公路工程路基生态防护技术分析

何 文

（四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司， 四川 成都 610000）

0 引言

公路是国家重要基础设施，对途径地区生态环境产生很大影响，随着人们对生态环境认知的提升，逐渐意识到公路建设对生态环境的破坏，植物防护成为降低破坏的首选，公路建设中因路基与地面高差形成挖填边坡，为保护路基需要进行边坡防护设计。由于公路边坡复杂，恢复生态系统破坏非常迫切，以往公路建设中边坡防护仅重视安全问题，传统护坡把坡面替换为圬工坡面，生态与经济效益较差，对此提出工程结合植物的防护方法。生态路基边坡防护是植物与工程防护结合的工程技术，是公路路基边坡防护的趋势。结合植被种植的边坡防护技术逐渐成熟，生态边坡防护在实现人与自然可持续发展中尤为重要。

1 公路路基边坡防护

公路建设是国家重要基础设施，公路建设中路基与地面高差形成边坡，需要寻求降低破坏周围环境的方法[1]。由于公路边坡复杂性，人们提出工程结合植物的生态边坡防护方法，将植物与工程防护结合的工程技术，如何设计经济合理的边坡防护形式，增强路基路面稳定性成为研究的热点。填方挖土是公路建设的重要内容，边坡失稳会引发泥石流等自然灾害，公路边坡地质为砂土施工难度大，需在地形检测后采取施工措施。公路路基边坡防护有利于改善交通环境，路基边坡生态防护能恢复绿化面积[2]，公路工程施工做好后期边坡防护对土壤起到固定作用，能防止路面长时间受太阳辐射。

2 公路路基边坡生态防护

20 世纪中，人类生存环境受到挑战，生态遭到破坏，环境问题走向全球性引起各国的普遍关注，实现人类同环境协调发展就必须走可持续道路，公路建设对社会经济发展具有重要作用，同时对环境产生严重影响。公路建设难免以破坏生态环境为代价，公路修建形成大量挖填方，增加地质脆弱段边坡不稳定性，如何在公路建设中保护生态环境是值得关注的问题。

防护工程是公路建设的重要部分，是保护路基稳定及生态平衡的重要措施。公路路基边坡防护分为植物与工程防护，工程防护利用圬工砌体形成结构对边坡治理，由于设计施工技术成熟，成为人们长期采用的防护方法，但易破坏公路沿线自然景观。缺乏植物覆盖的边坡导致大量雨水流失，为农田水利带来不利影响，不利于改善公路的行车效果，与高速公路快捷舒适特点不协调。植物防护是用植物与土木工程结合，减轻坡面不稳定性。利用植被进行坡面保护，工程防护是植物防护的基础，将二者结合起到美观耐用的目的。边坡生态防护是靠植物根茎与土壤附着力加固坡面，可以保土涵养水源，具有良好的社会经济效益。

公路路基生态防护具有稳定边坡，改善高速行车安全条件等功能。边坡常见病害包括水土流失，土壤侵蚀等。生态防护通过工程防护为受力框架维持边坡稳定性，利用植物护坡功能稳固土体，减小坡面冲刷侵蚀。边坡植被可以改善路面状况，如通过防眩光种植防止车辆夜间行驶对向灯光炫目；通过缓冲种植可降低车辆与驾驶员损害程度。边坡开挖会破坏土体，采用植被防护技术可以恢复破坏生态环境，逐渐恢复坡体开挖遭到破坏生物链。植物对颗粒污染物具有阻挡作用。植物可吸收交通污染物质有CO2，H2S，NOx 及大气中的金属与非金属粉尘。公路两旁人工边坡用绿色乔灌木合理搭配覆盖，可建成人工与自然结合的公路线。

公路边坡生态防护理念是以保证边坡稳定性为出发点，对一般地质情况简单的边坡，单独植被护坡可以取代圬工防护。地质复杂边坡应采用工程与植被结合的方法。目前国内公路路基生态防护大多从国外引进防护技术，造成防护成本过高。由于地形气候等因素影响，防护效果不明显。如何综合考虑防护效果进行公路边坡生态防护技术研究，降低工程造价，保持生态环境平衡，对公路边坡综合防护加固技术系统研究具有重要意义。

3 公路路基边坡生态防护设计分析

公路挖方路基边坡具有较好稳定性，由于长期受自然环境作用，如水流对边坡侵蚀，造成边坡表面土体失稳破坏。路基边坡表面形成膨胀收缩循环[3]。在公路建设中，应建立和加大公路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金，在设计上要深入细化，根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计，注重落实边坡的生态环境保护方案。

生态边坡应用做到适应环境，依据地区地理环境特性，选择适合的防护模式非常重要。生态边坡防护典型模式包括植物护坡法，土工织物护坡法，植生混凝土护坡法等。生态边坡防护模式类型繁多，对典型生态边坡防护模式分析，综合评价土工织物护坡等方法适用性。传统植物护坡方式简单，土工织物防护具有施工速度快等优点，植生混凝土护坡能保证边坡防护效果，边坡防护要根据工程特点合理选择[4]。

公路高边坡坡面冲刷破坏需采取工程措施防护，坡面防护技术工程措施包括骨架防护等形式。浆砌片石护面墙采用片石砌筑防护形式，用于坡率1∶0.5-1∶1 坡面。护面墙设置可防止降水沿坡面下渗，工程中存在护面墙开挖高度大，对坡面松散土体组成不能起到防护效果。骨架护坡是采用浆砌片石砌筑成菱形骨架，骨架护坡改善路容景观效果[5]。

边坡草被退化是路基生态性的主要挑战，防治边坡草被退化的重要设计措施就是利用当地适生的乔灌草相结合，尽量模拟出当地的植物群落结构，实现植物群落的乡土化。天然植被一般都是草木混生的，在较高的贫瘠土质或石质边坡上，采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工，可以将草种和灌木种子进行混播，早期以草坪防护为主，后期以乔灌木防护为主，构建乔灌草立体防护生态体系，达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路，以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合，还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物，这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体，建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落[6]。

4 公路路基生态边坡防护设计技术

路基是公路工程设计的重要部分，生态护坡功能源自工程与植物护坡，公路路基边坡防护设计方法不当造成工程破坏性[7]。当前路基生态防护中存在绿植适应性差，不适应气候土壤条件，工程成本高等问题，要针对路基边坡防护问题，合理选择边坡防护设计方法。要求路基生态防护提高生物多样性，建设完善路基生态恢复的验收标准。公路路基生态边坡设计要遵循安全性、协调性与经济性等基本原则[8]。

生态防护要进行坡面植被建植，通过种植植物对边坡表层防护加固，恢复被破坏自然生态环境，在工程防护基础上恢复植被，体现建设绿色通道的新理念。公路路基生态边坡防护设计要综合考虑项目所在地地质气候及边坡防护技术水平，生态边坡防护需满足安全性下，考虑植物生态性，选择植被要适合当地气候；便于后期养护管理。边坡生态防护目标是选择合理的植物种类，恢复公路建设破坏的边坡。通过边坡根系对边坡浅层土固定。路基边坡生态防护设计要避免运营期间大量人力物力投入，采用合适的边坡防护类型，结合场地环境选择适合的施工工艺。

路基边坡为节约征地，通常采用坡率较大，条件受限坡率取1∶1 甚至更陡，坡面栽种乔木对坡面负载过大，受到风力作用易引起坡面不稳定。乔木树身高大特点易影响司机行车视野，护坡植物往往选择合适的草本植物。边坡防护中常用草本植物为边坡绿化，藤本植物使用较少。生态护坡植物选择要求突出本地特色，保持生物多样性。通常用于边坡防护草本植物大多为豆科，豆科植物特点是根部有根瘤，豆科植物苗期生长较慢，根部腐烂后可增加土壤中的氮素，豆科植物较耐贫瘠。灌木种植方式包括播种与移植，灌木与草本植物混合种植更好地达到边坡稳定性，灌木不能放任其自由生长，靠近城区边坡绿化大多购买成熟袋苗栽种。

公路路基边坡加固方法选用要明确设计原则，设计人员需认真调查所在地地质条件，采用预应力锚索提高岩体强度稳定性。常用的路基边坡加固设计方法包括边坡锚固设计等，格构加固边坡设计可选择植草防护加固。边坡锚固设计适用于不稳定边坡施加预应力锚固。需合理确定路基高度等关键设计参数。外界因素会影响公路路基边坡稳定性，要运用经验数据对比法研究其相似性。要综合考虑环保要求，保证公路路基设计经济效益。

科学的边坡防护设计是提升路基边坡稳定性的基础，植物防护设计通过植被覆盖路基边坡坡面土壤提升坡面稳定性。植生基质喷射技术适用于酸性土质边坡。必须结合所在地地质条件等选择适宜种植的植物。坡面防护设计适用于公路路基基岩地质，路基边坡防护设计包括喷浆防护设计等。需根据当地气候等实际情况合理选择。公路路基边坡设计中要注意调整设计观念，注意结合地质情况完善设计方案。设计路基边坡防护方案避免过度设计，边坡设计中注意植物对边坡防护的影响，实现设计经济与社会效益。公路路基设计中防护材料选择非常重要，要选择恰当的边坡防护材料，注意选择施工材料考虑经济因素等。

5 结束语

在路基工程生态防护设计中，结合目前的工程投资、施工工艺、实施效果、管养成本多方面的综合考量，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护设计方式，符合生态防护工程设计可持续发展的理念。

在公路设计与建设中，应将生态功能与工程功能、安全功能同等考虑，并相应提高生态防护的经费投入，创造出巨大的可持续发展的生态效益。

路基生态防护工程应树立“尊重自然、恢复自然”的理念，采取一切可实施的生态措施，尽快恢复路基环境中原来的自然植物，使防护工程的植被与周围环境融为一体。调查当地生态植物结构，将当地适宜的乔、灌、草有机结合，合理搭配组合，恢复公路工程的生态平衡，实现人工强制绿化向自然植被的自我繁衍，最大程度地发挥路基生态防护工程的价值。