公路工程路基生態防護技術分析

何 文

（四川公路橋梁建設集團有限公司勘察設計分公司， 四川 成都 610000）

0 引言

公路是國家重要基礎設施，對途徑地區生態環境產生很大影響，隨著人們對生態環境認知的提升，逐漸意識到公路建設對生態環境的破壞，植物防護成為降低破壞的首選，公路建設中因路基與地面高差形成挖填邊坡，為保護路基需要進行邊坡防護設計。由于公路邊坡復雜，恢復生態系統破壞非常迫切，以往公路建設中邊坡防護僅重視安全問題，傳統護坡把坡面替換為圬工坡面，生態與經濟效益較差，對此提出工程結合植物的防護方法。生態路基邊坡防護是植物與工程防護結合的工程技術，是公路路基邊坡防護的趨勢。結合植被種植的邊坡防護技術逐漸成熟，生態邊坡防護在實現人與自然可持續發展中尤為重要。

1 公路路基邊坡防護

公路建設是國家重要基礎設施，公路建設中路基與地面高差形成邊坡，需要尋求降低破壞周圍環境的方法[1]。由于公路邊坡復雜性，人們提出工程結合植物的生態邊坡防護方法，將植物與工程防護結合的工程技術，如何設計經濟合理的邊坡防護形式，增強路基路面穩定性成為研究的熱點。填方挖土是公路建設的重要內容，邊坡失穩會引發泥石流等自然災害，公路邊坡地質為砂土施工難度大，需在地形檢測后采取施工措施。公路路基邊坡防護有利于改善交通環境，路基邊坡生態防護能恢復綠化面積[2]，公路工程施工做好后期邊坡防護對土壤起到固定作用，能防止路面長時間受太陽輻射。

2 公路路基邊坡生態防護

20 世紀中，人類生存環境受到挑戰，生態遭到破壞，環境問題走向全球性引起各國的普遍關注，實現人類同環境協調發展就必須走可持續道路，公路建設對社會經濟發展具有重要作用，同時對環境產生嚴重影響。公路建設難免以破壞生態環境為代價，公路修建形成大量挖填方，增加地質脆弱段邊坡不穩定性，如何在公路建設中保護生態環境是值得關注的問題。

防護工程是公路建設的重要部分，是保護路基穩定及生態平衡的重要措施。公路路基邊坡防護分為植物與工程防護，工程防護利用圬工砌體形成結構對邊坡治理，由于設計施工技術成熟，成為人們長期采用的防護方法，但易破壞公路沿線自然景觀。缺乏植物覆蓋的邊坡導致大量雨水流失，為農田水利帶來不利影響，不利于改善公路的行車效果，與高速公路快捷舒適特點不協調。植物防護是用植物與土木工程結合，減輕坡面不穩定性。利用植被進行坡面保護，工程防護是植物防護的基礎，將二者結合起到美觀耐用的目的。邊坡生態防護是靠植物根莖與土壤附著力加固坡面，可以保土涵養水源，具有良好的社會經濟效益。

公路路基生態防護具有穩定邊坡，改善高速行車安全條件等功能。邊坡常見病害包括水土流失，土壤侵蝕等。生態防護通過工程防護為受力框架維持邊坡穩定性，利用植物護坡功能穩固土體，減小坡面沖刷侵蝕。邊坡植被可以改善路面狀況，如通過防眩光種植防止車輛夜間行駛對向燈光炫目；通過緩沖種植可降低車輛與駕駛員損害程度。邊坡開挖會破壞土體，采用植被防護技術可以恢復破壞生態環境，逐漸恢復坡體開挖遭到破壞生物鏈。植物對顆粒污染物具有阻擋作用。植物可吸收交通污染物質有CO2，H2S，NOx 及大氣中的金屬與非金屬粉塵。公路兩旁人工邊坡用綠色喬灌木合理搭配覆蓋，可建成人工與自然結合的公路線。

公路邊坡生態防護理念是以保證邊坡穩定性為出發點，對一般地質情況簡單的邊坡，單獨植被護坡可以取代圬工防護。地質復雜邊坡應采用工程與植被結合的方法。目前國內公路路基生態防護大多從國外引進防護技術，造成防護成本過高。由于地形氣候等因素影響，防護效果不明顯。如何綜合考慮防護效果進行公路邊坡生態防護技術研究，降低工程造價，保持生態環境平衡，對公路邊坡綜合防護加固技術系統研究具有重要意義。

3 公路路基邊坡生態防護設計分析

公路挖方路基邊坡具有較好穩定性，由于長期受自然環境作用，如水流對邊坡侵蝕，造成邊坡表面土體失穩破壞。路基邊坡表面形成膨脹收縮循環[3]。在公路建設中，應建立和加大公路邊坡建設、養護和生態環境保護的專項資金，在設計上要深入細化，根據不同氣候條件、不同環境、不同區域結合具體情況單獨設計，注重落實邊坡的生態環境保護方案。

生態邊坡應用做到適應環境，依據地區地理環境特性，選擇適合的防護模式非常重要。生態邊坡防護典型模式包括植物護坡法，土工織物護坡法，植生混凝土護坡法等。生態邊坡防護模式類型繁多，對典型生態邊坡防護模式分析，綜合評價土工織物護坡等方法適用性。傳統植物護坡方式簡單，土工織物防護具有施工速度快等優點，植生混凝土護坡能保證邊坡防護效果，邊坡防護要根據工程特點合理選擇[4]。

公路高邊坡坡面沖刷破壞需采取工程措施防護，坡面防護技術工程措施包括骨架防護等形式。漿砌片石護面墻采用片石砌筑防護形式，用于坡率1∶0.5-1∶1 坡面。護面墻設置可防止降水沿坡面下滲，工程中存在護面墻開挖高度大，對坡面松散土體組成不能起到防護效果。骨架護坡是采用漿砌片石砌筑成菱形骨架，骨架護坡改善路容景觀效果[5]。

邊坡草被退化是路基生態性的主要挑戰，防治邊坡草被退化的重要設計措施就是利用當地適生的喬灌草相結合，盡量模擬出當地的植物群落結構，實現植物群落的鄉土化。天然植被一般都是草木混生的，在較高的貧瘠土質或石質邊坡上，采用草灌結合的客土噴播或噴混植生技術施工，可以將草種和灌木種子進行混播，早期以草坪防護為主，后期以喬灌木防護為主，構建喬灌草立體防護生態體系，達到恢復自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應走本地化的道路，以地帶性植被、鄉土植物為基調，適當引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、豆科植物與非豆科植物的結合，還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物，這樣才能使植物更能適應當地氣候與自然植被融為一體，建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強的立體生態群落[6]。

4 公路路基生態邊坡防護設計技術

路基是公路工程設計的重要部分，生態護坡功能源自工程與植物護坡，公路路基邊坡防護設計方法不當造成工程破壞性[7]。當前路基生態防護中存在綠植適應性差，不適應氣候土壤條件，工程成本高等問題，要針對路基邊坡防護問題，合理選擇邊坡防護設計方法。要求路基生態防護提高生物多樣性，建設完善路基生態恢復的驗收標準。公路路基生態邊坡設計要遵循安全性、協調性與經濟性等基本原則[8]。

生態防護要進行坡面植被建植，通過種植植物對邊坡表層防護加固，恢復被破壞自然生態環境，在工程防護基礎上恢復植被，體現建設綠色通道的新理念。公路路基生態邊坡防護設計要綜合考慮項目所在地地質氣候及邊坡防護技術水平，生態邊坡防護需滿足安全性下，考慮植物生態性，選擇植被要適合當地氣候；便于后期養護管理。邊坡生態防護目標是選擇合理的植物種類，恢復公路建設破壞的邊坡。通過邊坡根系對邊坡淺層土固定。路基邊坡生態防護設計要避免運營期間大量人力物力投入，采用合適的邊坡防護類型，結合場地環境選擇適合的施工工藝。

路基邊坡為節約征地，通常采用坡率較大，條件受限坡率取1∶1 甚至更陡，坡面栽種喬木對坡面負載過大，受到風力作用易引起坡面不穩定。喬木樹身高大特點易影響司機行車視野，護坡植物往往選擇合適的草本植物。邊坡防護中常用草本植物為邊坡綠化，藤本植物使用較少。生態護坡植物選擇要求突出本地特色，保持生物多樣性。通常用于邊坡防護草本植物大多為豆科，豆科植物特點是根部有根瘤，豆科植物苗期生長較慢，根部腐爛后可增加土壤中的氮素，豆科植物較耐貧瘠。灌木種植方式包括播種與移植，灌木與草本植物混合種植更好地達到邊坡穩定性，灌木不能放任其自由生長，靠近城區邊坡綠化大多購買成熟袋苗栽種。

公路路基邊坡加固方法選用要明確設計原則，設計人員需認真調查所在地地質條件，采用預應力錨索提高巖體強度穩定性。常用的路基邊坡加固設計方法包括邊坡錨固設計等，格構加固邊坡設計可選擇植草防護加固。邊坡錨固設計適用于不穩定邊坡施加預應力錨固。需合理確定路基高度等關鍵設計參數。外界因素會影響公路路基邊坡穩定性，要運用經驗數據對比法研究其相似性。要綜合考慮環保要求，保證公路路基設計經濟效益。

科學的邊坡防護設計是提升路基邊坡穩定性的基礎，植物防護設計通過植被覆蓋路基邊坡坡面土壤提升坡面穩定性。植生基質噴射技術適用于酸性土質邊坡。必須結合所在地地質條件等選擇適宜種植的植物。坡面防護設計適用于公路路基基巖地質，路基邊坡防護設計包括噴漿防護設計等。需根據當地氣候等實際情況合理選擇。公路路基邊坡設計中要注意調整設計觀念，注意結合地質情況完善設計方案。設計路基邊坡防護方案避免過度設計，邊坡設計中注意植物對邊坡防護的影響，實現設計經濟與社會效益。公路路基設計中防護材料選擇非常重要，要選擇恰當的邊坡防護材料，注意選擇施工材料考慮經濟因素等。

5 結束語

在路基工程生態防護設計中，結合目前的工程投資、施工工藝、實施效果、管養成本多方面的綜合考量，液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護設計方式，符合生態防護工程設計可持續發展的理念。

在公路設計與建設中，應將生態功能與工程功能、安全功能同等考慮，并相應提高生態防護的經費投入，創造出巨大的可持續發展的生態效益。

路基生態防護工程應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念，采取一切可實施的生態措施，盡快恢復路基環境中原來的自然植物，使防護工程的植被與周圍環境融為一體。調查當地生態植物結構，將當地適宜的喬、灌、草有機結合，合理搭配組合，恢復公路工程的生態平衡，實現人工強制綠化向自然植被的自我繁衍，最大程度地發揮路基生態防護工程的價值。