生态混凝土护坡技术
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新型边坡生态防护、 植生技术
杨才千 吴 智仁
日本JCK株式会社 北京特希达新材料有限公司
1
报告内容
边坡防护技术概述 新型现浇透水·植生生态混凝 土边坡保护、植生技术 W-OH边坡保护、植生技术
2
护坡、植生技术设计流程
开始
Ye
边坡结构稳定与否
No
s
No
植生与否
Ye
s
Ye
植生与否
No
s
确保设施 安全工程
①施工面平滑，无消波效果，波浪上 扬厉害；②与堤体的刚度差别甚大， 地震时由于两者动态特性不同而导致 变形过大而断裂。
由于自身的过滤效果和消波效果，对洗掘，流失具 使用排水孔等方法，易造成流线集中
有高抵抗性能。
且流速较快，土粒子流失较严重。
景观性
能在生态混凝土上实现植生绿化，不仅改善景观， 景观型一般较差。 又能进一步加强坡面的稳固。
坡面都具有高度的安全性；②连续孔隙可设计性强， 水孔来实现；②无反滤性能，混凝土
反滤效果很好，不会发生管涌及土沙等颗粒流失现 与被保护体之间的界面必须设置防止
象。
土质细颗粒流出的材料。
①生态混凝土具有犹如米花糖状的表面，其消波效 果好；②生态混凝土与堤体相容性及具有多孔性等 特点，对地震时的变形适应性强。
• 1995年，日本混凝土工学协会提出了生态混凝土的概念，并 设立了生态混凝土研究委员会；
• 2001年，出版《多孔性混凝土河川护岸方法的手册》，主要 用于河道、蓄水池斜面边坡的生态治理；
• 2001年，同年成立了名为“关于确立多孔性混凝土的设计及 施工方法的研究委员会”。
中国的研究发展现状
• 研究起步较晚，但近年来，国家逐渐重视生态材料、技术方 面的研究，启动了863计划，投入大量的资金，在8个基地进 行开发研究。如，国家863“十五”重大科技专项“镇江城市 水环境质量改善与生态修复技术研究与示范”。
4）具有植生性能，改善生态环境和景观，可实 现可持续性长期生态护坡；
5）消波和吸附噪音及有害气体等附加功能等。
土中小动物 混凝土的碱性降低
植生生态混凝土护坡法
9
与普通混凝土的护坡效果比较
比较因素 现浇透水·植生生态混凝土 普通混凝土（现浇）
透水性
消波、抗 震性能
抗 洗 掘、 流失性能
①具有良好的透水性，可实现自由排水，故堤体及 ①不具备透水性，其排水只能通过排
国内外发展现状
英国19世纪50年代初，起初在无细骨料的情况下制 成了多孔混 凝土；1965年前后，传到北欧等寒冷地区国家，用于绝热保暖；
在美国，关于透水性混凝土的研究始于1956年。
日本发展现状
上世纪80年代，日本少数私营企业开始研发并应用生态混凝土
（亚洲产业株式会社、小泽混凝土工业株式会社等）；
6
SR-3（透水）
SR-4（植生）
外 观 棕褐色悬浊液
棕黄色悬浊液
主要成分
碳酸钙、硅石粉、机能性 无机盐及木质素磺酸・羟
碳酸钙、硅石粉、机能性无 机盐及改性聚羧酸组成的复
基羧酸组成的复合物
合物
固含量
40~46%
42~48%
pH
4.5±0.5
3.5±0.5
比 重 1.28±0.02
1.30±0.02
11
• JCK株式会社与国内清华大学、东南大学、青海大学等院校、 科研机构，建立了长期稳定、紧密协作的合作关系；并与北 京特希达新材料有限公司共同成立合资公司致力于将国际领 先水平的新型现浇透水·植生生态混凝土技术在中国应用和推7
传统被动护坡技术示意图
砌块或混凝土
碎石反滤层
传统护坡技术的不足
1）被动防护，堤体与外部处于物质、能量 的隔离状态，内部不稳定； 2）需铺设反滤层，施工麻烦； 3）坝体与保护层协调变形能力差，故抗震 动 能力差，耐久性能不好。 4）无环境、生态和景观附加功能等。
生 态 亲 和 其最大优点是具有良好的生态和环境亲和性能：内 部的连续孔隙可使水、空气等自由渗透，为动植物 无生态亲和性能及特征。
性能及特பைடு நூலகம் 及微生物提供栖息和活动空间，而且还可有效地提 高水质的自然净化能力。 10
三、SR-3/SR-4现浇透水·植生生态护坡技术介绍 SR-3/SR-4材料性能
类别
3
国内外边坡治理主要技术
现场浇筑混凝土 铺设石块或石板
被 钢混框架+砂浆 动 锚杆+砂浆 式 混凝土栅栏
金属塑网、碎石堆积 挡土墙、扛滑桩等
主 上述固定技术+植生技术
动 透水﹒植生生态混凝土技术等
式 绿化植生技术（W-OH植生技术、客土
喷施、植生垫以及植生带等方法）
4
透水·植生生态混凝土的护坡植生技术
传统护坡技术
8
二、 现浇透水・植生生态混凝土护坡原理
透水生态混凝土
低成本的自然填充土 陆生昆虫
透水生态混凝土护坡法
透水·植生生态护坡技术的优点
1）主动防护，水及空气等可在堤体与外部自由 流通，处于动态平衡状态；
2）无需反滤层，可现浇施工，施工性良好；
3）坝体与保护层协调变形性能好，故抗震动 能 力好，抗冻融性好，耐久性好；
一、生态混凝土国内外研究现状 二、 SR-3/SR-4材料及现浇透水·植生生态
混凝土性能特征 三、透水及植生护坡原理 四、基于SR-3/SR-4现浇透水·植生生态混
凝土的边坡保护、植生技术 五、所取得成果及其效应
5
一、 概念及国内外发展现状
概念：通过材料筛选，采用特殊工艺制造的具有特殊结构与表
面特性的，能减少环境负荷，与生态环境相协调，并能为环保 做出贡献的混凝土。（1995年日本混凝土协会）
•抛石护 坡法
植生群落设计
1）贴草皮 2）植生垫及植生布
3）厚层客土喷施法 +
4）种子+客土喷施 5) 纤维基材植生法
边6) 坡生物稳植定生袋工法程 +植生工程
植生群落设计
结构稳 定工程
结构稳定工程
1）框架+锚固+砂浆
+
植生工程
只有+ 边2坡）稳框定架工+砂程浆 锚杆+混34） ）凝预混土制凝喷混土浆凝+砂土浆块等
学的侵蚀能力，同时 微生物栖息，提高
防止Ca(OH)2的溶出， 了和生物共生能力，
改善了生态混凝土的 有效促进水质的自
环境亲和性。
然净化作用。
SR-3/SR-4 主要成分的功效
SR-3/SR-4
成分1
成分2
促进水泥的水 合反应，提高 混凝土早期强 度，确保孔隙 均匀和控制孔 径大小。
增加水合物与 骨料的附着能 力，增强骨料 间粘结层的强 度，提高了耐 久性。
成分3
成分4
在骨料表面形成致密 促进植物的光合作
的保护层，提高抗化 用，便于动植物及
杨才千 吴 智仁
日本JCK株式会社 北京特希达新材料有限公司
1
报告内容
边坡防护技术概述 新型现浇透水·植生生态混凝 土边坡保护、植生技术 W-OH边坡保护、植生技术
2
护坡、植生技术设计流程
开始
Ye
边坡结构稳定与否
No
s
No
植生与否
Ye
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Ye
植生与否
No
s
确保设施 安全工程
①施工面平滑，无消波效果，波浪上 扬厉害；②与堤体的刚度差别甚大， 地震时由于两者动态特性不同而导致 变形过大而断裂。
由于自身的过滤效果和消波效果，对洗掘，流失具 使用排水孔等方法，易造成流线集中
有高抵抗性能。
且流速较快，土粒子流失较严重。
景观性
能在生态混凝土上实现植生绿化，不仅改善景观， 景观型一般较差。 又能进一步加强坡面的稳固。
坡面都具有高度的安全性；②连续孔隙可设计性强， 水孔来实现；②无反滤性能，混凝土
反滤效果很好，不会发生管涌及土沙等颗粒流失现 与被保护体之间的界面必须设置防止
象。
土质细颗粒流出的材料。
①生态混凝土具有犹如米花糖状的表面，其消波效 果好；②生态混凝土与堤体相容性及具有多孔性等 特点，对地震时的变形适应性强。
• 1995年，日本混凝土工学协会提出了生态混凝土的概念，并 设立了生态混凝土研究委员会；
• 2001年，出版《多孔性混凝土河川护岸方法的手册》，主要 用于河道、蓄水池斜面边坡的生态治理；
• 2001年，同年成立了名为“关于确立多孔性混凝土的设计及 施工方法的研究委员会”。
中国的研究发展现状
• 研究起步较晚，但近年来，国家逐渐重视生态材料、技术方 面的研究，启动了863计划，投入大量的资金，在8个基地进 行开发研究。如，国家863“十五”重大科技专项“镇江城市 水环境质量改善与生态修复技术研究与示范”。
4）具有植生性能，改善生态环境和景观，可实 现可持续性长期生态护坡；
5）消波和吸附噪音及有害气体等附加功能等。
土中小动物 混凝土的碱性降低
植生生态混凝土护坡法
9
与普通混凝土的护坡效果比较
比较因素 现浇透水·植生生态混凝土 普通混凝土（现浇）
透水性
消波、抗 震性能
抗 洗 掘、 流失性能
①具有良好的透水性，可实现自由排水，故堤体及 ①不具备透水性，其排水只能通过排
国内外发展现状
英国19世纪50年代初，起初在无细骨料的情况下制 成了多孔混 凝土；1965年前后，传到北欧等寒冷地区国家，用于绝热保暖；
在美国，关于透水性混凝土的研究始于1956年。
日本发展现状
上世纪80年代，日本少数私营企业开始研发并应用生态混凝土
（亚洲产业株式会社、小泽混凝土工业株式会社等）；
6
SR-3（透水）
SR-4（植生）
外 观 棕褐色悬浊液
棕黄色悬浊液
主要成分
碳酸钙、硅石粉、机能性 无机盐及木质素磺酸・羟
碳酸钙、硅石粉、机能性无 机盐及改性聚羧酸组成的复
基羧酸组成的复合物
合物
固含量
40~46%
42~48%
pH
4.5±0.5
3.5±0.5
比 重 1.28±0.02
1.30±0.02
11
• JCK株式会社与国内清华大学、东南大学、青海大学等院校、 科研机构，建立了长期稳定、紧密协作的合作关系；并与北 京特希达新材料有限公司共同成立合资公司致力于将国际领 先水平的新型现浇透水·植生生态混凝土技术在中国应用和推7
传统被动护坡技术示意图
砌块或混凝土
碎石反滤层
传统护坡技术的不足
1）被动防护，堤体与外部处于物质、能量 的隔离状态，内部不稳定； 2）需铺设反滤层，施工麻烦； 3）坝体与保护层协调变形能力差，故抗震 动 能力差，耐久性能不好。 4）无环境、生态和景观附加功能等。
生 态 亲 和 其最大优点是具有良好的生态和环境亲和性能：内 部的连续孔隙可使水、空气等自由渗透，为动植物 无生态亲和性能及特征。
性能及特பைடு நூலகம் 及微生物提供栖息和活动空间，而且还可有效地提 高水质的自然净化能力。 10
三、SR-3/SR-4现浇透水·植生生态护坡技术介绍 SR-3/SR-4材料性能
类别
3
国内外边坡治理主要技术
现场浇筑混凝土 铺设石块或石板
被 钢混框架+砂浆 动 锚杆+砂浆 式 混凝土栅栏
金属塑网、碎石堆积 挡土墙、扛滑桩等
主 上述固定技术+植生技术
动 透水﹒植生生态混凝土技术等
式 绿化植生技术（W-OH植生技术、客土
喷施、植生垫以及植生带等方法）
4
透水·植生生态混凝土的护坡植生技术
传统护坡技术
8
二、 现浇透水・植生生态混凝土护坡原理
透水生态混凝土
低成本的自然填充土 陆生昆虫
透水生态混凝土护坡法
透水·植生生态护坡技术的优点
1）主动防护，水及空气等可在堤体与外部自由 流通，处于动态平衡状态；
2）无需反滤层，可现浇施工，施工性良好；
3）坝体与保护层协调变形性能好，故抗震动 能 力好，抗冻融性好，耐久性好；
一、生态混凝土国内外研究现状 二、 SR-3/SR-4材料及现浇透水·植生生态
混凝土性能特征 三、透水及植生护坡原理 四、基于SR-3/SR-4现浇透水·植生生态混
凝土的边坡保护、植生技术 五、所取得成果及其效应
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一、 概念及国内外发展现状
概念：通过材料筛选，采用特殊工艺制造的具有特殊结构与表
面特性的，能减少环境负荷，与生态环境相协调，并能为环保 做出贡献的混凝土。（1995年日本混凝土协会）
•抛石护 坡法
植生群落设计
1）贴草皮 2）植生垫及植生布
3）厚层客土喷施法 +
4）种子+客土喷施 5) 纤维基材植生法
边6) 坡生物稳植定生袋工法程 +植生工程
植生群落设计
结构稳 定工程
结构稳定工程
1）框架+锚固+砂浆
+
植生工程
只有+ 边2坡）稳框定架工+砂程浆 锚杆+混34） ）凝预混土制凝喷混土浆凝+砂土浆块等
学的侵蚀能力，同时 微生物栖息，提高
防止Ca(OH)2的溶出， 了和生物共生能力，
改善了生态混凝土的 有效促进水质的自
环境亲和性。
然净化作用。
SR-3/SR-4 主要成分的功效
SR-3/SR-4
成分1
成分2
促进水泥的水 合反应，提高 混凝土早期强 度，确保孔隙 均匀和控制孔 径大小。
增加水合物与 骨料的附着能 力，增强骨料 间粘结层的强 度，提高了耐 久性。
成分3
成分4
在骨料表面形成致密 促进植物的光合作
的保护层，提高抗化 用，便于动植物及