植物纖維毯在高速邊坡防護中的應用

陳振平

摘 要：本文簡要闡述植物纖維毯特點，依托鄭民高速公路開封段建設項目，對拱形骨架防護與植物纖維毯防護進行方案與造價分析對比，對比表明植物纖維毯對粉砂土路基防護更具優越性。同時針對本項目地質特點，對施工順序及草籽的選擇進行闡述，并簡要說明其局限性，以期對具體施工具有一定的指導意義。

關鍵詞：植物纖維毯；公路邊坡；粉砂土路基

中圖分類號：U416.14 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2017）06-0132-03

Application of Plant Fiber Blanket in High Speed Side Slope Protection

Chen Zhenping

（Henan Communications Planning and Design Institute Limited by Share Ltd.，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： This paper briefly described the characteristics of plant fiber blanket， relying on the construction project opening period of Zheng Min highway， compared to the plan and cost analysed of arch skeleton protection and plant fiber blanket protection， shows that plant fiber blanket has more advantages on protection of silt sand roadbed. According to the characteristics of geology， construction sequence and seed selection were introduced， and its limitations were briefly descripted， which has certain guiding significance to the concrete construction.

Keywords： plant fiber blanket；highway slope；silty sand subgrade

1 工程概況

1.1 項目簡介

鄭民高速開封至民權段是河南省高速公路網中重要的一條聯絡通道，項目起點接鄭民高速一期工程與蘭南高速交叉處，終于民權縣城西南與連霍高速公路相連處。項目建成后將成為本省一條重要的經濟旅游線。路線全長47.97km，路基寬度28m，設計速度120km/h。

1.2 項目沿線地層巖性及特點

項目所在區屬黃河洪積沖積平原區，地勢平坦開闊，地表主要為灰黃色粉土，下部為粉細砂夾中細砂。該項目土質作為路基填料，具有施工便捷、路基自身壓縮變形量較小等優點，但粉砂土路基邊坡的穩定性及保水性較差，導致植物防護效果較差。同時，對早期路基防風固沙效果也不甚理想。

2 植物纖維毯概況及特點

植物纖維毯定義為“用于土壤、地基、巖石、土地等有滲透性的紡織品”，主要由自然材料（如谷類秸稈、椰絲等）、營養土、纖維網組成。主要在植物播種后對邊坡進行防護，減緩徑流，控制地表侵蝕，改善植物生存的外界條件，從而達到坡面綠化防護的效果。

植物纖維毯由于其取材特征及自身特性，具有以下優點：①由于植物纖維毯多以谷類秸稈等為原材料，可以大量吸收農業廢棄物，避免秸稈的焚燒，節能環保；②植物纖維毯對砂性土路基邊坡加以覆蓋后，防止坡面塌陷，降低了雨水徑流對坡面砂性土的沖擊，從而大大提高了邊坡早期抗風蝕能力與抗雨水沖刷能力，有效控制水土流失。同時，纖維毯還可抑制水分蒸發，為植被生長創造良好條件。③植物纖維毯施工方便，在刷坡結束后，將纖維毯在坡頂固定后沿坡面鋪設，再用U型釘加固即可，從而大幅縮短了工期[1]。

3 邊坡防護分析對比

本項目原設計中，為減輕坡面沖刷，保護草皮生長，對路基填土高度大于5m路段采用預制塊拱形骨架護坡。考慮到在松散的粉砂土邊坡進行拱形骨架安裝施工時，由于砂性土的離散型較大，導致預制構件在搬運、安裝、施工過程中，會對整修完畢的路肩及邊坡造成破壞[2]；同時，由于砂性土穩定性較差，降雨時易在邊坡土體上形成空洞，尤其在拱頂與土路肩接處，邊坡沖毀現象較為嚴重（如圖1所示）。

針對邊坡土體特征，根據既有高速的使用效果，結合植物纖維毯特點，對路基填土高度大于5m且小于8m路段采用植物纖維毯護坡，并選取100m平均填土高度為6m，做造價對比（見表1）。從表中可以看出，同等條件下，植物纖維毯結合急流槽排水方案較預制塊拱形骨架可節約費用22.4%。

設計中，植物纖維毯幅寬2.5m，重量依據土壤條件采用300g/m2，草毯厚度20mm，橫向拉力100kg/m，縱向拉力120kg/m，草毯間搭接寬度為10cm，搭接處鋼釘間距為0.5m。草籽按17.5g/m2控制播撒，坡面鋼釘間距橫向為1.2m，縱向間距為1.0m，坡頂處可適當加密，每平方米鋼釘不少于2個（如圖2所示）。

結合既有施工實例及本地區植被特點，植物纖維毯施工順序采用先撒播草籽，后鋪設纖維毯的順序，這是因為纖維毯主要起覆蓋的作用，為植物生長提供庇護作用；在草籽的選擇上，由于先撒籽后覆蓋，考慮到灌木會被阻礙在纖維毯下或個別生長后易頂起纖維毯導致與土體分離，故在種子選擇上面，摒棄灌木類植物，采用白三葉（23%）、狗牙根（34%）、截葉胡枝子（32%）、波斯菊（11%）四種植物，在施工期間可根據施工季節及不同的邊坡條件進行適當調整[3]。

在實際施工過程中，采用植物纖維毯防護可在早期有效地保護坡面不受雨水沖刷的影響，對水土保持、改良土壤、促進植被恢復均有良好的效果，從而達到防風、固土、保沙的目的（見圖3）。和其他傳統形式的防護辦法相比具有明顯的優勢，在工程建設中作為植物生態防護的重要技術，應用前景廣泛。

4 結語

高速公路建設飛速發展，低碳節能環保型高速更加引起重視。植物纖維毯作為一種新型的高速公路邊坡生態防護技術，能夠保證邊坡防沖刷的效果，尤其對粉沙土路基邊坡防護優勢更加明顯，且施工簡單快速，造價較為低廉，具有良好的推廣性。但從目前研究與現場施工來看，主要在粉砂土質施工中優勢較為明顯，其他生態系統（如山區、河岸等）邊坡綠化模式缺乏理論支持，較傳統的骨架護坡具有一定的局限性，今后可因地制宜，制作合適的原材料，選擇合適的施工工序和種子配比，切實有效地為植物纖維毯的推廣應用提供理論依據。

參考文獻：

[1]陳金成.植物纖維毯在大廣高速公路邊坡防護中的應用[J].河北林業科技，2012（6）：31-35.

[2]陳學平.植物纖維毯防護不同施工工藝對公路坡面植被建成影響研究與實踐[J].公路，2016，（3）：211-215.

[3]河南省交通規劃設計研究院股份有限公司.鄭州至民權高速公路開封至民權段兩階段施工圖設計[Z].2013.