公路生态边坡防护技术研究

叶珺琳

(广州建筑园林股份有限公司，广东 广州 510000)

1 引言

随着中国基建的快速发展，基础设施建设的项目越来越多，尤其是公路建设使原有地貌和植被受到一定程度的破坏，伴随出现了边坡裸露、滑坡等不良现象，严重影响周边安全和生态环境。目前仍有许多边坡防护采用的是传统工程防护技术，但随着生态理念和环保意识的普及，工程建设者趋向于采用植被生态的方法进行边坡防护，生态护坡技术不仅能稳定边坡，在景观建设和环境保护方面也有着很大的优势。

2 生态边坡作用原理

2.1 根系锚固与加筋作用

深根植物的根系错综复杂分布于边坡土壤中，与土壤结合成复合结构，具备一定的锚固力和较高的抗拉强度，可以提升土体的整体约束力，限制边坡土体移动，起到加固边坡的作用。当边坡有根系且随着根系长度的增长，边坡土体的内摩擦角和粘聚力将随之增加[1]。浅根植物的根系对表层土壤有加筋的作用，边坡坡面的土壤容易滑落、流失，尤其受到雨水冲刷时，浅根系分布于坡面浅层土壤中，增加了土壤粘聚力，能提高坡面土体强度[2]。

2.2 截流渗透作用

生态护坡上的植物避免一部分雨水直接滴落到边坡表面，缓冲雨水对边坡的冲击力，降低坡面土体流失[3]。边坡上的植物还能增加土体的渗透性，提高土体存储水分的能力，渗透性的提高可以有效降低边坡的土体流失量。

2.3 改善环境

边坡绿化、复绿工作，可以恢复边坡的景观，给人以最直观的感受。通过对不同条件下边坡的绿化改造，将花、草、藤本、灌木、乔木等植物进行组合，恢复边坡群落，维持生态平衡，净化空气，调节局部小气候。通过恢复边坡植被和景观改造，既能升级边坡景观，又可以改善边坡及周边的生态环境，具有良好的生态效益。

3 生态边坡防护技术

3.1 三维土工网垫护坡

三维土工网垫是由热塑性树脂等材料处理后形成的类似丝瓜网络状的三维结构网垫，一般具有3层结构，三维土工网垫结构中有90%的空间可以填充土体，根系可以穿过三维网扎根在边坡土体中，一段时间后可以形成根系-三维网垫-土体复合边坡保护层。三维土工网垫护坡技术具有良好的保持水土能力，在前期草皮还没有形成前，且三维网可以很好地阻挡风雨的侵蚀，削弱风雨对坡面的损坏，降低了风和雨水产生的势能[4]。草皮长成以后，形成的复合结构可以经受住雨期、暴雨等大流速的冲刷，避免水土流失，改善生态环境。三维网土工网垫护坡技术操作简单，三维网质量轻，价格低廉，施工成本低，材料环保无污染，新型土工三维网垫在使用2年左右便可以完全降解，但是稳定性较差，需要借助其他措施来保证三维网垫与边坡表面贴合。

3.2 雷诺护垫护坡

雷诺护垫由金属网构成具有一定整体性的块状护垫，之后填充块石等填料，护垫厚度一般在0.17～0.3m之间，在护坡完成后期，植物根系可以穿过雷诺护垫扎入土体，形成根系垫层土体混合结构，随着植被根系的生长，雷诺护垫边坡的稳定性会不断增强。雷诺护垫护坡技术适用于建筑边坡和河岸等水体边坡，有较好的景观效果。雷诺护垫可以削弱强降雨和地表径流对边坡表层土体带来的影响，防止水土流失。在河岸、水利工程运用还可以不断消耗波浪带来的冲击力，降低波浪冲击的高度，减少低水流对边坡坡脚及坡面的冲刷。当所在工程边坡较为平缓、坡高较低时，可以在边坡表面直接铺设雷诺护垫，不需采取其他固定措施。在一些坡度较陡的边坡不适宜使用。

3.3 植生型生态混凝土护坡

植生型生态混凝土护坡技术是近几年开始应用的技术，不同类型的植生型混凝土具有不同的功能。植生型生态混凝土主要组成成分有多孔混凝土、缓释肥料、保水材料和表层土体等，具有较高的透气性、抗冲刷能力和保水性。

目前植生型生态混凝土护坡应用形式主要有两种，一是有植生型多孔纤维混凝土，由床基、多孔纤维混凝土、承载被面和植被构成，床基是由土壤、肥料和保水剂混合而成，承载被面由营养基质混合天然土体、固化剂、草种混合拌制，由此植被直接生长于多孔混凝土中，具有良好的边坡防护效果和绿化效果。这种方法的常见技术包括液压喷播绿化技术、TBS护坡绿化技术、CBS护坡绿化技术[5]。该方法施工简单，混凝土有较多的孔隙，植物根系可以通过孔隙生长，混凝土具有良好的力学性能，可以抵御较强降雨的冲刷。另一种应用形式为混凝土砌块，一般制作成空心砌块，中间填充土壤、肥料等，然后在其中种植植物。也有些制作成具有净化能力的砌块，通过采用透水混凝土和一些滤料，比如高强陶粒、沸石、硅藻土等具有吸附作用的材料，形成可以净化雨水的砌块。砌块护坡施工速度快，砌块边坡的倾斜角最大可以到85°，有效减少了工程占地面积[6]。在砌块上进行绿化，能够控制雨水渗入边坡，维持边坡稳定。植生型生态混凝土护坡技术较复杂，造价相对较高。

3.4 土工格室护坡

土工格式护坡是通过焊接片材形成的立体蜂窝格室结构的土工织物，土工格室抗拉强度高，运用于边坡上有很好的土体加固效果。土工格室防护坡面，格室各侧壁和土壤之间存在摩擦力，同时格室的蜂窝结构对土体有一定的约束力和加筋作用，有利于土体的加固和补强。蜂窝状的格式可以改变边坡表面的水流流向，雨水沿着格室的边缘流动，降低了水流对坡面的冲刷能力，不容易形成冲刷沟，对于护坡的防护效果明显[7]。后期植被生长稳定，生态景观效果好。土工合成格室具有耐腐蚀、柔性较好、质轻、造价低、易运输等优点，但是需要借助其他措施固定土工格室，稳定性相对较差。

3.5 OH液植草护坡

OH液护坡是近几年从国外引进的一种新型护坡技术，将OH液通过人工或机械注入草种内，再喷洒至边坡表面标称，在较短的时间内，边坡就可以变硬，快速达到初期防护和固定草种的作用。使用OH液进行边坡防护半年后，边坡表层的薄膜会自行溶解，在这期间，草种已经生根发芽生长完好。目前我国还没有自主研发的OH液，主要依靠国外进口，导致成本较高，因此这种护坡技术目前应用较少，没有普及推广。

4 生态护坡的局限性

生态护坡对边坡防护和水土保持有一定的积极作用，但也存在一些局限性。第一，护坡植物的根系有维护土体稳定的作用，但是植物根系生长有限，在大多数生态护坡种植较多的草本植物和灌木，乔木较少，根系不能深入到较深层的边坡土体中，仅作用于边坡的表层土体，对于大型边坡的深部滑移稳固作用有限。第二，植物根系能加快雨水渗透作用，当进入雨季时，降雨持续时间越长，雨水渗入边坡越多，边坡浅层土体的含水量则越多，土体容重越大，土体抗剪强度逐渐减弱，容易发生局部滑坡。

5 结论

随着科技的不断发展和人们对生态环境的重视，生态边坡防护技术也得到了发展，有了更多类型的护坡技术，以适应不同的边坡类型。生态护坡技术对公路生态环境的保护起到了积极作用，也提升了公路景观，但同时也有一定的局限性，对于大型边坡植物根系的加固作用有限，而且植物边坡需要更多的后期养护，如病虫害防治和干旱时需浇水等。因此，后续仍需要对边坡工程防治手段与植物的相互结合方式进行深入研究，对用于边坡绿化的植物品种进行筛选，对护坡的材料和施工工艺等仍须进一步探索研究，以推动公路生态的健康可持续发展。