随着我国公路建设的飞速发展,边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一,需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑,合理布局,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施,确保高等级公路的稳定和高速行车安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡,美化高等级公路的效果。因此,高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的高度重视。
一、高速公路边坡破坏的主要形式
1.高速公路路堤边坡
(1)路基下边坡一般为填土路堤。受力稳定的路堤边坡的破坏,主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为冲毁路堤坡脚导致边坡破坏。
(2)边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。一般地,砂石土边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏,较高的路基边坡较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷,压实度较好的边坡,比压实度较低的边坡耐冲刷。
2.高速公路路堑边坡
(1)路堑上边坡是人工开挖的斜坡,其强度应满足稳定边坡的要求,这样的稳定边坡在降雨、融雪、冻胀,及其他形式的风化等作用下,主要破坏形式为冲刷、崩塌等。
(2)冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡,如砂性土边坡、亚粘性边坡、黄土边坡等,在大气降水的作用下,沿坡面径流方向形成许多小冲沟;在边坡坡脚,冬季往往发生积雪,造成坡脚湿软,强度降低,上部土体失去支撑,发生破坏;同时,高速行驶的汽车溅起的雨雪水,也冲刷坡脚。
(3)边坡的崩塌,一般分为三类:落石型、滑坡型、流动形,有时在一次崩坍中会同时具有这三种形式。
(4)落石型一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩层必然是洁丽、层理或断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的段块,这些裂面宽而平滑,有方向性。落石和岩石滑动易沿陡的裂面发生。裂隙张开的程度用肉眼不一定能识别,但能渗水,由于反复冻融,长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大,由于降雨,裂缝中充满水,产生侧向静水压力作用,也会发生这种现象。
(5)滑坡型崩塌,指岩层在外力作用下剪断,沿层间软岩发生顺层滑动,多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中。另外,当基层上伏岩屑层、岩堆等松散的堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断层面发生崩塌。
(6)大雨时的崩塌多属于流动型,砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,多会受水的影响而产生流动型崩塌,流动型崩塌没有明显的剪切滑动面。很显然,边坡高度大时,以上边坡的类型都较低边坡容易发生。
二、高速公路边坡植物布置原则和选择
1.边坡绿化布置原则
边坡植物防护的主要目的是固土护坡、防止冲刷,兼有美化环境的功能。一般应选择干旱、瘠薄、根系发达、覆盖度好、易于成活、便于管理、同时兼顾景观效果的草本或木本植物。边坡生态防护植物配置技术原则是采用以水土保持为主,兼具生态景观效果边坡防护要考虑对整个植被进行逐步恢复,应以林草植物为主进行生态模式配置,有利于固土护坡,防止水土流失,改善高速公路边坡景观和行车效果,有利行车安全。以适应生态学理论为依据,尊重自然、正视自然、保护自然、恢复自然,兼顾生态效益、经济效益和社会效益,以达到四季常绿并可体现有当地特色的景观效果;同时在选择植物种类时要坚持生物多样性,多科属结合,乔、灌、草结合,营建乔、灌、草结合的多树种、多结构、多功能的复层生态景观群落,有效增加绿量和绿叶面积,挖掘单位面积上的潜在生态力,提高叶面积指数,整个绿化沿线注意立体空间上的线条变化和节奏感。但应在考虑气候、土壤、立地类型的基础上,优先选择耐干旱、耐瘠薄、抗污染、观赏性强的树种及草坪地被植物,既能适应当地土地条件,又能满足公路绿化的要求,达到功能、艺术、科学的统一。在路堑边坡(上边坡)应考虑采用不同草种或草灌混栽技术,一年生草本(或越年生)与多年生草本搭配,再混栽一定比例的灌木或小型乔木。起初一年生草本迅速生长,固土护坡、防止冲刷效果明显。以后多年生草本和灌木或小型乔木成为优势种,固土护坡及景观功能进一步加强。路堤边坡(下边坡)宜选用多年生、耐寒、耐旱、耐瘠薄、生长势健壮、再生能力强的草种。
2.边坡绿化植物选择
边坡绿化主要目的是防止流水冲刷、风蚀、保护路基、降低噪音、吸收有害气体、创造优美的行车环境。路堤边坡的绿化,由于土质和保水性能很差,应尽量不破坏自然地形地貌和植被,采用抗逆性强、根系发达、易于成活、便于管理、兼顾景观效果的多年生草本或木本植物。目前用于护坡的主要植物材料有紫穗槐、美国地锦、荆条、沙地柏、柠条、柽柳、垂叶榕等乔木种,长春藤、藤本月季、爬墙虎、紫藤、扶芳藤等藤本植物;杜鹃等灌木种;天堂草、狗牙根、假俭、锦鸡儿、金钟、小冠花等多年生草本植物。
三、边坡绿化实施
在边坡施工中须先清除坡面浮石、浮根及杂物,对较坑凹处回填种植土,使坡面基本达到平整。对采用厚层基材、客土喷播施工的边坡须按1m*1m间距或按设计要求钻孔打L型锚杆或U型钉,以固定镀锌铁丝网(通常采用12#、14#,网丝直径不小于2mm,孔径不大于50*50mm)或三维塑料植被网。网片须满铺坡面并在坡顶处向外延伸1 m左右,网间搭接不得少于10Cm,且用铁丝绑扎牢固。并适当间插竹钉予以加固,使网面与坡面紧密相贴,不悬空、不松动,以防基材喷射后网体承重后整体滑落。对框架梁则须在框架中部设置一排间距30~40 Cm的长锚杆用以支挡,将植生袋(或土包袋)按砌墙码砖式施工码放至框顶,避免后期沉降产生空洞,且须在植生袋(或土包袋)表面铺挂镀锌铁丝网,通过框架上打膨胀螺丝对网片固定,使铁丝网与框架面及装土袋紧密相贴,以防植生袋(或土包袋)坠落。
结束语
高速公路边坡绿化主要起到护坡、稳定路基、减少水土流失和丰富路域景观的目的,在对边坡尽心绿化时,设计要与自然环境、美观、环保和防护功能结合起来,多采用植草种花和衬砌进行护坡。在施工时,要注意工程措施与植物措施相结合,真正达到社会效益、经济效益和生态效益的统一。
参考文献:
[1]《公路设计手册》(路基),人民交通出版社
[2]王含.特种混凝土设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社.2005.5
