论文部分内容阅读
[摘 要]公路边坡是公路路基的重要组成部分，它的稳定程度直接影响到公路的运营状况。公路路基边坡防护处理是公路设计施工、养护管理的重要内容。结合公路路基边坡破坏表现形式分析，系统探讨公路路基边坡防护处理的几种新型方法，可为公路路基边坡设计和施工提供理论参考。
[关键词]公路；边坡；防护
中图分类号：U417.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0329-01
0 引言
公路路基边坡防护是防止路基病害、保证路基稳定、改善道路环境景观、保护生态平衡的重要措施，也关系到路基的外观、路线景观与环境协调[1]。在我国由于缺乏对路基边坡防护工程的系统研究，许多工程只能借用低等级公路的防护技术，给所建工程带来隐患，造成巨大的经济损失和不良的社会影响[2]。我国每年用于公路边坡整治、加固维修的费用也高达数亿元[1]。为此，本文在分析公路路基边坡破坏表现形式的基础上，提出边坡防护处理的几点原则，结合这些原则系统探讨公路路基边坡防护处理的几种新型方法。
1 公路路基边坡破坏表现形式
1.1 路基边坡破坏
路基边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷[3]。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，冲沟不断发展最终导致
边坡破坏，进一步造成路面塌陷，直接影响行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤，加之受洪水的威胁，还有可能直接导致路堤坡脚的冲毁及边坡的破坏。此外，冬季的积雪会造成坡脚湿软，路基强度降低，上部土体失去支撑。公路上行驶的汽车溅起的雨雪水，也会冲刷坡脚。
1.2 路基边坡坍塌
路基边坡坍塌主要有滑动型、落石型及流动型三类，这三类坍塌可单独存在，也可同时出现[3-4]。滑动型坍塌是岩层在外力的作用下被剪断，沿层间软石发生顺层滑动造成的坍塌。落石型坍塌指在较陡的岩石边坡，那些节理、层理、断层影响下裂隙发育的岩石，被大小不一的裂面分割成软弱的短块，由于渗水，反复冻融，造成长时间的微小移动，裂缝逐渐扩大，当雨水充满裂缝时，产生侧向静水压力作用，造成坍塌。此类破坏形式对行车安全构成很大威胁。流动型坍塌是砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土，由于大雨冲刷产生流动造成的坍塌。
2 公路路基边坡防护处理原则
根据公路路基边坡破坏的主要表现形式，为了使边坡防护既能满足冲刷防护功能，又能起到美化边坡的目的，设计时应遵循3个基本原则[3]：一是尽可能减少浆砌片石全防护，增加植被防护；二是对比较低的路堤可单独采用植草防护；三是对路堤较高的路段应采用圬工防护与植草防护相结合的综合防护。
3 新型公路路基边坡防护处理方法
公路路基边坡防护处理的传统方法比较多，如坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等）；冲刷防护设施有植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护、设置导治结构物等。基于上述公路路基边坡防护处理的3个原则，本文重点探讨几种新型的公路路基边坡防护处理方法[1，5]。
3.1 土钉墙防护
土钉墙是一种柔性支护结构，通过在土中设置短密的土钉，加固和改善原状土（岩）的物理力学性能。土钉墙支护技术完全摒弃传统支撑方法的被动支挡概念，施工中不需一桩、一撑，具有支撑主动，经济、安全等特点。在边坡工程施工时，须采用短台阶逐阶下挖的方式。每一台阶切坡的高度为1～2 m，在施工土钉杆、面层构件与喷射混凝土期间，切坡段需要保持自立稳定。因此，土钉墙支护技术适用于具有一定粘性的砂土和粉、粘土，即使局部含软塑的淤泥、松散的砂层，都可以采用不同的施工工艺进行处理。
3.2 土工织物防护
土工织物由于具有重量轻、整体连续性好、施工方便、耐腐蚀性、抗拉强度较高和抗微生物侵蚀性好等特点，当与植被相结合进行边坡防护时，更加体现其优越性。土工织物的产品类型比较多，根据制造方法的不同可分为土工格栅、土工网以及各种土工膜和复合组合材料等。土工织物在公路工程中具有排水、反滤、隔离、防渗、防护以及加筋和加固等功能，在公路路基边坡防护处理中得到广泛运用。
3.3 生物防护
3.3.1三维植被网垫
三维植被网垫是以热塑性树脂为原料，经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕，并在接点上相互熔合，底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。其基础层由两层经双向拉伸处理后得到的均匀的方形网格组成，拉伸后的方形网格质轻、丝细均匀，具有很好的适应坡面变化的贴伏性能；三维植被网垫的上部为“网包”层，上下两层结构的复合即形成三维植被网垫。三维植被网垫表面有波浪起伏的网包，对覆盖于网垫上的表土有很好的加固作用，并可提高需植草防护的边坡坡度。三维植被网垫在表土中起着加筋的作用，可有效地防止表土的滑移。对于防止边坡冲刷，提高边坡的稳定性方面，三维植被网垫发挥着极其重要的作用。
3.3.2 客土喷播。
客土喷播技术是近些年来发展起来的公路路基边坡植物防护新技术，客土喷播法以前是以高次团粘结构（SF绿化施工法）为基础，现在已发展到混入粘着性植物纤维的TG绿化施工法及混入培养光地表上的ER绿化施工法，及传统农业发展来的加入长3～5 cm稻草作为覆盖料的MF绿化施工法。这些方法的原理是用高次固粘剂使岩上形成密实结构，植物纤维在其中起到类似植物根基的固结作用，造就具有耐降雨侵蚀，牢固且透气，与自然表土接近的生长基础。
3.3.3 液压喷播植草
液压喷播植草技术是一种比较先进的植草方法，在边坡防护中已逐步得到应用和推广。与传统建植草坪的方法相比，液压喷播具有很多优点：①播种均匀，效率高，它将施肥、混种、播种、覆盖等工序一次完成，受风力影响较小，加快了草坪建植速度，提高草坪的质量；②克服不利自然条件的影响，可以在种子直接播种难以成功的陡坡上进行喷播，同时可抗风、抗雨、抗水冲，满足不同条件下建植草坪的需要；③比铺草皮卷的费用低，且不占用农田，不必进行起挖、装运、铺栽及长途运输，减轻劳动强度；④科技含量高，将草种、肥料和包裹材料（纤维）融为一体，又将化学能、生物能融合起来，通过机械能将之施于地表，体现了生物种植的科学性、先进性和合理性，是草坪种植技术的一次革命。
3.3.4 草坪植生带。
草坪植生带是一种新兴的草坪建植技术。它是在专门的植生带生产线上，按照特定的生产工艺，将相关草种按照一定的密度和均匀的排列方式，定植在可以自然降解的非织造布基带或者可降解纸浆层上所形成的产品。在建植草坪时，只需把植生带铺在整理好的坪床上，覆一层薄土或细沙，浇水养护，很快就可形成均匀一致的美观草坪。种子植生带一般宽度为1 m，长度可以无限延长，但是一般以200 m的长度为一卷，运输、搬运非常方便。常见的草种有高头茅、草地早熟禾、多年生黑麦草、地毯草及狗牙根等。
参考文献
[1]赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2003
[2]王德明，蒋学平.高等级公路路基边坡的防护与加固[J].中国新技术新产品，2009（9）：59
[3]高民欢，李辉，张新宇，史建方.高等级公路边坡冲刷理论与植被防护技术[M].北京：人民交通出版社，2005
[4]李志刚，王春辉.公路边坡冲刷机理初探[J].解放军理工大学学报：自然科学版，2003，4（3）：43-45
[5]李武强.陕西省高等级公路边坡生态防护探讨[J].陕西公路科技，2005（5）：3-10
[关键词]公路；边坡；防护
中图分类号：U417.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0329-01
0 引言
公路路基边坡防护是防止路基病害、保证路基稳定、改善道路环境景观、保护生态平衡的重要措施，也关系到路基的外观、路线景观与环境协调[1]。在我国由于缺乏对路基边坡防护工程的系统研究，许多工程只能借用低等级公路的防护技术，给所建工程带来隐患，造成巨大的经济损失和不良的社会影响[2]。我国每年用于公路边坡整治、加固维修的费用也高达数亿元[1]。为此，本文在分析公路路基边坡破坏表现形式的基础上，提出边坡防护处理的几点原则，结合这些原则系统探讨公路路基边坡防护处理的几种新型方法。
1 公路路基边坡破坏表现形式
1.1 路基边坡破坏
路基边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷[3]。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，冲沟不断发展最终导致
边坡破坏，进一步造成路面塌陷，直接影响行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤，加之受洪水的威胁，还有可能直接导致路堤坡脚的冲毁及边坡的破坏。此外，冬季的积雪会造成坡脚湿软，路基强度降低，上部土体失去支撑。公路上行驶的汽车溅起的雨雪水，也会冲刷坡脚。
1.2 路基边坡坍塌
路基边坡坍塌主要有滑动型、落石型及流动型三类，这三类坍塌可单独存在，也可同时出现[3-4]。滑动型坍塌是岩层在外力的作用下被剪断，沿层间软石发生顺层滑动造成的坍塌。落石型坍塌指在较陡的岩石边坡，那些节理、层理、断层影响下裂隙发育的岩石，被大小不一的裂面分割成软弱的短块，由于渗水，反复冻融，造成长时间的微小移动，裂缝逐渐扩大，当雨水充满裂缝时，产生侧向静水压力作用，造成坍塌。此类破坏形式对行车安全构成很大威胁。流动型坍塌是砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土，由于大雨冲刷产生流动造成的坍塌。
2 公路路基边坡防护处理原则
根据公路路基边坡破坏的主要表现形式，为了使边坡防护既能满足冲刷防护功能，又能起到美化边坡的目的，设计时应遵循3个基本原则[3]：一是尽可能减少浆砌片石全防护，增加植被防护；二是对比较低的路堤可单独采用植草防护；三是对路堤较高的路段应采用圬工防护与植草防护相结合的综合防护。
3 新型公路路基边坡防护处理方法
公路路基边坡防护处理的传统方法比较多，如坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等）；冲刷防护设施有植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护、设置导治结构物等。基于上述公路路基边坡防护处理的3个原则，本文重点探讨几种新型的公路路基边坡防护处理方法[1，5]。
3.1 土钉墙防护
土钉墙是一种柔性支护结构，通过在土中设置短密的土钉，加固和改善原状土（岩）的物理力学性能。土钉墙支护技术完全摒弃传统支撑方法的被动支挡概念，施工中不需一桩、一撑，具有支撑主动，经济、安全等特点。在边坡工程施工时，须采用短台阶逐阶下挖的方式。每一台阶切坡的高度为1～2 m，在施工土钉杆、面层构件与喷射混凝土期间，切坡段需要保持自立稳定。因此，土钉墙支护技术适用于具有一定粘性的砂土和粉、粘土，即使局部含软塑的淤泥、松散的砂层，都可以采用不同的施工工艺进行处理。
3.2 土工织物防护
土工织物由于具有重量轻、整体连续性好、施工方便、耐腐蚀性、抗拉强度较高和抗微生物侵蚀性好等特点，当与植被相结合进行边坡防护时，更加体现其优越性。土工织物的产品类型比较多，根据制造方法的不同可分为土工格栅、土工网以及各种土工膜和复合组合材料等。土工织物在公路工程中具有排水、反滤、隔离、防渗、防护以及加筋和加固等功能，在公路路基边坡防护处理中得到广泛运用。
3.3 生物防护
3.3.1三维植被网垫
三维植被网垫是以热塑性树脂为原料，经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕，并在接点上相互熔合，底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。其基础层由两层经双向拉伸处理后得到的均匀的方形网格组成，拉伸后的方形网格质轻、丝细均匀，具有很好的适应坡面变化的贴伏性能；三维植被网垫的上部为“网包”层，上下两层结构的复合即形成三维植被网垫。三维植被网垫表面有波浪起伏的网包，对覆盖于网垫上的表土有很好的加固作用，并可提高需植草防护的边坡坡度。三维植被网垫在表土中起着加筋的作用，可有效地防止表土的滑移。对于防止边坡冲刷，提高边坡的稳定性方面，三维植被网垫发挥着极其重要的作用。
3.3.2 客土喷播。
客土喷播技术是近些年来发展起来的公路路基边坡植物防护新技术，客土喷播法以前是以高次团粘结构（SF绿化施工法）为基础，现在已发展到混入粘着性植物纤维的TG绿化施工法及混入培养光地表上的ER绿化施工法，及传统农业发展来的加入长3～5 cm稻草作为覆盖料的MF绿化施工法。这些方法的原理是用高次固粘剂使岩上形成密实结构，植物纤维在其中起到类似植物根基的固结作用，造就具有耐降雨侵蚀，牢固且透气，与自然表土接近的生长基础。
3.3.3 液压喷播植草
液压喷播植草技术是一种比较先进的植草方法，在边坡防护中已逐步得到应用和推广。与传统建植草坪的方法相比，液压喷播具有很多优点：①播种均匀，效率高，它将施肥、混种、播种、覆盖等工序一次完成，受风力影响较小，加快了草坪建植速度，提高草坪的质量；②克服不利自然条件的影响，可以在种子直接播种难以成功的陡坡上进行喷播，同时可抗风、抗雨、抗水冲，满足不同条件下建植草坪的需要；③比铺草皮卷的费用低，且不占用农田，不必进行起挖、装运、铺栽及长途运输，减轻劳动强度；④科技含量高，将草种、肥料和包裹材料（纤维）融为一体，又将化学能、生物能融合起来，通过机械能将之施于地表，体现了生物种植的科学性、先进性和合理性，是草坪种植技术的一次革命。
3.3.4 草坪植生带。
草坪植生带是一种新兴的草坪建植技术。它是在专门的植生带生产线上，按照特定的生产工艺，将相关草种按照一定的密度和均匀的排列方式，定植在可以自然降解的非织造布基带或者可降解纸浆层上所形成的产品。在建植草坪时，只需把植生带铺在整理好的坪床上，覆一层薄土或细沙，浇水养护，很快就可形成均匀一致的美观草坪。种子植生带一般宽度为1 m，长度可以无限延长，但是一般以200 m的长度为一卷，运输、搬运非常方便。常见的草种有高头茅、草地早熟禾、多年生黑麦草、地毯草及狗牙根等。
参考文献
[1]赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2003
[2]王德明，蒋学平.高等级公路路基边坡的防护与加固[J].中国新技术新产品，2009（9）：59
[3]高民欢，李辉，张新宇，史建方.高等级公路边坡冲刷理论与植被防护技术[M].北京：人民交通出版社，2005
[4]李志刚，王春辉.公路边坡冲刷机理初探[J].解放军理工大学学报：自然科学版，2003，4（3）：43-45
[5]李武强.陕西省高等级公路边坡生态防护探讨[J].陕西公路科技，2005（5）：3-10