公路边坡防护与绿化探讨

欧阳天瑜

（林同棪国际（广州）工程咨询有限公司，广东 广州 510170）

1 边坡破坏的主要型式与机理

公路在施工过程中，因开挖使地表植被遭到破坏，原有表土与植被之间的平衡关系失调，表土抗蚀能力减弱，在雨滴和风蚀作用下水土极易流失。边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。

1.1 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，这种威胁表现为冲毁路堤坡脚，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，砂性土边坡较黏性土边坡易于遭受冲刷而破坏，较高的路基边坡比较低的路基边坡更容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。

1.2 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、冻胀及其他形式的风化等作用下，边坡主要破坏形式为冲刷、崩坍等。

边坡冲刷破坏，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。土质边坡的坡脚部位，是边坡的最薄弱环节。

边坡崩坍，一般分为3类：落石型、滑坡型、流动形，有时在一次崩坍中会同时具有这3种形式。

落石型一般指较陡的岩石边坡，易产生落石的岩层必然是节理、层理或断层影响下裂隙发育，被大小不一的裂面分割成软弱的断块，这些裂面宽而平滑，有方向性。落石和岩石滑动易沿陡的裂面发生。裂隙张开的程度用肉眼不一定就能识别，但能渗水，由于反复冻融，长时间的微小移动，裂缝逐渐扩大，由于降雨，裂缝中充满水，产生侧向静水压力作用，造成崩坍。一般裂隙发育岩体，更易发生落石现象，此外硬岩下卧软弱层时，也会发生这种现象。此类破坏型式必须严格控制，崩坍滚落的岩石极易对行车构成威胁。

滑坡型崩坍指岩层在外力作用下剪断，沿层间软岩发生顺层滑动，多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中。另外，当基岩上伏岩屑层、岩堆等松散的堆积物时，堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断层面发生崩坍。

大雨时的崩坍多属于流动型，砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土，多会受水的影响而产生流动型崩坍，流动型崩坍没有明显的剪切滑动面。

边坡高度大时，以上边坡破坏的类型都较低边坡容易发生。由上面的分析可知在边坡的防护设计中，既要做好坡面防护设计、排水防水设计、控制好水的问题，又要根据地质条件、岩体性质、岩层产状、边坡高度做好边坡坡面设计。

2 主要防护措施

2.1 植物防护

采用植物防护，主要指在边坡上种植草丛或灌木或两者兼有，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡土壤以有效减轻冲刷，从而达到保护边坡的目的。公路边坡常用的植物防护有种草、栽草、铺草皮和植树等，植物防护适用于边坡高度较低的路段，且坡度不宜陡于1∶1。

采用植物防护，增加植被面积，减少地表径流，可从根本上减少路基的水土流失。植物覆盖对于地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量，庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水份，还可稳定地表土层。而没有植被覆盖的地方，降水量全部落在地表面，形成径流，造成水土侵蚀和冲刷。植被的根系能与土层密切地结合，根系与根系的盘根错节，使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层，从而有效地稳定土层，固定沟坡，阻挡冲刷和塌陷，有机械的防护作用。

在植物品种的选择上，应根据当地土质、气候、地理环境的特点，选择适合当地繁衍，成活率高、生长快的花草树木，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，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。尽量选用本地的植物，本地植物生命力强，适应性好，种植后养护管理要求低，而且种植后植物能够与周围环境融为一体，同时应采用草、灌、花合理配置。

2.2 三维植被网

对于半风化的石质挖方边坡，如果在边坡上植草，由于边坡未全风化，很贫瘠，草苗生长状况不良，成活率较低。三维植被网是以热塑树脂为原料，采用科学配方，经挤出、拉伸等工序精制而成。它无腐蚀性、化学性质稳定，对大气、土壤、微生物呈惰性。三维植被网的底层为一个高模量基础层，采用双向拉伸技术，强度高，可以防止植被网变形，并能有效防止水土流失。三维植被网的边坡高度不宜大于10 m。

三维植被网的表层为一个起泡层，膨松的网包以便植入土壤，种上草籽帮助固土，这种三维结构能更好地与土壤结合。三维植被网的初始功能有利于植被生长，随着植被的形成，它的主要功能是帮助草根系统增强其抵抗自然水土流失的能力。由于网包的作用，能降低雨滴的冲击能量，并通过网包阻挡坡面雨水的流速，从而有效地抵御雨水的冲刷。网包中的充填物（土粗、营养及草籽等） 能被很好固定，这样在雨水的冲蚀作用下就会减少流失。植草后的三维植被网与草坪形成一个有机整体，很难单纯将二者分开，它们共同在边坡表层中起着加筋加固的作用，从而有效地防止了表面土层的滑移。

对于易发生崩塌、泻溜、滑坡的坡面和半风化石质挖方边坡，结合选用适合当地的草籽组成的网状植被对公路边坡有良好的护坡效果。其由于工艺简单、操作方便而大大加快了施工速度，对成型边坡能及时支护，是一种效果理想、造价相对低廉的护坡方法。同时由于其运用能改善公路的景观，减少因采石而对大自然的破坏，是一种值得推荐的护坡方式。三维植被网植草护坡在边坡防护中已大面积采用，其边坡稳定及绿化美化均可达到理想效果。

2.3 骨架防护

骨架防护是用混凝土、浆砌块（片）石等材料，在边坡上形成骨架，能有效地防止路基边坡在坡面水冲刷下形成冲沟，同时，提高了边坡表面地表粗度系数，减缓了水流速度。一般冲刷仅限于框格内局部范围，采用框格防护与植草防护结合起来的方法，提高了防护效果，同时美化了环境。框格防护多用于路基下边坡，是一种辅助性的防护措施，除具有对路基边坡的一定防护作用外，还有对路容的美化效果，尤其在互通立交范围内边坡应用最多。

近年来人们越来越重视公路对环境及景观的影响，重视路容美化，因此往往采用这种防护形式。框格形状可根据人们的想象、人们对美的追求，做出各式各样的造型，如斜45°大框格、六角形混凝土预制块防护、浆砌片石拱形防护、浆砌片石或预制块做成的麦穗型等。

2.4 封面

封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。喷浆防护和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石边坡，其主要作用是封闭边坡岩石裂隙，阻止大气降水及坡面流水侵入，从而阻止裂隙中侧向水压和冰裂，防止边坡岩石继续风化，保护边坡不发生落石崩坍。在公路上广泛采用的封面防护措施是喷射混凝土，该防护要求在混凝土内设置菱形金属网或高强度聚合物土工格栅，并通过锚杆或锚固墩固定于边坡上，这主要是为防止混凝土硬化收缩产生裂缝或剥落。

抹面防护、捶面防护由于使用年限较短，在各等级公路上使用较少，当路基较低时采用抹面防护合理结合植草防护，既能起到建设初期的保护作用，又能起到运营期的防护与绿化作用。

2.5 护面墙

为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，免受大气影响而修建的墙，称为护面墙。护面墙多用于易风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质灰岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩层和较破碎的岩石地段，以防止继续风化。可以有效地防止边坡冲刷，防止滑动型、流动型及落石型边坡崩坍，是上边坡最常见的一种防护型式。

护面墙除自重外，不担负其它荷载，亦不承受墙后土压力，因此护面墙所防护的挖方边坡坡度应符合极限稳定边坡的要求。护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙等。实体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缓于 1∶0.75的边坡，孔窗内可捶面（坡面干燥时）或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整而需要防护上部边坡。用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于 1∶0.5。为增强护面墙的稳定性，在边坡高度较高时应分级砌筑，视断面上基岩的好坏，每6～10 m高作为一级，并在墙顶设≥1 m的平台；墙背每4～6 m高设一耳墙，耳墙宽0.5～1 m。护面墙顶部应用原土夯实或铺砌，以免边坡水冲刷，渗入墙后引起破坏。修筑护面墙前，对所防护的边坡应清除松动岩石、松散土层。对风化迅速的岩层如云母岩、绿泥片岩等边坡，清挖出新鲜岩面后，应立即修筑护面墙。

在我国山区高等级公路的防护设施中，护面墙是上边坡采用较多的防护形式，而且多是实体护面墙，一般根据边坡高度、岩石风化程度及岩土的工程地质特性采取半防护或全防护措施，在坡脚处应设置矮墙。对于土质边坡，技术、经济条件允许时，还可以做绿化，种植一些藤本植物以美化环境。

1 刘书套.高速公路环境保护与绿化（高速公路丛书）［M］.北京：人民交通出版社，2001.10

2 《公路路基设计规范》（TJT093－95）

3 《公路设计手册》（路基）

4 孙丙湘编著.道路绿化和美化工程［M］.北京：人民交通出版社，1983.2

5 《公路排水设计规范》（TJT019－97）

6 刘伯莹、姚祖康主编.公路设计工程师手册［M］.北京：人民交通出版社，2004.3