公路边坡生态防护技术研究

于建磊，胡小明 .长安大学，陕西 西安 70064;.广西交通科学研究院，广西 南宁 530007

对于公路边坡的防护，传统的圬工防护虽然能够达到稳定坡面和减少侵蚀的效果，却严重破坏了周边的生态环境。随着人们环保意识的增强，生态防护越来越受到重视，应用也越来越广泛。发达国家对于公路边坡生态防护技术的研究十分重视，力求使公路建设对自然环境的破坏降到最低，达到人工建筑与自然环境融为一体的目的。我国的生态护坡研究始于上世纪90 年代开始采用的客土喷播植草护坡技术，但真正的生态护坡是从近几年才开始的。值得强调的是边坡生态防护的概念不等同于植物防护，生态防护的形式不单包括单独运用植物防护，更多的是运用植物与其它非生命材料给相结合的综合防护形式，跨越多个学科，涉及工程、林学、农学、美学、生态学等多学科知识。边坡生态防护技术不但可以保持边坡的稳定，使公路与周边环境浑然一体，而且具有保持水土、降噪除尘的效果。

1 生态防护作用机理

1.1 土工材料固坡作用

生态防护可以单独使用植物防护也可以是结合有植物与土工材料和非生命的植物材料两种形式，结合土工材料的在生态防护形式可以利用土工材料与黄土边坡的结合来实现对原有边坡的加固，这有利于提高边坡在修建初期植物防护还未达到理想的加固效果时边坡的稳定性，提高边坡土体的抗滑能力。

1.2 植物根系的固土作用

生态护坡所采用的植物一般具有发达的根系，根系中的垂直主根可以深入土层，而侧根系则在边坡表层土中形成交互缠绕的根系网，与土体形成了一个新的复合体，由于植物根系的抗拉强度大于结构松散的黄土的抗拉强度，从而大大加强了边坡的整体稳定性。这里植物主根系和侧根系实际上起到了锚杆和三维加筋材料的作用。

1.3 植物根系分泌物的粘聚作用

植物在边坡土层中生长，根系会分泌很多有机质改善土壤的土质，使边坡表层土形成一个良性的生态循环体系。这时土层中的的微生物活动也会增多，这些生命体分泌的有机质具有胶凝作用，能够使土壤颗粒结合起来，提高土层的稳定性和抗冲刷能力。

1.4 植物的水土保持作用

植物覆盖土层可以对降落的雨水形成缓冲，减小雨滴落地时的动量，从而消弱了雨滴的溅蚀作用。雨水在坡面上形成的径流会带走被雨滴溅起的土粒，植被可以减缓雨水形成径流的流速，从而减少了边坡表层土的流失。另外，植物发达的根系也起到了蓄水作用，有利于保持边坡土层的生态平衡。

2 黄土地区公路边坡实施生态防护的必要性

黄土的特点是孔隙比大、含水量低、粘聚力高，部分黄土具有湿陷性。湿陷性黄土结构松散，抗冲刷能力很差。当黄土边坡坡面受到雨水冲刷时水土流失严重，有发生滑塌的可能。这些黄土自身带有的缺陷决定了黄土地区公路边坡防护的必要性。然而黄土地区千沟万壑，地势起伏变化很大，导致黄土地区的公路高填深挖很多，如果全部采用工程防护工程量非常大，而且本区圬工资源不足，需要大量外运，这也增大了工程成本。加之黄土地区土壤瘠薄，生态脆弱，破坏后不容易恢复，因此单纯的圬工防护并不利于当地生态的恢复。而生态防护的优点可以弥补单纯圬工防护的不足，既可以减少圬工用量，又有利于恢复当地的生态环境。

3 边坡生态防护的作用和意义

3.1 护坡固土

生态防护最基本的作用是对边坡的保护，提高边坡的整体结构强度，防止发生滑坡等边坡病害。另外，生态防护对于黄土地区严重的水土流失也有很好的抑制作用，其保水固土的功能对于本区域来说意义重大。

3.2 恢复生态

黄土地区生态脆弱，这给生态防护带来一定的困难，但生态防护对于恢复生态的作用还是显而易见的。边坡上植被的种植可以显著改善土壤土质，吸收车辆排放的尾气，净化空气，调节区域内的小气候。

3.3 改善路容

通过生态防护可以提高边坡的复绿率，改善道路的整体景观效果，造就“绿色通道”。这样的景观效果也可以缓解是司乘人员的疲劳，提高行车安全性。

3.4 降低成本

边坡生态防护相对于纯圬工的防护形式大大减少了圬工材料的用量，这就减少了很多的成本。而且生态防护的施工速度更快，环境效益更高。

4 黄土地区公路边坡生态防护采用的形式

4.1 铺贴草皮

铺贴草皮防护是一种人工在坡面上铺设天然草皮的防护方法，它的优点是施工简单。但是由于黄土地区土壤养分少、雨水不足等问题使这种养护方式后期的管理比较困难，草皮成活率不高，达不到令人满意的边坡防护效果。而且仅适用于草皮资源丰富的地区，使得在草皮匮乏的黄土地区应用受到限制。

4.2 边坡喷播防护

边坡喷播防护是以水为载体，借助喷播机将含有植物种子、营养剂、木纤维、保水剂、粘合剂等材料的混合物均匀喷涂于边坡坡面上的一种防护技术。边坡喷播技术可以在较短的时间内形成覆盖坡面的植被层，达到固坡和恢复生态的效果。喷播技术的适用范围比较广泛，对边坡要求并不严格，特别适合坡面不够平整的边坡。而且因为添加覆盖料和土壤稳定剂的缘故，喷播的种子并不容易被雨水冲刷，绿化效果比较好。

4.3 骨架植物防护

骨架植物防护是在修整好的边坡坡面上用混凝土、浆砌块(片)等做骨架形成框格，在框格内撒铺种植土并栽草或者种草的一种防护措施。这种防护形式具有施工简单、外观整洁的特点。由于土工骨架形成的框格为植被的生长提供了一个较为稳定的环境，这就大大提高了草皮的成活率，使边坡充分绿化。而且土工骨架本身也能起到加固边坡的作用，弥补了单纯植物防护强度不高的缺陷，是当前生态防护中应用非常广泛的一种形式。

4.4 三维网植草防护

三维网植草护坡技术是一种集坡面加固和植物防护与一体的生态防护形式。这种技术是在边坡坡面上固定特殊的三围立体网并用喷播技术进行播种，通过三维网来固土并提供植物生长发育所需要的土壤和养料。这种方法适用于边坡自身比较稳定，坡率小于1∶1 的缓坡。三维网植草护坡技术具有良好的固土效果，三维网的存在可以减少雨水对边坡的冲蚀，而且三维植被网垫可以起到很好的保温作用，有利于植被的生长。

5 对黄土地区公路边坡生态防护的建议

(1)黄土地区生态环境脆弱，应该坚持可持续发展原则，提高对生态防护技术的重视程度，加强对生态防护的调查研究，探索更加适合黄土地区的生态防护技术。(2)加强对黄土地区适生植物的研究，提高植物选择的科学性、植物搭配的合理性和植物的成活率(3)加强对生态防护边坡的管理，在植被还未完全与周围环境融合、达到自然持续生长以前，要坚持定期检查，发现问题及时解决。(4)加强生态保护意识，尽量避免或减少大填、大挖的破坏式建设，坚持进行生态恢复，尽量减少建设对环境造成的破坏。

［1］周德培，张俊云.植被护坡工程技术［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］张莎莎，杨晓华，李凌姜.黄土地区道路陡边坡植被多样性生态防护措［J］.公路交通科技，2013，30(6).