浅析公路边坡防护的几点方法

摘要：随着我国公路建设的飞速发展，高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。

关键词：公路 边坡防护 植物

一、边坡破坏的主要型式与机理

1、公路下边坡

路基下边坡一般为填土路堤。受力稳定的路堤边坡的破坏，主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷，使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟，冲沟不断发展导致路基发生破坏；沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤，还要受到洪水的威胁，这种威胁表现为冲垮路堤坡脚导致边坡破坏。

边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。一般地，砂性土边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏，较高的路基边坡较较低的路基边坡更轻易遭受坡面流水冲刷，压实度较好的边坡，比压实度较低的边坡耐冲刷。

2、公路上边坡

上边坡是人工开挖的斜坡，其强度应满足稳定边坡的要求，这样的稳定边坡在降雨、融雪、冻胀，及其它形式的风化等作用下，边坡主要破坏形式为冲刷、崩坍等。

冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡，如砂性土边坡、亚粘土边坡、黄土边坡等，在大气降水的作用下，沿坡面径流方向形成许多小冲沟，如不采取任何防护措施，有逐年扩大的趋势；在边坡坡脚，冬季往往发生积雪，造成坡脚湿软，强度降低，上部土体失去支撑，发生破坏；同时，高速行驶的汽车溅起的雨雪水，也冲刷坡脚。总之，土质边坡的坡脚部位，是边坡的最薄弱环节。

二、边坡防护类型及公路植物特性

按照材料将路基防护分为3类：植物防护、柔性支护和综合防护。通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：

（1）路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；

（2）应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；

（3）尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。

1、植物防护

1.1 种草

1.1.1适用条件

边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡，一般要求边坡坡度不陡于1：1，边坡坡面水径流速度不超过0.6m/s，长期浸水边坡不适用。

1.1.2种植方式

根据施工方法不同，有以下几种方式：

（1）种子撒播法：适用于边坡土质较软，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及边坡缓于1：1的情况。

（2）喷播法：适用于砾间有砂的砾质土，或厚度在25mm以下的砂质土，厚度在23mm以下的粘性土、亚粘土土坡，或当厚度在25mm以上的硬质土时，在常降暴雨地区，则与铺席工程并用。

（3）客土喷播法：客土喷播技术是一种改善边坡植生环境，促进植物生长，从而在普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡上实现立体绿化、恢复自然植被的新技术。客土喷播法具有广泛的适应性，土质或岩质边坡都适用。

（4）点穴、挖沟法

方法：点穴法是在边坡上用钻具挖掘直径5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米约8～12个，将固体肥料等防入，用土、砂等将洞埋住后，再种种子。挖沟法是在边坡大致按水平间隔50cm左右，挖掘10～15cm深的沟，放入肥料后，撒播种子。

适用于：公路两侧的绿化用地立地条件较差的情况，如硬质土或花岗岩风化砂土挖方边坡。

1.2 铺草皮

1.2.1适用条件

各种土质边坡，特别是坡面冲刷比较严重、边坡较陡（可达60°），径流速度达0.6m/s时。

1.2.2铺草皮的方式

平铺、水平叠铺、垂直坡面或与坡面成一半破脚的倾斜叠置，以及采用片石等铺砌成方格或拱形边框、方格内铺草皮等。

1.3 植树

适用于：各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡，边坡坡度不陡于1：1.5，在路基边坡和漫水河滩上种植植物，对于加固路基与防护河岸收到良好的效果。可以降低水流速，种在河滩上可促使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路堤。植树最好与植草相结合。高等级公路边坡上严禁种乔木。

2、柔性支护

2.1 三维植被网

三维植被网又称防侵蚀网，以热塑树脂为原料。结构分为上下两层，上层为一个经双面拉伸的高模量基础层，强度足以防止植被网的变形，并能有效防止水土流失，下层是一层弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。

2.1.1作用机理：

三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。

2.1.2特点

① 固土效果极好。实验证明：在草皮形成之前，当坡度为45度时，三维植被网的固土阻滞率高达97.5%.即使坡面角达到90°时，三维植被网仍可保留阻滞住60%的土壤。

② 抗冲刷能力强。三维网垫及植物根系可起到浅层加筋的作用，这种复合体系具有及强的抗冲刷能力，能够达到有效防护边坡的目的。

③ 网垫原材料采用聚乙烯，无毒且化学性质稳定可靠，埋在地下寿命可达50年以上，即使暴露在阳光下寿命也长达10多年。

④ 草种采用混合草种，生长成坪快；抗逆性强、耐贫瘠、耐粗放式管理等。

2.1.3适用条件

设计稳定的土质和岩质边坡，特别是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡可以起到固土防冲并改善植草质量的良好效果。

2.2 钢绳网主动防护

通过锚杆和支撑绳以固定方式将钢绳网盖在坡面上。

作用机理为通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网，以及在用作风化剥落、溜塌或坍落防护中抑制细小颗粒、洒落或土体流失时铺以金属网或土工格栅，对整个边坡形成连续支撑。其预张拉作业使系统紧贴坡面形成了局部岩坡或土体移动或发生细小位移后将其裹缚于原位附近的预应力，从而实现其主动防护的功能。其系统作用原理类似喷锚支护等层面防护体系。然其柔性特征能使系统将局部体中下滑力向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力，从而使系统能承受较大的下滑力，同时它与三维植被网一样与植物配套实现植物防护，使植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，实现最佳边坡防护和环保。

2.3钢绳网被动防护

该方法是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成。

2.3.1.适用条件

岩体交互发育、坡面整体性差，有岩崩可能的高路堑边坡。

2.3.2作用机理

当落石冲击拦石网时，其冲击力通过网的柔性得以首先消散，并将剩余荷载从冲击点向绳网系统周边逐级加载，最终传到锚固基岩和地层，且由锚杆及其基础承受的最终剩余荷载以达很小的程度。

3、综合防护

3.1岩质边坡绿化喷播技术

绿化喷播技术，其核心是在岩质坡面营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩面上，由于水泥的粘结作用，上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化使种植免遭冲蚀，而空隙内填有种子、土壤、保水材料等，空隙既是种植基质的填充空间，又是植物根系的生长空间。

3.2框格护坡

3.2.1适用条件：

风化较严重的岩质边坡和坡面稳定的较高土质边坡。

3.2.2框格形式选择

框格护坡可选用菱形框格、六边形框格、主从式框格等

3.2.3构造要求：

①框格内植草，通常采用借土喷播法或植草皮等方法。

②框格形式主要有正方形、菱形、拱形、主肋加斜向横肋或波浪形横肋以及几种几何图形组合等形式，框格及横肋宽0.4～0.6m，主肋宽一般1m左右，框格间距2.5～3.5m.

③应根据情况设置固定桩或锚固筋固定。

三、结语

总之，搞好公路建设，确保公路边坡稳定、安全、搞好环境保护，要深入了解公路边坡破坏的型式与机理，针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点，灵活采用不同的防护型式，加强设计，加强施工建设治理，建安全之路、建生态之路、美丽之路。