浅析公路边坡植物防护技术

（重庆交通大学 土木工程学院， 重庆 400000）

1 植物防护优缺点比较

1.1 植物防护优点

植物护坡防护技术最突出的优点就是具有生态性，植物一旦成活其在保持生态间的平衡、涵养水源、保持水土、改善生态环境、改善气候、净化空气有着非常突出的作用[2]，此外，其根系能够迅速的扎入土中并扩散生长，从而在一个因工程建设而被破坏的生态环境中快速建立起一个新的植物群落，最大限度的减少了因工程建设对当地生态系统造成的破坏。而且，随着时间的增长，植物定根存活以后这个新创造出来的生态系统会越来越稳定，植物根系也会不断发展延伸，特别是采用不同植物根系相互搭配时，根系在生长的同时在横向和竖向两个方向上会相互盘结缠绕，其固土防护坡体的作用也会越来越强；植物护坡第二个突出的优点就是其经济效益，传统的工程防护主要利用堆砌混凝土、砖块、石块或其他材料对边坡进行防护[3]需要消耗大量的混凝土和水泥，造价较高，而植物防护选择本土常见的成本较低的灌草植物作为护坡植物或者采用草种播撒护坡其成本经计算后每平方米不足工程防护成本的1/10[4]。植物护坡还有一个优点就是其道路美化作用，长时间的驾驶会使驾驶员产生疲劳的感觉特别是长时间的直线行驶，而如果采用植物护坡选用高矮不同的植物产生不同的层次搭配或者采用颜色不同的灌草搭配不仅可以美化道路景观减轻缓解驾驶员的疲劳感还有利于行车安全。

1.2 植物防护缺点

植物防护也有一些缺点，其一就是植物播种后，也就是嫩苗期植株自身比较脆弱，在初期不能很好地抵御外界的不良环境，需要采取一定措施对植物嫩苗进行养护，例如遮阳和浇水。而公路大多路线绵长且地形复杂多变有很大一部分在野外，使得对植株的养护变得较为困难。其二就是一些草本植物在开花结籽后容易死亡，草本植物结籽后会逐渐枯萎然后被分解消散，从而裸露出边坡土体使边坡土层容易受到外界条件的影响减弱植物防护的效果。在风比较大的地区或者地段尽量不选择大型乔木或者枝叶较繁茂的灌木，枝叶过于繁茂的护坡植物容易受到较大的风荷载从而影响边坡的稳定性，严重时甚至产生边坡失稳滑坡现象。植物护坡技术还有个缺点就是当工程项目在环境恶劣不适合植被生长的地区时，无法使用植物护坡，或者使用了植物护坡效果甚微。

2 植物防护作用机理

植物坡面防护的作用机理可分为植被根系的力学作用和植被的水文效应两大部分，两个方面共同协作增加边坡土体的稳定性。

2.1 植被根系力学作用

对于普通土层来说，植物根系与土壤有着相对较大的摩擦力具有很好的抗拉强度，而且根的直径越细其抗拉强度越高[9]，根系直径越小除了具有越高的抗拉强度外相比于同样根土面积比率的粗根具有更大的表面积[10]，所以直径越小的根系与土体的摩擦力越大，抗拔能力越强，其护坡作用也越强。根系发达的植物由于具有更多的侧根，根系可与土壤接触的表面积也越大，所以摩擦力也越大，与土体的整体性也更好，所以也具有更好的护坡效应。一般来说草本植物的根系进入土层的厚度较小，其根系在土体中水平发展相互盘旋缠绕形成类似于加筋的效果，从而减少土体表层的张裂缝的形成大大提高了边坡稳定性。而乔木的根系可以进入较深土层形成良好的锚固作用，其作用机理类似于抗拔桩或者锚杆，靠桩侧摩阻力对边坡土体进行加固，增加边坡的稳定性，此外其水平根与其他不同植物的侧根相互穿插盘结形成一个巨大的网状结构，表现出对土粒的网兜包裹效应，而网兜效应减弱了水流对土粒的解离作用从而达到护坡的目的，采用不同植物互相搭配，根的粗细也不同，相应的根系相互盘结也越稠密，根系相互盘结越稠密其包裹效应也越好。

2.2 植被的水文效应

边坡土体孔隙水压力大小是判断道路边坡稳定情况的一个重要因素，孔隙水压力过高会导致边坡的抗剪强度过低，边坡土体抗剪强度越低则边坡越容易产生失稳滑坡等不良地质灾害。植物通过光合作用、呼吸作用和蒸腾作用对孔隙水施加一个定向的张力从而降低了土体中的孔隙水压力，极大地提高了植株所在土体的抗剪强度，提高了边坡的稳定性。此外，植物具有向水性，根部具有向水源充足的地方生长的生物特性，所以植物护坡还具有智能动态排水效果，土壤哪边含水量相对较大，植物根系就越倾向于像那边生长，从而稳定的土体整体水分分布的均匀，使得边坡更加稳定。雨水在滴落的瞬间中会对裸露的土壤产生巨大的冲击力，会对土体产生溅蚀作用破坏道路边坡的稳定，而雨水汇集成的坡面径流进一步的冲刷会带走已被溅落的雨滴冲散的土壤颗粒形成沟蚀，而采用植物护坡则会有效改善雨水的溅蚀和沟蚀的作用，其枝叶树冠部分相互重叠雨水在下落过程中一部分落在枝叶上并被其俘获吸附，尤其是一些灌木，枝叶分蘖较多，能够对雨水进行有效地截流、分散，而另一部分顺着层层重叠的枝叶落下，损耗了雨滴下落的动能，大大减低了雨水对土体直接的溅蚀。草本植物比较低矮贴近边坡土体，能够有效地截断、分散地表径流，大大减低雨水汇集而成的土表径流对土体的直接冲刷。此外，植物的枯枝落叶对排水的作用也不容小觑，植物的枯枝落叶不仅能够有效地吸收水分，由于其表面粗糙度较高，对抑制和分散土表径流对土体的冲刷也有良好的效果。

3 植物种类综合选择

根据以上分析可见植物在边坡防护中有着举足轻重的地位，但是在采用植物护坡的时候，同时也存在着我们需要注意的一些问题。前面提到植物在初期抵抗外界不良环境的能力较弱，在种植植株之前我们应该先要对路线边坡的情况作详细的勘察，了解边坡土壤的组成情况、边坡坡度、水文概况以及土壤ph等情况，然后选择合适的能适应当地地质条件和水文情况的植株进行种植，尽量选择抗旱、抗贫瘠、萌芽能力强、根系较为发达的生命力强的植物品种以减少遮阳、浇水、施肥等养护的工作量，保证植株的成活率。此外，在保证植株成活率的前提下，选配植物时也应该注意植株形态、颜色、层次搭配以营造良好的视觉效果，有效减少行车过程中司机的视觉疲劳，在稳定边坡的同时也应该尽量选择与道路周围的环境能够协调一致的植物，良好的层次搭配例如灌草植物搭配也使得雨水对边坡的溅蚀作用大大减低，增强了边坡的稳定性，具有更好的护坡效应。此外，植物配置时还应该注意选配植物的多样性，以防止因季节变换原因出现植物消亡而引起植物植物防护失效。

4 结语

随着我国基础建设力度不断增大，道路建设里程也越来越大，相应的道路边坡工程的规模也不断增大，道路边坡稳定性的问题与道路寿命和质量密切相关，不可小觑，受可持续性发展战略思想的影响，植物护坡技术由于比传统的工程护坡更具有生态效应，因此受到了广泛的重视和应用，植物根系的的深根锚固作用和浅根加筋共同作用加大了土体的整体性，具有良好的护坡效果，除此之外相比较与传统的工程护坡而言，土体边坡整体性也更好。但是在选择护坡植物时也有一些需要值得注意的问题，植物配置要秉承着可持续性、生物多样性的理念，应注意到植物与边坡组成一个小型的生态群落，要根据道路所在地段和当地的原生生态环境选择合适的植物进行种植，争取与当地环境有机结合，加强植物种植前后的管理与养护，以最大限度保证道路边坡的整体稳定和行驶安全。

[1]周云艳. 植物根系固土机理与护坡技术研究[D].中国地质大学,2010.

[2]谭利,刘威,姚博,朱琪. 浅析边坡植物护坡效应[J]. 科技经济导刊,2016,20:51+38.

[3]李绍才,孙海龙. 中国岩石边坡植被护坡技术现状及发展趋势[J]. 资源科学,2004,S1:61-66.

[4]梁诚玉. 吉林省公路边坡生物防护及景观设计[D].长安大学,2005.