成护面示意图。
碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面不仅具有较高的抗冲刷性能，还具有常规混凝土护面所缺乏的“海绵作用”，即其良好的原位透水和蓄水性，能够及时有效吸纳降雨保持坡面水土，减缓航道入泥量和行洪压力、改善边坡的稳定性。碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面在保持植被护面的生态和景观功能的前提下具有了较高的抗冲刷能力和透水能力，并减少了混凝土等高能耗材料的使用，同时还降低了工程造价。因此，开发碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面，既能解决天然植物护面抗水力侵蚀能力不足的问题，同时又能弥补传统混凝土护面结构造价较高且缺乏自然性的缺点，不仅具有重要的环境及社会效益，还具有显著的经济效益。
图1 碎石高聚物复合材料制备图 图2 碎石高聚物复合多孔护面示意图
（3）开展新型碎石高聚物复合多孔材料的系统研究，进行物理力学性能的定量分析，揭示其工程性能特点和适用性，为碎石高聚物复合多孔材料在海绵城市建设中的推广应用提供参考依据，具有重要的工程价值和理论意义。
碎石高聚物复合多孔材料作为一种新型的工程材料，其先进的工程理念和良好的工程特性已经逐步展露，在公园、停车场、学校、市政道路等工程中得到应用，但目前普遍存在理论研究远远落后于工程实际的问题，其设计、施工以及达到的效果等环节，对以往经验的依赖性过多，缺乏相应的理论指导。对这种新材料物理力学性能缺乏系统研究、对其工程性能特点了解不深入是出现上述问题的重要原因，特别是对于其强度和多孔透水性能以及相关因素的影响还缺乏系统研究，这也严重制约了这种新材料的工程应用，如海绵城市建设中需要的透水路面材料等。因此，开展碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面技术的系统研究，对其物理力学性能（强度、孔隙率、抗冲刷性能等）及相关影响因素进行分析，从而为碎石高聚物复合多孔材料在海绵城市建设中的推广应用提供科学可靠的工程参数和参考依据，具有重要的工程价值和理论意义。
针对以上现状和存在的问题，本项目针对碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面技术进行系统研究，主要包括开展碎石高聚物复合材料强度与孔隙特性研究，以及水流作用下碎石高聚物复合多孔耐侵蚀护面稳定和抗冲刷侵蚀特性和破坏机理研究，并完成相应的技术集成，形成适合我省的耐冲刷侵蚀生态护面技术。
本项目采用碎石高聚物多孔复合材料形成的耐冲刷护面，既满足了防护功能要求，又注重生态恢复和环境保护功能；不仅利用新型的环保材料和技术取代了传统高能耗材料与工艺，还降低了工程造价。碎石高聚物复合多孔材料还具有以下特点：透水透气性好，能提供地面以下动植物所需的水分和养分、改善周环境的温度和湿度；对光线具有很好的反射作用，缓解城市“热岛效应”；颜色丰富、路面美观，能与周围环境相互协调，增加整体环境的美观性；荷载和温度敏感性小，能适应严寒酷暑等不同的工程环境。基于以上特点，该材料可广泛应用于路面、室外停车场、公园、步行街、人行道、大型广场、小区道路、河流堤岸、水渠、道路护坡等工程，可作为海绵城市建设环境友好型透水材料使用。
|
