植物護坡在路基邊坡工程中的應用

何  谷，黃萬坦，楊有輝

(重慶交通科研設計院，重慶400067)

    高速公路建設過程中的高填、深挖對道路沿線的原生植被造成破壞，引起水土流失等問題，在公路建成后汽車運行產生的廢氣也對自然環境造成污染。因此，能夠在一定程度上恢復公路建設過程中破壞的生態環境、保持生態平衡的植被護坡工程技術受到廣泛的應用。植被防護主要利用植物根系的加固作用提高土壤的抗剪強度，從而增加路基邊坡的穩定性，增強邊坡土壤抗侵蝕的能力，提高道路邊坡的景觀效果及提高道路的行車舒適性。

1.植被防護作用機理

    自然降雨對坡面的侵蝕首先是雨滴激濺土壤，其中一部分下滲，一部分隨著降雨的繼續在邊坡匯集，形成徑流，徑流在土顆粒表面產生剪切力，當這種力增大到能夠抵消土壤的抗侵蝕能力時，土顆粒被徑流帶走，而發生侵蝕。由于剪切力與土壤抵抗力的各向異性，可引起濺蝕、溶蝕、片蝕、溝蝕等，其中以細溝侵蝕破壞作用最大。

    植被防護主要是發揮植物的力學效應與水文效應。植物的垂直根系穿過坡體淺層的松散風化帶，錨固在較為穩定的巖土層上，起到錨桿的作用。同時植物的根系在淺層土壤中盤根錯節，使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合體，提高邊坡土體強度：從水文效應上來說，在降雨過程中，雨滴降落在坡面上，植被能夠攔截高速降落的雨滴，降低雨滴動能，還有一部分雨水被植被截流，減少雨水對邊坡的侵蝕；而雨后植被通過吸收和蒸發坡體內水分，降低土體中空隙水壓力，提高土體抗剪強度。

2.主要植被護坡工程技術

    傳統的植草防護主要適用于土質邊坡的防護，將適合當地的氣候、土質等因素選定的草籽與營養混合料充分拌和，均勻地撒布在清理好的土質坡面上，同時做好后期的養護管理工作，種植方式和管理方法相對簡單和粗放。為了解決貧瘠土質邊坡、強風化巖石邊坡的防護及綠化，結合工程實際通常采用濕法噴播、三維網植草、客土噴播，以及集合工程防護與植物防護優點的骨架植物護坡。

    2.1濕法噴播

    濕法噴播主要適用于沙性土、土夾石及風化巖石坡率緩于1：0.5的邊坡。濕法噴播是以水為載體的植被建植技術，將配制好的種子、肥料、覆蓋料、土壤穩定劑等與水充分混合后，用高壓噴槍均勻地噴射到土壤表面。噴播后的混合物在土壤表面形成一層膜狀結構，能有效地防止種子被沖刷，并保證在較短時間內植株迅速覆蓋地面，以達到穩固公路邊坡和綠化美化路容之目的。施工工藝順序為：前期準備，濕法噴播，鋪蓋無紡布，養護管理。

    2.2三維網植草

    三維植被網適用于沙性土、土夾石及風化巖石，且邊坡坡率緩于l：0．75。三維網植草主要是利用多層塑料凸凹和高強度平網復合而成的立體網結構形成的固土網墊，將網墊固定在邊坡上，在網包中敷土植草對邊坡進行綠化。三維網面層外觀凸凹不平，材質疏松柔韌，留有90％以上的空間可填充土壤及沙礫，能將草籽及表層土壤保護在立體網中。三維網網包可根據其抗拉能力和固土能力的不同，設計為2—5層。一般薄層應用于填方邊坡，厚層應用于挖方邊坡。對于土質貧瘠的挖方邊坡和土石混填的填方邊坡，可以起到固土防沖刷并改善植草質量的良好效果。三維網植草采用噴播或人工撒播方法進行植草，噴播植草施工完成后，須在邊坡表面覆蓋無紡布，以保護坡面水分并減少降雨對種子的沖刷，促進種子生長。當植物生長高度達5 cm左右時，再揭開無紡布進行為期3～6個月的前期養護。

    2.3骨架植草防護

    單一的植被護坡在草的生長早期，草籽及幼苗極容易被雨水沖刷掉，植被長成后抗沖刷能力也相對較薄弱。若植物根系延伸范圍內無穩定的巖土層，其邊坡防護作用不明顯，在降雨及其它對邊坡穩定不利的情況下，邊坡易失穩。采用護面墻、漿砌片石、噴射混凝土等圬工防護措施，將巖體與自然界完全隔離開來，路基邊坡不會受到沖刷的影響，且不用擔心路基邊坡巖體風化的問題。但是硬性防護與環境協調性差，且隨著時間的推移，防護效果會逐漸降低。因此采用植物護坡與圬工防護技術相結合，充分發  揮二者各自的優點，在保證邊坡穩定的同時還能夠恢復植被的骨架，植草防護技術措施獲得工程技術界的青睞。

    2.3.1漿砌片石骨架植物護坡

    漿砌片石骨架植物護坡適用于坡率緩于1：0.75的土質和強風化的巖石邊坡，目的是防止邊坡受雨水侵蝕，避免土質坡面產生溝槽，加強對風化巖層的支撐穩固作用。其形式主要有拱形骨架、菱形骨架、人字型骨架護坡等。在骨架間植草，待草長起來后，綠白相間，具有較好的視覺景觀效果。骨架的作用在于支撐和分割坡面，消除坡面較大范圍內的相互漸變、牽引的破壞。骨架的寬度及其間距，可視工程實際情況進行調整，常用的骨架寬度為0．5 m，間距為2．0～3．0 m。骨架嵌入坡體的深度應嵌固在表層松土或強風化層以下較堅實的土層上，一般不應小于0.5 m；埋置較淺的骨架，往往從坡面的中部產生隆起變形，逐漸向上下發展，導致整個骨架的破壞。

    2.3.2錨桿框架格子梁植草護坡

    錨桿框架格子梁植草護坡保留了錨桿對風化破碎巖石邊坡主動加固作用，防止巖石邊坡因開挖卸荷和爆破松動而產生的局部楔形破壞，又吸收了漿砌片石(混凝土)骨架植草防護的造型美觀、便于綠化的優點，適用于土質邊坡和坡體中無不良結構面、風化破碎的巖石路塹邊坡。錨桿框架格子梁框架內可以采用噴播植草、掛三維網植草、土工格柵網植草、以及鋪設混凝土空心磚噴播植草等。

3.邊坡綠化植物選擇原則

    (1)與氣候、土壤條件相適應。植物生長的主要影響因素就是氣候和土壤，邊坡綠化的植物必須要與工程當地的氣候、土質條件相適應。

    (2)抗旱能力強，適應貧瘠土壤。公路路域范圍內邊坡土壤一般比較貧瘠，易干旱，且建植后管理工作較少。因此應選擇耐干旱貧瘠、耐踐踏破壞、易粗放管理、再生能力強的植物。

    (3)根系發達，枝繁葉茂，生長快，多年生植物。只有根系發達的植物才能有效地固結土壤，防護邊坡，并有效控制路基邊坡水土流失。同時為了提高對邊坡防護效果，保持邊坡常綠，應考慮草種的互補性，即淺根和深根植物配合、豆科植物與禾本科植物配合、發育早與晚配合等。

    (4)以鄉土植物為主，引進植物為輔。鄉土植物是經歷相當長的時間考驗，經過物種進化變遷是自然選擇的結果，能夠完全適應當地的氣候、土壤條件，比其他外來物種有更強的競爭力和生命力。

參考文獻

[1]JTG D30—2004公路路基設計規范[S]．

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[3]李旭東．三維植被固土網墊在路基邊坡防護上的應用分析[J]．東北公路，2000(3)．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)