山區公路綠色邊坡防護的應用研究

伍從明

(重慶恒興工程造價咨詢有限公司，中國 重慶 402260)

0 前言

隨著公路工程建設的快速發展，在不斷改善交通環境的同時,公路的建設對沿線的生態環境、植被及社會人文景觀也造成了一定的破壞，特別是山區公路表現得尤為突出。近年來，隨著人們環保意識的逐步提高，相關環境法律法規相繼健全，要求公路設計人員，在進行公路設計時，應注意公路與沿線自然環境、社會環境的融合統一、保護生態、防止水土流失，實現“將公路放入大自然中”這一可持續發展目標。要讓公路真正地融入到大自然當中，涉及到公路設計的很多方面，其中邊坡防護就是極其重要的一面，對于山區公路邊坡的防護要結合實際采用工程防護和植物防護相結合的方法，盡量使用邊坡綠化方法，降低工程造價，綠化周圍環境，營造一條優美的公路風景線，讓公路成為當地一景。

1 山區公路邊坡防護概述

山區公路大都穿山越嶺，對沿線山體不可避免地要進行削坡、開挖、爆破等作業，從而形成各種人工開挖邊坡，為保證公路施工、運營安全，并且最大限度的減少生態破壞，保護一方環境，需要對邊坡進行綜合治理，另外山區公路的截彎取直，會遇到部分邊坡破碎，結構松散，容易產生山體不穩，對交通安全及生態環境留下隱患。

山區公路邊坡防護設計中常用的方法是邊坡工程防護方法，主要有漿砌片石護坡、護腳，干砌片石護坡、護腳等，對于沿河填方路堤邊坡、山溝、山谷路段路堤邊坡，橋涵兩側出入口處的路堤邊坡，一般要進行漿砌片石護坡、護腳等工程防護。這種防護方法的優點能夠穩定邊坡，防止水沖刷侵蝕路基，缺點是工程造價比較高，景觀效果較差，并且隨著人們環保意識的增強，對公路行業的設計環保要求也越來越高，單純的依靠工程防護方法已經遠遠不能適用于公路行業發展的需要，綠色的邊坡防護方法漸漸地得到人們的重視，并廣泛應用于各等級公路邊坡防護當中。

2 山區綠色邊坡防護方式

2.1 種草

種草是利用植被根系固定坡面表土覆蓋坡面,美化路容,協調與保護環境,調節邊坡土的溫濕狀況,防止水流對坡面的沖刷,防止風對坡面的吹蝕,固結和穩定邊坡,增強路基的穩定性。這種方法直接將草種種植在邊坡上,以綠化邊坡為主要目的,施工簡單,成本低。種草坡面防護適用于邊坡坡度≤1：1.5,一般要求邊坡高度≤6m的邊坡土質適宜種草且邊坡不浸水或短期浸水,可容許緩慢流水（0.4～0.6m/s）的短時沖刷。由于邊坡土質大多缺乏肥料,對于不利草類生長的土質邊坡,應在坡面上先鋪一層厚度≤10cm的種植土，并應在施工初期使用復合肥料,再栽植或播種,種草坡面防護不適合于巖石邊坡防護。根據施工方法不同,有下述幾種方式：撒播，適用于邊坡土質較軟、硬度在25mm以下的砂性土,23mm以上的粘性土以及坡面緩于1:1的情況；草種植生袋，適用于暴雨強度較大的地區；液壓噴播，適用于各種復雜地形的施工,特別是人力不可及的地帶；溝槽，在邊坡上開挖溝槽,將草粒種在溝內,適用于硬性土或花崗巖風化砂土挖方邊坡；噴播，常用于礫質土或硬度在25mm以下的砂質土,硬度在23mm以下的粘性土、亞粘土坡。

2.2 鋪草皮

鋪草皮是采用適當的施工方法將生長的草種挖取后鋪設在要防護的邊坡上。鋪草皮除了具有種草坡面防護的特點外,可以迅速對施工完后的邊坡實施坡面防護,不受施工季節和氣候的影響。鋪草皮坡面防護適用于需要迅速得到防護或綠化的土質邊坡，也用于極嚴重風化的巖石、嚴重風化的軟質巖石邊坡，一般來講其適用的邊坡坡度稍陡。草皮應選擇根系發達，莖矮葉茂的耐旱草,不宜采用喜水草,嚴禁采用生長在泥沼地的草皮；適用于需要迅速得到防護或綠化的土質邊坡。在邊坡較高陡和坡面沖刷較重的地方，鋪草皮相對于種草防護更為有效，鋪草皮應在春季或初夏進行，以使草更容易生長。

2.3 種樹

種樹是公路邊坡防護常用的方法，在公路兩側土路肩附近栽種的行道樹，盡管對公路綠化、邊坡防護、交通安全等有一定作用，但同時也容易造成行車視距不足的問題。當山區公路彎道半徑小時，這個問題更為突出，夏天形成樹蔭易引起駕駛員的視覺錯誤，由此即引發了大量的交通事故。因此，在公路兩側的土路肩上不適宜栽植高大的喬木，只適合栽低矮的灌木，但是只要不影響行車視距，在公路邊坡的坡腳與邊坡坡頂以外的區域可以栽植喬木，特別是在公路彎道外側可順公路中線的平行位置栽植一排排的高大喬木，不僅可以引導行車，起到誘導視線的效果，同時也能綠化和美化公路景觀。

2.4 綜合植物防護

綜合植物防護是指采用混凝土、漿砌片(塊)石、漿砌卵（礫）石等做骨架形成框格，框格內采用種草、鋪草皮的防護方法。框格的作用是利用骨架防止邊坡受雨水侵蝕而避免在土質坡面上產生溝槽，同時保護框格內的植物在生長初期不受雨水侵蝕。

綜合植物防護的特點是將植物防護與工程防護結合起來，施工簡單、施工進度快、效果好，綜合植物防護應根據防護目的和防護地點的坡面狀況及工程地質條件選擇框格類型。框格常用的有混凝土框格、漿砌片(塊)石框格、漿砌卵(礫)石框格等，混凝土框格又可分為預制和現澆兩種。土質或風化巖石邊坡進行防護時，可采用預制混凝土砌塊、栽砌卵石、干砌片石等做骨架，而對較陡、較深挖方邊坡，現澆混凝土或漿砌片(塊)石做骨架比較適合。

3 山區公路綠色邊坡防護效果評價——基于灰色綜合評價法

山區公路綠色邊坡的防護效果直接影響到整條公路帶的運營安全和生態環境，所以對其進行合理、全面的綜合評價，確定其防護效果等級具有十分的現實意義。由于，山區公路綠色邊坡的評價指標存在諸多不確定性，不可能對所有的指標進行量化處理，因此本文提出一種具有廣泛應用性的、基于多層次灰色綜合評價模型。

鄧聚龍教授于1982年提出灰色系統理論，灰色關聯是指事物之間的不確定的關聯，或者指系統的因子之間、因子與主行為之間的不確定的關聯。灰關聯分析的基本思想是通過確定參考數據序列和若干比較數據序列的幾何形狀的接近程度，來判斷因素之間的關聯程度，灰色系統理論主要是利用已知信息來確定系統的未知信息，使系統由“灰”變“白”。

3.1 確定評價指標及建立評價指標體系

山區公路綠色邊坡防護效果與許多因素相關，考慮到綠色邊坡的功能和環保上的要求，因此從邊坡防護的防護性、環保性和生態性三個方面建立一個綠色邊坡防護效果評價體系。這三個方面就是該多層次評價體系的一級指標，而每個評價方面又有若干個評價要素，即二級評價指標。整個評價體系包含3個一級指標，8個二級指標，其層次結構圖如下：

圖1 評價指標層次結構模型

3.2 基于多層次灰色綜合評價模型

根據上面的層次評價體系，目標由O表示，一級指標為Xi（i=1，2，3，...，n），二級指標為 Xij（i=1，2，3，...，n；j=1，2，3，...，m）。 X 表示一級指標Xi的集合，記作X=Xi，Xi表示二級指標Xij的集合，記作 Xi=Xij。評價的具體步驟如下：

（1）制定二級評價指標Xij的評分等級及標準，并為其賦值，將其定量化。

（2）通過層次分析法，確定各級指標的權重向量，記作A和Ai。

（3）確定評價樣本矩陣D，通過專家調查法，專家看k對該綠色邊坡防護效果評價體系中的二級指標進行打分，得到樣本矩陣D=dijk。

（4）確定評價灰度。 設定評價灰度 e（e=1，2，...，g），本文將灰度定為 4 級，即優、良、中、差，則 g＝4。

（5）計算灰色評價系數。針對評價指標Xij，被評價目標屬于評價灰類e的評價系數為，總灰色評價系數為：

（6）計算灰色評價權向量及矩陣。對于指標Xij,被評價目標屬于第e 類的灰色評價權為 rije=Fije/Fij，其灰色評價向量為 rij=（rij1，rij2，...，rijg），將其綜合后可得到灰色評價權矩陣 Ri=（ri1，ri2，...，rim）T。

（7）綜合評價。首先對Xi作綜合評價，結果記為B=A·Ri=（bi1，bi2，...，big）。由Bi可得X所屬指標 Xi的灰色評價權矩陣R,然后對 X作綜合評價，結果記為 B=A·R=（b1，b2，...，bg）。

（8）計算綠色邊坡防護效果的綜合評價值。上述所得到的B為一向量，為了使其單值化，計算目標的綜合評價值O。設定各評價灰類等級向量為 C=（d1，d2，...，dg），則綜合評價值為 O=BCT,最終可根據 O 值的大小判斷該綠色邊坡防護效果的優劣。

基于灰色綜合評價模型，可以有效全面地對山區公路綠色邊坡的防護效果進行評價，并對其劃分等級，這種綠色邊坡防護后效評價有利于綠色邊坡防護方式的推廣與創新，為公路行業帶來可持續性的綠色發展理念，真正實現公路與大自然融為一體。

4 結束語

隨著人們的公路環境保護意識的增強，綠色邊坡防護方法將廣泛應用于山區公路的邊坡防護中，在山區公路設計中，結合工程防護和植物防護的特點，積極采用綠色邊坡防護方法，使設計的道路路容美觀、安全、適用、景觀效果好，成為道路沿線地區的一道亮麗風景線。

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