公路路基高边坡防护的设计核心探究

山西诚达公路勘察设计有限公司晋中分公司 山西晋中 030600

1 公路路基设计边坡防护的原则

1.1 因地制宜原则

由于边坡岩石和泥土类型不同，所在地段的气候、降水等自然条件存在较大差异。因此，公路路基设计边坡防护过程中，要坚持因地制宜原则，考虑边坡所处环境和工程特点，有针对性地采取边坡防护设计方案，提升防护方案的科学性与合理性。从而更好指导路基边坡防护施工，确保边坡防护质量[1]。

1.2 统筹兼顾原则

由于边坡特点不一样，岩石和土壤性质可能存在较大差异，加之沿线自然环境、气温、降水等不同条件。因此，边坡防护方案设计时，要统筹兼顾，根据边坡防护需要，以提升工程质量为目标，合理应用多种防护措施。按要求施工，从而实现全面提升边坡防护效果的目的。

1.3 保证质量原则

边坡防护方案设计时，要注重提升防护施工质量。确保防护方案的科学性与合理性，严格按要求施工，把握质量控制要点，避免违章操作。同时，要保证边坡施工安全，预防安全事故发生。选择质量合格的材料，性能优良的机械设备等，提升每道工序质量，有效加固公路工程边坡。

2 路基边坡防护设计重要性

路基防护是使路基保持稳定且强度满足要求的基本措施，其防护重点在于路基边坡，因地形发生变化，设计标高和天然地面标高之间的关系有所不同，由此出现了半填半挖式路基。通过对岩土体开挖和填筑而形成的路基，会打破原地面保持的平衡状态，直接暴露在空气中受不同因素影响，岩土体自身性质将产生明显变化，导致岩土体发生移动和变形，严重时还会引起其他环境问题，例如植被破坏、滑坡与泥石流。因此，为了使路基保持稳定，避免产生路基病害，必须重视和做好路基边坡防护设计，在设计中要根据实际的地质条件、水文条件与现场条件，制定合理可行的防护措施，保证边坡防护效果。路基边坡防护设计最常见的问题在于所选防护措施不合理，无法满足设计要求。对此，需要从边坡的破坏形式与产生原因入手，针对不同防护措施的原理与特点，采取合理可行的防护措施。

3 造成公路路基高边坡不稳定的因素

3.1 自然因素影响

（1）地质条件因素。首先，公路路基所处地区如果本身地质活动比较活跃，该路段公路路基的高边坡与其他路段相比，稳定性相对较差。受地质构造的影响，路基高边坡容易出现滑坡，甚至在受到内外部作用力共同影响时发生崩塌现象。其次，受地质条件影响，公路路基的边坡空间分布情况、公路路基的岩体结构面发育情况及公路路基的岩体组成情况都会引起公路路基高边坡不稳定性。其中边坡空间分布对公路路基高边坡影响最大，高边坡宽度、坡高、坡面形状、高边坡的坡面岩层产状都直接影响高边坡的稳定性系数。如果坡度较大，坡体土层又比较软，则容易发生滑坡。另外，地质岩层状况也会影响公路路基高边坡稳定性，地层岩性因物理作用、化学反应、力的作用及水质影响，都会造成路基高边坡不稳定，破坏高边坡特性，并且不同性质的地层岩性对路基高边坡的破坏表现形式不一样，破坏程度也不同[2]。

（2）气候条件因素。气候条件因素主要是降雨降水破坏公路路基高边坡坡体结构。雨水渗透到地下，形成地下水，侵蚀高边坡下体土层。受地下水的作用，高边坡下坡土层空隙间会产生水压（动水水压、静水水压），在长时间降水与地下水的相互作用下，降低土体硬度，引起土体软化，土体间的摩擦力也逐渐降低，引起土体滑坡，进而破坏高边坡稳定性。

3.2 人为因素

人为因素也是造成公路路基高边坡不稳定的重要因素之一。人为因素包括设计人员对路基高边坡设计不合理以及施工人员在公路路基施工过程中未能按照原有设计标准进行规范施工两方面。相比自然因素的不可控性，人为因素是完全能够有效避免的。设计人员对高边坡防护的不重视、设计结构不合理、技术不达标等都对公路路基高边坡病害发生埋下了隐患。

4 公路路基高边坡防护设计的重点

4.1 加强地质资料的收集

前期地层资料收集直接影响防护设计工作的有效实施，因此对设计人员而言，资料收集工作必不可少。收集施工所在区域的地质资料，主要方法是进行布孔勘测，包括文物勘测和地质勘测，准确把握所在地区的地质资料。尤其是地质条件较为复杂、地层结构变化较大的地区，要加大布孔密度，以实现准确勘测每个地层结构，保证获取的地质资料全面、科学。通过前期收集地质资料，为公路地基及高边坡防护设计提供准确的地质构造、岩层、土体性质及分类等数据依据。

4.2 优化公路路基高边坡防护设计方案

公路路基高边坡防护设计方案不是一次性工作，而是一个不断发现问题、解决问题，进而对设计方案进行优化的过程。高边坡防护设计方案首先要明确公路路基防护要求；其次，防护设计方案应对防护施工材料质量、施工材料标准等进行明确，并提出检测方案及检测标准，严格保证防护施工效果；再次，在正式进行防护前，应对设计方案的具体操作环节、具体流程、涉及的各个方面进行模拟试验，以便能及时发现问题，对方案中的不合理之处进行改进。同时，要保证模拟测试的真实性，在设计方案中尽可能多地罗列出实际施工中可能面临的问题，并提出解决措施，以确保设计方案能应对各种施工环境变化，提高高边坡防护设计的有效性。

4.3 三维网护坡设计

边坡高度小于5m 时，采用三维网植草护坡方式。采用强度高、寿命长、无污染的树脂三维网，通过坡面平整、挂网固定、覆土盖网等环节，实现对边坡的有效防护。采用湿式喷播草籽的生物防护技术并养护成型，实现有效加固边坡的目的。采用专门的喷播设备施工，将植物种子、土壤稳定剂、肥料、覆盖料、添加剂、水等按照一定比例加入喷播机内，然后搅拌均匀，用喷枪将混合物均匀喷射到坡面，再淋水养护。在种植草种选择上，应结合土壤条件、气候状况等，选用成活率高、防护效果好的草种。

4.4 混凝土防护设计

部分边坡在阳光照射、风化、降水等作用下，路基坡面会出现大量裂缝。为此，设计采用混凝土防护能起到良好效果。通过混凝土防护能减少风化、降水等带来的负面影响，保证边坡稳定可靠。加强混凝土原材料质量控制，按要求进行拌和施工。加强钢筋施工质量控制，确保混凝土浇筑缓慢、均匀、连续进行，做好养护工作以确保混凝土强度。混凝土防护的成本相对较高，对周围景观也可能带来一定负面影响。

4.5 植被防护

植被防护主要是借助其土壤涵养性特点，所以可在路基高边坡处种植一些植被，实现公路建设与生态建设的融合。如今我国很多公路高边坡工程都采用了植被防护法，并且使用效果也较为理想。受到大暴雨影响，高边坡疏松土壤会顺着径流排出，给公路带来了巨大隐患，同时边坡的水土流失量也非常多。因此，在植被选择中，要确保植被可以适应当地环境，且具有非常发达的根系，这样才能够起到固土作用，从而给公路周边增添美丽的风景。

除了种植树木，还可以铺设草皮。要根据边坡实际情况确定草皮面积、种植数量，草皮高度不低于10cm。在设计中还要考虑草皮的美观性。当然，种草防护和草皮防护是两个概念，对于路基高边坡侵蚀不严重的工程，可以直接在坡面上撒草种，这样草皮就可以自然生长；对于侵蚀十分严重的路基边坡，除了要撒一定量的草籽，还要铺设草皮，选择耐寒、耐寒的品种，且高危边坡还应使用泥浆提高强度。

4.6 浆砌片石防护

浆砌片石主要设置于浸水路堤与可能被冲刷的路基边坡，设计中要注意加强排水和防护之间的结合。如果水流速度较快，则会产生很强的波浪作用，而且还会受撞击物冲击，设计中应采用浆砌片石进行防护，并在必要的情况下和其他防护措施同时使用。这种防护措施具有良好的耐久性，可在不同类型及不同位置的路基边坡中使用，而且造价相对较低，在公路路基工程中得到了广泛应用。

5 结语

综上所述，边坡防护设计是公路路基设计的重要内容，防护效果在很大程度上影响公路安全、稳定运营。针对现阶段普遍存在的防护措施与路基边坡实际情况不符的问题，在路基边坡防护设计工作中，应在掌握边坡实际情况的基础上，结合不同防护措施的原理、特点，制定科学有效的防护措施，同时针对防护设计方案的实施，还要提出相应要点，以此保证防护质量与安全，达到预期的防护效果。