路基邊坡沖刷及其防護研究

王林珍

平陽縣交通投資集團有限公司

伴隨著我國公路建設規模擴大的同時，逐漸產生越來越多的邊坡，加上在邊坡防護方面的措施不足，從上世紀的90年代開始，我國每年因為降雨所引發的公路邊坡坍塌、滑坡現象不斷增多。邊坡的沖刷會對公路的建設與運行等方面都帶來很大的經濟損失，從而出現大規模的水土流失、交通阻斷等現象。所以開展邊坡沖刷方面相關的分析研究工作，對沖刷防護設計、防范水土流失與邊坡失穩等方面具有十分重要的現實意義。

1 引言

路基屬于公路的一個重要構成部分，路基邊坡質量的好壞直接關系到道路的實際使用質量狀況。坡面水流的沖刷破壞作用非常明顯，因為邊坡水流的浸潤、沖刷情況容易導致邊坡土顆粒之間的抗剪能力降低，由此導致失穩的破壞現象十分常見。第一種情況下，一般可以充分考慮和在設計中克服，并通過對邊坡侵蝕的降雨產生的后者的不穩定性是難以預測和預防。路基邊坡沖刷已經成為公路邊坡極為常見的一種問題，在南方的多雨地區則更加明顯。邊坡沖蝕破壞的公路建設，給運行等帶來巨大的損失，造成大量水土流失，交通中斷和增加建設投資。由于影響邊坡沖刷破壞的因素比較多，目前對邊坡的沖刷破壞機理模糊不清，以及分析模型與穩定性評價方法的不重視，因而在設計和養護過程中導致這類病害的發生。而目前邊坡沖刷設計往往千篇一律，不論路堤的高低均一樣，通過以往經驗或實驗設定防護方法，對沖刷破壞的機理并未深入了解，這是一種不重視，盲目性的行為，因而出現防護過度或不當，造成嚴重的經濟損失。所以開展邊坡沖刷方面相關的分析研究工作，對沖刷防護設計、防范水土流失與邊坡失穩等方面具有十分重要的現實意義。

2 路基邊坡沖刷的影響因素

降雨特征

降雨是引發邊坡沖刷的諸多因素當中至關重要的一個因素。主要是在一定的質量和速度下落的雨滴，隨著土壤顆粒表面的瞬時接觸是一個斜坡的影響更大的動力，從而促使這些土壤顆粒剝離的土壤變得松散顆粒，其中一些使土壤粒子躍遷。這種雨滴擊濺不僅成為坡面沖刷最初的表現形式，而且為后續發展的徑流沖刷，泥沙運動提供了大量的松散土顆粒來源。

邊坡的形態特征

所謂邊坡的形態特征是指邊坡的坡高、坡長、坡度和坡形。實際工程實踐中，路基的邊坡加固防護設計主要依據邊坡高度及邊坡巖土體種類進行，目前使用的設計規范也做了相應規定。假如邊坡高度大于相應的總高度時，則需要先進行穩定性計算驗證后再確定實際的邊坡坡度。

邊坡土層性質

土體是三相體系，即由固相（固體顆粒）、液相（土中水）與氣相（氣體）構成。在土壤礦物組成的固體顆粒的變化，雖然它們之間的弱連接，但可能與周圍的一系列復雜的物理和化學作用的土壤發生。故在外力作用下，土體既表現出一般固體的特性也表現出一般液體的特性。主要影響因素有礦物成分、顆粒級配、水和氣含量、結構構造等。

3 路基邊坡坡面防護工程措施

邊坡防護是在邊坡穩定的重要條件，其主要作用在于能夠降低溫差與濕度的變化影響，以延遲弱風巖石表面的破碎與侵蝕演化過程，同時隔離邊坡土體減少坡面水流對表面土體的雨水沖刷作用，從而有利于維持邊坡的穩定性，在很大程度上需要兼顧路基環境的美化與協調?，F階段已經形成一系列的工程防護措施，比如嚴格地控制邊坡的壓實度，通過植物防護與污工防護等方式。這些措施對徑流變化具有一定的動態特性，同時能夠充分改善土壤的強度與耐坡面徑流沖刷邊坡防護能力，從而起到良好的防護作用。

支擋加固

保留對不穩定的巖土邊坡治理的基本措施，圍護結構采用固定的治療是一個更可靠的手段。其優勢主要在于能夠從根本上可以解決邊坡的穩定性問題，從而達到防治的目的。加固是指對于邊坡巖土體較軟弱，邊坡坡體破碎，節理裂隙較發育，坡體存在潛在的破裂面時，采用一定的固定材料共同持力，以提高邊坡巖土體承載力。支擋加固的主要措施分為擋土墻、護面墻、抗滑樁、樹根樁、砂漿錨桿加固、預應力錨索加固、禿頂加固以及注漿加固等形式。

排水

排水措施一般分為坡頂截水溝、坡面排水溝、地下盲溝以及坡內排水孔等各種形式。在邊坡的外緣區域設置相應截水溝，可以攔截坡體外水流從而避免邊坡以外的水流入到坡體中，對邊坡進行沖刷會相應地影響到邊坡的穩定性。在坡體內設置排水溝等各種排水設施可以使大氣降雨盡快排出坡體，防止對邊坡穩定造成不利的實際影響。

坡面防護

坡面防護手段有植物防護、污工防護等。植物保護覆蓋的斜坡草坪，種植樹木，等，取決于植物的根部，起到固土，防止侵蝕的保護措施。這種防護措施通常是適用在邊坡較低、坡腳較小、土質較好等情況，同時有適宜植物生長環境的穩定邊坡。植物防護最大的優勢在于對于環境的美化與保護作用，存在的問題主要表現在抗沖刷能力較低，對部分土質不良地段只依靠植物防護的作用是無法達到防止沖刷的理想目的。砌石護坡措施可用于混凝土，砂漿和石膏，噴漿，噴漿，噴射混凝土邊坡掛網，錨噴支護邊坡，砌女兒墻等。該措施能有效避免開挖邊坡坡面的巖石風化剝落及落石掉塊等現象，這種類型的防護抗沖刷能力比較強，然而造價高、美觀性較差同時對環境容易造成污染，因此通常都不使用，對一些土質較差的地段使用時，應當注意整體的美觀以及與周圍環境的協調性。

做好植被防護工作

坡面防護需要依靠植被，筆者認為可以通過種植草和鋪草皮的方式來加強邊坡的穩定，一旦坡面發生輕微的沖刷，再加上草類生長的土質路堤和路塹邊坡，可以達到防止水土流失和表土固結等問題的出現，在一定程度上加強了路基的穩定性。鋪草皮常用的方法有以下四種類型：方格式、平鋪、平鋪疊置和卵石方格等。

所選用的草籽一定要考慮當地的環境條件，比較適宜采用根部發達、枝葉茂密和生長較為容易的多年生草種，不過筆者認為若要形成良好的覆蓋成，應當混合使用幾種草籽。

眾所周知，在路基邊坡上適當地種植一些植物，路基得到加固的效果會比較明顯。也可和種草、鋪草皮配合采用艘坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡，有利于及早成林，起到良好的防護作用。

4 結束語

路基是公路邊坡的一個重要構成部分，直接關系到路基的穩定與使用的質量狀況。路面的損壞狀況通常是路基排水不順暢、邊坡失穩等問題有很大關系，同時修復的難度大、費用高。近些年以來，伴隨著我國公路建設事業的快速發展，各種公路設施不斷增加，高陡邊坡大規模出現，導致路基邊坡沖刷現象不斷發生，從而引發的滑坡、泥石流、道路交通阻斷等問題，為國家與人民的生命財產安全造成重大的經濟損失。邊坡沖刷侵蝕過程，這個過程實際上是一個整體的、綜合的行動系統。關于這項問題的分析研究首先應當充分了解其相應的物理力學機理，同時根據沖刷面的流水動力作用與邊坡坡面上的物質特征分析，認識邊坡巖土侵蝕、沖刷以及侵蝕強度對產生坡面侵蝕的具體條件因素，對于侵蝕邊坡的穩定性評價應當采取科學合理、價格便宜的處理方法，對邊坡實行有效的加固防護處理。