路基边坡绿色柔性防护体系与应用研究

龙志伟

湖南省湘西自治州交通科学技术研究院，湖南湘西 416000

对于公路而言，边坡是重要组成部分，能够在一定程度上避免滑塌、碎落和崩塌等现象发生。为了对坡体坍塌和坡面侵蚀等进行预防确保边坡的稳定性，需采用科学可行的工程措施。对路基边坡绿色柔性防护体系的应用进行研究，对路基边坡防护具有重要意义。

1 国内外绿色边坡防护技术发展

绿色防护已经提出了几十年，播种的方式也逐渐从单播种植物技术向着混播技术方向发展，人工播技术、机械喷播技术，到当前使用的草坪卷技术。防护所采用的类型众多，从土质边坡防护逐渐向着岩质边坡防护发展。在35年前，日本就对岩质边坡进行深入研究，“喷射岩床绿化工法”属于一种具有代表性的防护技术，经过了多年的发展后，在道路工程、水库、岩堆边坡等领域均得到了广泛应用。在我国发展的几十年，也在不断的引进国外的先进技术，同时吸取国外经验，进一步提高我国的防护技术水平，不断从传统防护观念向着现代化防护观念发展。

2 路基边坡病害

2.1 边坡塌方

边坡塌方属于一种十分常见的病害，同时也是水毁引发的普遍现象，边坡塌方的破坏原因和破坏的规模不同，主要形式有碎落、剥落、滑塌和崩塌等。

2.2 边坡冲沟

边坡冲沟主要是因为急流槽的位置或者对间距设置不够规范，影响了边坡的压实度，防护形式不够科学，边坡的土质不良等现象引起的，通常情况下，发生在汇水集中或者高填路段。

2.3 急流槽悬空

边坡急流槽悬空，主要是因为急流槽的尺寸偏小，水量过大而来不及泄水，沟槽内出现泄水不畅现象，引起溅水[1]。若数量过少，会导致排水不及时，引发急流槽不实等。

2.4 草皮腐蚀

导致草皮腐蚀的主要原因是因为陡坡种植的草种不合适，水流速度在1.2m/s，边坡压实度不足。

2.5 特殊边坡病害

在特殊路段，边坡主要指的是超过规定范围的深挖或者高填路基，在水文地质方面的条件相对特殊。从总体角度进行分析，特殊路段路基的边坡，基本是黄土路基或者膨胀土路基剥落等形式的边坡。

3 路基边坡柔性防护体系方案对比

3.1 护面墙和浆砌片石护坡

护面墙和浆砌片石护坡是应用比较广泛的普通形式的防护方式。站在工程结构以及工程量的角度进行分析，该种方式的施工工期相对较长。对于这些高边坡位置而言，对浆砌片石护坡进行应用，其自身重量如果抬高，就很难确保其自身存在较高稳定性。同时还对自然景观带来严重破坏。站在防护的角度以及绿化角度进行分析，两种方式均不是十分理想。

3.2 挂网喷浆

采用挂网喷溅技术，主要是用于避免防护边坡的岩体受到风化的侵蚀，避免小岩块以及碎石发生松动之后向下滚落，针对避免危岩落石不是十分理想。对这种方式进行应用，可能会导致公路两边的高边坡位置寸草不生，对自然环境带来严重危害。

3.3 柔性防护系统

柔性防护系统中，借助绳索方式避免落石。相应试验人员对柔性防护系统做了大量的室内试验，促使该系统趋于标准化，更具科学性。该系统能够最大限度的保留原有的植被和地貌，采用人工绿化的形式，对公路周围环境进行美化，具有较高的经济效益和社会效益。

以某公路工程为例，该工程采用的是GPS1主动防护网，这种防护方式，比较适合在小块落石公路上使用，GPS1主动防护网的网型为DO/08/300，支撑绳采用直径为16mm的钢丝绳，上下两根支撑绳。钢丝绳网与支撑绳通过缝合绳缝合，缝合绳选用8mm的钢丝绳。

本研究针对湖南某段高速公路边坡防护工程为例，采用以下方式对边坡进行防护。

3.3.1 材料选择

层状载体主要是使用土工织物、草种、强力PP网等材料制作而成的，在大型生产流水线上进行加工，将规格控制在2.4m×30m，呈现出筒状。在外币，使用缠绕膜进行具体包装，避免被雨水侵蚀[2]。层状载体的厚度在3mm以上，最大能够达到50mm。其重量基本上在200～250g/m2，定型网主要分成下层和上层，其中包含的成分是PP，降解期在5年以上。结合不同地区实际情况，选择草混合种子，使用的辅料是营养剂、保水剂等。使用专用草灌混合种子和营养剂等。这样做有固定位置的作用，遇到水之后会被融化。

3.3.2 施工方法

对路基边坡实施绿色柔性防护施工，主要方法如下：①层状载体主要是使用玉米、小麦秸秆等材料，使用机械在工厂进行简单加工，将这一材料用作前期保水保土，施工完成后，这种材料会发生降解，从而成为材料。②定型网主要是在整个结构当中起到一定定型作用，方便在施工现场铺设，形成一种层状载体。③植物种子，主要是将其放置在专用纸上，然后和整个体系直接铺设，或者采用直接散播的方式，此后使用防护体系，对其进行铺盖。

图1 绿色柔性防护体系构成图

3.3.3 栽后养护

通过浇水方式进行养护，种子播撒之后，从萌芽一直到幼苗期间，相关技术人员需对其进行人工浇水养护，确保土壤足够湿润。对种子前期进行养护，基本上是45d，对种子进行浇水，需要按照出芽、幼苗期和生长期为依据进行确定。种子处于出芽期的时候，当铺设完成时，需对其进行整体并且全方位的浇水，对种子的萌芽起到促进作用，在发芽过程中，15d湿润深度需控制在2cm左右。幼苗期间，当种子发芽之后，需在每天早上对幼芽进行一次喷灌，确保土壤中0～20cm的深度范围内始终保持在湿润状态下。这样做有利于出苗和齐苗。这一环节的持续时间需要在14～21d[4]。草皮生长过程中，可以适当减少浇水的次数，也可以结合当地降水情况，适当调整浇水次数。最好在下午浇水，以免正午阳光过足，导致水分快速蒸发。一次性浇足、浇透，湿土层序控制在10cm以上，通过这种方式来有效提高茎叶的韧劲，从而对今后的正常发育奠定基础。

4 试验研究

4.1 试验方案

为了对柔性防护体系进行验证，对湖南某段高速公路边坡防护工程作出相应试验。试验路段的粒含量为80%的粘沙土，填高高度在3.5～4m之间，该护坡坡度比例为2：3。试验主要使用三个段落和六种方案，分别对柔性防护体系以及直播方式作出对比，相应的柔性防护体系中，针对承载层，可以使用植物毯和直播方式做出相应对比。相应柔性体系当中，针对承载层可以使用植物毯和草帘的方式进行对比。

4.2 结果

对其进行6d的施工之后，如图2所示。

图2 不同方案实施6d 之后出苗结果

方案一，植物草毯方式，采用这种方案，获得的出苗效果最好，出苗足够均匀，长势一致。在坡脚位置使用获得效果最佳，出苗率在85%以上。方案二，使用草帘进行防护，这种方式的出苗率达到50%，但是缺乏保水性。方案三采用直播的方式，这种方式出苗率接近100%，基本上不存在保水性，成本不高。

5 结语

在公路路基边坡防护中，绿色柔性防护技术得到广泛应用，这种防护体系的防护效率较高，施工速度快、见效快、环保、美观。具有较高的生态价值和经济价值。对于柔性防护体系来说，使用不同形式的防护材料，会给出苗率、经济性等带来一定影响。