生态防护在公路边坡防护中的应用

景志远，张春禹，张 姣，王新民

（路域生态工程有限公司，北京100082）

0 引言

我国公路建设在迅猛发展的同时产生了大量的公路边坡工程创面。长时间的检验发现，常规公路边坡防护措施的大量工程缺陷在后期养护中不断出现，不仅降低了生态防护效果，还推高了公路边坡养护的成本。“美丽中国”的提出对于生态环境有了更高的要求，生态防护措施作为一种循环低碳的绿色工程创面防护模式，其经济、高效、稳定、环保与低成本的优势受到更多决策者的青睐。

1 边坡生态防护的涵义

边坡生态防护是指应用系统生态学的原理从边坡植被建立后坡面稳定的物质循环与能量流动的基本原理进行工程化应用，在受损的公路边坡重建稳定的生产者、消费者与分解者，实现边坡生态学的物质与能量的自循环的一种防护措施。公路边坡生态防护体系建立后形成的稳定的路域生态系统具备自身特定的结构与功能，从而有效地解决了当前公路边坡圬工防护长期的养护高成本问题，同时它还具备优美的环境景观，能有效地消除公路两侧产生的污染问题，形成巨大的碳源储备库，是绿色循环低碳公路建设的一种重要技术模式。

2 边坡生态防护工程发展概况

2.1 国外生态防护工程发展概况

生态防护理念起步较早。1633 年，日本人采用铺草皮、栽树苗的方法治理荒坡，成为日本植被护坡的起源。到了20 世纪30 年代，这种生物途径首次引入中欧，得到迅速发展并在欧洲盛行，主导着世界植被护坡的研究与应用。20 世纪60 年代以后，植被护坡技术已推广到世界许多国家。在北美，植被护坡的运用历史可以追朔到1926 年，而且承袭了中欧的经验，主要致力于与农林业和道路建设有关的侵蚀控制。在英国，这个方法始于20 世纪40 年代末，用于陆地景观的稳定、堤岸和交通线路边坡的稳定等。欧美国家主要围绕防止坡面遭受雨水侵蚀的目的而进行，重点应用于公路边坡的植被防护及河堤防护。当前国外主体生态防护技术如表1 所示。

表1 国外当前主要生态防护技术

2.2 国内生态防护工程发展概况

植被护坡的国内历史源远流长。最早有记载的植被护坡应用在1591 年的中国，当时柳树等已用于河岸边坡的加固与保护；而在17 世纪，中国就利用植被护坡技术保护黄河河岸。近年来，随着国家对生态环境建设投入力度不断加大，针对公路边坡等工程创面植被恢复的工程绿化技术也在不断发展，植草技术、造林技术与坡面防护技术的结合，使得公路绿化从传统的铺草皮技术，发展到人工建植、机械建植、表层覆盖相结合的现代公路绿化技术。当前国内公路边坡工程创面采用的生态防护主体技术措施见表2。

表2 当前国内公路边坡生态防护主体工程技术措施

3 公路边坡生态防护与常规防护措施的区别

3.1 生态防护与常规植物防护的主要区别

公路边坡植物防护与生态防护技术措施的主要差异如表3所示。

表3 公路边植物防护与生态防护技术措施的主要区别

3.2 生态防护与柔性防护的区别

公路边坡柔性防护与生态防护技术措施的主要差异如表4所示。

表4 公路边坡柔性防护与生态防护技术措施的主要区别

3.3 边坡生态防护与常规绿化措施的区别

公路边坡绿化与生态防护技术措施的主要差异如表5所示。

表5 公路边坡绿化与生态防护技术措施的主要区别

3.4 边坡生态防护与其他防护措施的区别

公路边坡圬工防护与生态防护技术措施的主要差异如表6所示。

表6 公路边坡圬工防护与生态防护技术措施的主要区别

4 公路边坡生态防护的功能

4.1 改善行车状况

植被可以提高公路交通的安全状况。通过视线诱导种植可预示或预告线形的变化；通过明暗适应种植，当汽车进入隧道时，可帮助驾驶员缩短对明暗急剧变化的适应时间；通过缓冲种植，当车体与路外物发生冲击时，可降低车辆和驾驶员的损害程度。栽植的树木花草增加了地表植被覆盖度，拦截、抬升部分气流，消除风的动能，可起到降低风速、防止风沙危害的作用；覆盖的植物能减缓坡面温差及温度变化的影响，降低路表温度，延缓沥青的老化，维持路面良好的使用质量。

4.2 景观功能

公路边坡的开挖，使原来的自然景观遭到破坏。采用植被护坡技术可以较大程度地恢复被破坏的生态环境，生态防护使裸露的地表重新披上新装。生态防护和纯工程防护相比，由于植物婀娜多姿、丰富多彩的形态，使生硬的公路构造物景观充满生气，极大地丰富了公路的景观环境。

4.3 生态功能

生态防护可以作为公路构造物向周围环境过渡的缓冲带；植物群落可以成为生物的栖息地，也能逐渐恢复因坡体开挖而遭到破坏的生物链，使已破坏的生态环境得到最大程度恢复，从而有效降低公路建设对生物多样性的影响。

4.4 环保功能

植物对颗粒污染物具有吸滞和阻挡作用，能使空气中的部分颗粒物沉降下来，据调查草坪的滞留尘埃的能力比裸露的土地大70 倍；植物能吸收多种交通污染物质，如CO、CO2、氮氧化物、大气中的金属和非金属粉尘；植物的吸声作用会有效减弱交通噪声。

5 生态防护在公路边坡防护工程中的发展方向与应用前景

5.1 生态防护成为产业引导新方向

党的十八大作出建设生态文明的战略部署，突出建设“美丽中国”的目标，“五位一体”总体布局的要求与“三个格局”对于生态文明建设提出了新的要求，为生态防护技术的迅速发展提供了良好的契机，更为生态技术应用提供了良好的平台，也为生态防护技术的开发与应用指引了新的方向。

5.2 边坡防护工程技术由传统型向综合技术型发展

生态防护技术具备经济、高效、稳定、环保与低成本等优势。同时，国内高校与科研机构生态领域研究技术成果转化亟需推广应用。随着边坡生态防护技术的应用与发展，防护技术正在从传统防护型向综合技术型方向发展。

5.3 生态防护成为新的主体产业技术

随着公路工程建设过程中工程创面的不断产生，边坡修复对于技术的要求越来越高，传统的工程防护措施在公路边坡应用中的弊端不断显现，导致边坡养护与重建成本不断增大。而边坡生态防护技术作为一种高效、经济、环保的新技术必将成为一种新型的产业技术，在今后的公路边坡生态防护工程中成为主体产业技术。

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