浅谈高速公路边坡生态防护的主要形式和机理

蒋 元

(四川路桥建设集团交通工程有限公司 四川 成都 610000)

一、前言

生态是首要品质，引领着“绿色”高速公路边坡的建设，景观是直观外在体现，而边坡防护更是必备功能。目前“绿水青山就是金山银山”的智慧，无疑是实现景观和谐、生态优先、低碳集约最重要的手段。由此，高速公路生态边坡建设将坚持“生态引领”、“低碳集约”、“智慧创新”、“景观和谐”、“服务共享”的理念[1]。高速公路边坡生态防护是内在修为和外在表现的完美结合，其中前者主要体现在工程布局符合生态空间等管控要求，工程建设运营最大限度地节约资源能源、降低污染排放、维系生态系统功能；后者则要求做好路域景观营造和提升，使公路边坡建设与景观相融合，体现人与自然的和谐共生，服务群众。

二、高速公路边坡生态防护的主要形式

(一)植被护坡

包括直接播种草植被保护，铺草皮和种树木[2]，根据项目位置，在斜坡上，利用植物根的支撑和固定作用，与相应的植被保护，避免大气降水后形成的地表径流冲刷。

(1)铺设草皮。护坡系统优点为见效快，在一定程度上可减弱雨水的冲刷及坡面径流，降低水土资源流失。适用于各类土质边坡，常用于路堤边坡防护。一般不超过坡率1的斜坡。

(2)植树护坡适用于坡率小于1-1.5的斜坡。通常选择多年生禾草，耐寒冷干旱的草，黑麦草和熟禾属耐寒抗旱植物，联合种植更适合寒冷干燥的天气条件[3]。树木选易成活根深枝密的低矮乔灌木类，例如成渝高速公路等都采用可以栽种夹竹桃的防护技术措施，既防护了边坡又美化了中国公路。

图1 植草护坡

1.客土喷播

适用于山地开挖后形成的除了极其坚硬(硬度指数大于30mm)和坡度陡于1∶0.5的石质边坡以外的各种路堑石质边坡及碎石边坡[4]。在高速公路两侧，一般由泥质页岩和砾岩等构成，用客土喷播方式可以进行边坡防护。

2.三维植被网防护

三维植被网是以热塑性树脂为原料，经多道工序形成并在接触点上融合而成的三维结构网垫，底部为高模量基础层[5]。三维植被网的基层和与网格之间的经纬线错开连接，形成一个三维凸起结构，该结构松散灵活，能充填土壤和沙子，具有抗水侵蚀、固土蓄水、挡风挡水等特殊功能。这种类型适用于降雨丰富的南部地区的，各种切割土坡斜率可应用，通常不超过超过1.25。优点有三：固土性能、消能作用和保温功能。

3.植生带防护

植生带指将土与种子及有关药剂和肥料装入麻质或可降解塑料袋中，在坡体表面和坡面垒筑成表面覆盖。因有外装的袋子，所以土的流失被有效避免，垂直面的绿化也成为可能，但其横向需通过钢钎或其他手法固定垒住部分。

(二)骨架植草类护坡

1.拱形骨架植草护坡

砂浆(块)石或植草防护的水泥混凝土组成的拱形骨架，这是公路边坡综合运用的形式，它能够起到美化环境效果，但在瘠薄的土壤和高路堤，其抗腐败效果不出众，需要利用其余保护较强的防护形式。

2.网格植草防护

方格网保护的模式往往是在国内高速公路利用，浆砌片石或预制混凝土组成一个网状骨架，而后满草皮。预制方格网护坡，在中间不设小网格，便于在网格中铺设采用草皮或播种，效果更美观漂亮，且方格网防护工程造价成本较低，混凝土结构预制块设计增加了骨架的强度。

3.挂铁丝网喷播基材绿化护坡

在工程中路堑边坡挂铁丝网喷播有机基材使用最多。原因是以铁丝网有机基材作为护坡兼有经济实惠和美观方便，适用于整体稳定的石质边坡绿化防护。整挂网喷播混生植物护坡锚杆长度按边坡条件不同分成多种型式，稳定性良好的硬质(坚石、次坚石)岩边坡，主锚杆体稳定性尚好，但边坡局部岩石块体存在楔形滑动危险或土石混合的路段。

图2 挂铁丝网喷播有机基材护坡

4.六角形预制混凝土空心块植物护坡

用空心的混凝土预制大六角块和植草皮防护形式也是一种值得推广应用的防护形式，大的六边形花纹块中空区域0.15平方米以上，可以种植几个完整的草皮，这样不仅满足了早期的路堤边坡保护和美化效果，并且随着草坪草的生长，青草将覆盖六边形花纹块，达到自然美观的效果。此法较好的弥补了拱圈防护的不足，适用于土质情况较好的填方路段。

图3 六角形植草护坡

(三)土工格室植被护坡

土工格室作为一种新型的建筑材料，以其良好的性能、经济性和稳定性在公路边坡防护中得到了广泛的应用。在铺设土工格室前，路基边坡应按设计削坡。土工格室应该布置在斜坡的肩部到脚部之间。每个纵向连接不得超过5块，两块土工格室通过一个专用连接器连接。土工格室高度20cm，壁厚1.2mm，焊缝抗拉强度10.6kN/m。人工拍实填充的粘性土，避免降雨造成的沉降。

图4 土工格室护坡

三、高速公路边坡生态防护的主要机理——三联生态绿色防护技术

“三联”生态绿色防护技术，以生态学理论为指导，利用生态技术重建土壤生长环境、植被群落、物质循环系统等，恢复工程创面的植被生态系统。“三联”生态绿色防护包括物理防护、抗蚀防护和植被生态修复防护三重措施联合(简称“三联”)。第一联物理防护是锚杆加镀锌机编网组成；第二联抗蚀防护是专用纤维和粘结材料合理配比后构成；第三联植被生态修复防护是具备生境再造和生态循环条件的乔灌草根系与茎叶结合。“三联”生态绿色防护技术对高陡边坡中的粉质和碎石边坡具有固定和多重防护的功能。

四、高速公路边坡生态防护的作用

生态绿色防护技术具有生态协调和环境减排的作用，可解决公路运营中产生的对人和环境有危害的粉尘、废气、废水、噪声、振动和照明等环境问题；同时也能够提升公路主体工程耐久性与交通出行安全性[6]。这对于解决公路建设中的山体地表裸露，防止水土流失，保护生物多样性等具有积极的意义，工程应用实施后将带来明显的社会效益、经济效益和生态效益。

(一)社会效益

加强绿色生态公路建设水平，在公路绿色环保建设示范高速公路建设项目上，开展生态选线理论与技术方法创新研究，对于进一步梳理完善现有选线方法体系、构建生态选线关键指标体系、开展高速公路生态适宜性评价技术实践，具有不可估量的社会效益。此举不仅可以提升高速公路项目绿色公路建设水平，还可以从设计源头上规避生态风险。未来将推进绿色公路建设，减少后期公路投资，远期经济效益巨大。

(二)环境效益

提升路域景观规划水平，实现公路建设与环境最大程度的融合，结合高速公路景观色彩设计量化要求、高速公路使用人群环境认知规律、高速公路周边重要视点以及高速公路环境敏感区常见植物群落数据模型，提出不同景观分段高速公路生态修复区域的精确技术措施，在最经济合理的条件下实现高速公路建设运营。

(三)生态效益

降低公路建设水环境风险事故概率，促进公路建设与环境保护的可持续发展，保障公路沿线生态与水环境安全的作用，降低维护成本，其间接经济效益明显。环境风险的降低，保护公路沿线居民的生命和财产安全。同时建立的绿色生态植被系统，有利于保护生物多样性，维持生态系统的可持续发展。

五、结语

综上所述，高速公路边坡绿色生态防护需要和工程防护结合起来，在保障边坡稳定的基础上，注重生态环境。本文研究公路边坡的生态保护形式，并探讨了“三联”生态绿色防护技术这个机理，论述了其社会效益和环境效益，为进一步推进绿色生态高速公路边坡的建立提供参考。