高等级公路路基边坡的防护与加固

王德明　蒋学平

摘要：本文主要是介绍了高等级公路路基边坡的防治与加固的方法。

关键词：公路路基；损坏

随着我国国民经济建设和公路交通事业的快速发展，公路等级越来越高，其通车里程越来越长。随之出现的是公路施工中的高大边坡的数量增多、规模扩大。但往往由于自然因素和人为因素的作用，路基边坡的崩塌、滑坡和剥落等损坏现象时有发生。因此，高等级公路路基边坡的施工及养护质量--防治与加固越来越多地引起公路施工、养护单位和管理部门的重视。

公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏，通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素，而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响。路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映，边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变，进而引起边坡原有稳定状态发生改变。

1 路基边坡损坏形式及特点

路基边坡在自然条件下的损坏，有多种形式和各自的特点。

1.1 滑坡

部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动，一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。

因下伏岩层压缩，边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐（错）位移，称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面，而顺着边坡方向发生塑性变形，则称为倾倒。

1.2 崩塌

整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来，并顺着边坡猛烈翻转、跳跃，最后堆积在坡底，称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落，称为坠落的岩块或危石。

1.3 剥落

边坡表层岩(土)体长期遭受风化，在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底，即为剥落。

2 路基边坡的防护与加固

2.1 边坡防护与加固的基本要求

根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况，因地制宜、就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证公路路基的稳定，并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。

在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡，均宜在土石方施土后及时防护。

对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。

坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力，故要求防护的边坡有足够的稳定性。

对高而陡的防护构造物，设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。

2.2 坡面防护

2.2.1 种草及铺草皮

种草和铺草皮防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡，用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。

选用草籽应注意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜，最好采用几种草籽混合种植，使之生成良好的覆盖层。

2.2.2 植树

在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡，有利于及早成林，起到良好的防护作用。

植树的形式可以是带状或条形，也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外，还应注意保持树间合适的距离。

2.2.3 抹面与捶面

易于风化的岩石(页岩、泥岩、泥灰岩和千枚岩等)软质岩层的路堑边坡防护，可用混合材料抹面。对易于冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。

抹面或捶面的边坡坡度不受限制，但不能承受荷载和土压力，故要求边坡必须是稳定的、坡面应该平整干燥。

抹面用混合料有石灰炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土或四合土，以及水泥石灰砂浆等。捶面用混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合土或四合土等。

为了防止抹面表面开裂、增强抗冲蚀能力，可在表面涂以软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面和捶面防护工程应经常检查，发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。

2.3 冲刷防护

公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块和土工织物等。

2.3.1 护面墙防护

为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡，免受大气因素影响而修建的墙，称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石，以防止继续风化。

护面墙有实体式、孔窗式、拱式和助式等。实体式护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡:孔窗式护面墙用于坡度小于1:0.75 的边坡，孔窗内可采用捶面(坡面干燥时)或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩石较完整而需要防护上部边坡或通过局部软弱地段；边坡岩层较完整且坡度较陡时可采用肋式护面墙。

护面墙除自重外，不承受其它荷载和墙后的压力。因此，护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。

2.3.2 干砌片石防护

较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍，或有严重剥落的较质岩层边坡，周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。

单层干砌片石护坡的厚度一般为0.15m，双层铺砌护坡的上层为0.25~0.35m、下层为0.15~0.25m。铺砌层的底面应设垫层，其材料通常用碎、砾石或砂砾混合物等。

2.3.3 浆砌片石防护

路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可采用浆砌片石护坡。若与浸水挡墙综合使用，以防护不同岩石和不同位置的边坡，可收到较好的效果。

浆砌片石护坡的厚度一般为0.2~0.5m，用于冲刷防护时根据水流速度大小或波浪大小确定，最小厚度一般不小于0.35m。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工，以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。

2.3.4 水泥混凝土预制块防护

在选择设计路基边坡冲刷防护类型时，有些地区缺乏片石、块石材料，此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击（其容许水流速度在4~8m/s以上、容许波浪高度可在2m以上），还能抵抗较强的冰压力。

水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块，并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力，在预制板块时可留出整排的孔眼。

2.3.5 土工织物防护

土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料，广泛应用于公路工程中的排水、过滤、分隔、加固和防护等。就防护而言，土工织物能减轻或分散传递到被保护材料上的应力和应变，或用于表面防护--设置在岩土上的土工织物，防止土体表面受到诸如气候、轻交通荷载等作用的损害，或用于界面防护--设置在两层材料之间的土工织物，防止其中一种材料受到另一种材料的集中应力作用或承受更大应变而带来的损害。

用土工织物加固公路路基边坡时，应修建在承载能力较高的路基边坡上：首先在清理好的原地面上摊铺织物，靠着临时挡土横板倾倒填筑材料，并振动压实到层厚的一半。在此阶段，前面上半层铺放铺筑材料并把后面织物折叠过来，然后填完整层材料并压实。最后将临时活动模板安放在修筑层之上的前末端，开始修筑另一层。