路基邊坡綠色柔性防護體系與應用研究

龍志偉

湖南省湘西自治州交通科學技術研究院，湖南湘西 416000

對于公路而言，邊坡是重要組成部分，能夠在一定程度上避免滑塌、碎落和崩塌等現象發生。為了對坡體坍塌和坡面侵蝕等進行預防確保邊坡的穩定性，需采用科學可行的工程措施。對路基邊坡綠色柔性防護體系的應用進行研究，對路基邊坡防護具有重要意義。

1 國內外綠色邊坡防護技術發展

綠色防護已經提出了幾十年，播種的方式也逐漸從單播種植物技術向著混播技術方向發展，人工播技術、機械噴播技術，到當前使用的草坪卷技術。防護所采用的類型眾多，從土質邊坡防護逐漸向著巖質邊坡防護發展。在35年前，日本就對巖質邊坡進行深入研究，“噴射巖床綠化工法”屬于一種具有代表性的防護技術，經過了多年的發展后，在道路工程、水庫、巖堆邊坡等領域均得到了廣泛應用。在我國發展的幾十年，也在不斷的引進國外的先進技術，同時吸取國外經驗，進一步提高我國的防護技術水平，不斷從傳統防護觀念向著現代化防護觀念發展。

2 路基邊坡病害

2.1 邊坡塌方

邊坡塌方屬于一種十分常見的病害，同時也是水毀引發的普遍現象，邊坡塌方的破壞原因和破壞的規模不同，主要形式有碎落、剝落、滑塌和崩塌等。

2.2 邊坡沖溝

邊坡沖溝主要是因為急流槽的位置或者對間距設置不夠規范，影響了邊坡的壓實度，防護形式不夠科學，邊坡的土質不良等現象引起的，通常情況下，發生在匯水集中或者高填路段。

2.3 急流槽懸空

邊坡急流槽懸空，主要是因為急流槽的尺寸偏小，水量過大而來不及泄水，溝槽內出現泄水不暢現象，引起濺水[1]。若數量過少，會導致排水不及時，引發急流槽不實等。

2.4 草皮腐蝕

導致草皮腐蝕的主要原因是因為陡坡種植的草種不合適，水流速度在1.2m/s，邊坡壓實度不足。

2.5 特殊邊坡病害

在特殊路段，邊坡主要指的是超過規定范圍的深挖或者高填路基，在水文地質方面的條件相對特殊。從總體角度進行分析，特殊路段路基的邊坡，基本是黃土路基或者膨脹土路基剝落等形式的邊坡。

3 路基邊坡柔性防護體系方案對比

3.1 護面墻和漿砌片石護坡

護面墻和漿砌片石護坡是應用比較廣泛的普通形式的防護方式。站在工程結構以及工程量的角度進行分析，該種方式的施工工期相對較長。對于這些高邊坡位置而言，對漿砌片石護坡進行應用，其自身重量如果抬高，就很難確保其自身存在較高穩定性。同時還對自然景觀帶來嚴重破壞。站在防護的角度以及綠化角度進行分析，兩種方式均不是十分理想。

3.2 掛網噴漿

采用掛網噴濺技術，主要是用于避免防護邊坡的巖體受到風化的侵蝕，避免小巖塊以及碎石發生松動之后向下滾落，針對避免危巖落石不是十分理想。對這種方式進行應用，可能會導致公路兩邊的高邊坡位置寸草不生，對自然環境帶來嚴重危害。

3.3 柔性防護系統

柔性防護系統中，借助繩索方式避免落石。相應試驗人員對柔性防護系統做了大量的室內試驗，促使該系統趨于標準化，更具科學性。該系統能夠最大限度的保留原有的植被和地貌，采用人工綠化的形式，對公路周圍環境進行美化，具有較高的經濟效益和社會效益。

以某公路工程為例，該工程采用的是GPS1主動防護網，這種防護方式，比較適合在小塊落石公路上使用，GPS1主動防護網的網型為DO/08/300，支撐繩采用直徑為16mm的鋼絲繩，上下兩根支撐繩。鋼絲繩網與支撐繩通過縫合繩縫合，縫合繩選用8mm的鋼絲繩。

本研究針對湖南某段高速公路邊坡防護工程為例，采用以下方式對邊坡進行防護。

3.3.1 材料選擇

層狀載體主要是使用土工織物、草種、強力PP網等材料制作而成的，在大型生產流水線上進行加工，將規格控制在2.4m×30m，呈現出筒狀。在外幣，使用纏繞膜進行具體包裝，避免被雨水侵蝕[2]。層狀載體的厚度在3mm以上，最大能夠達到50mm。其重量基本上在200～250g/m2，定型網主要分成下層和上層，其中包含的成分是PP，降解期在5年以上。結合不同地區實際情況，選擇草混合種子，使用的輔料是營養劑、保水劑等。使用專用草灌混合種子和營養劑等。這樣做有固定位置的作用，遇到水之后會被融化。

3.3.2 施工方法

對路基邊坡實施綠色柔性防護施工，主要方法如下：①層狀載體主要是使用玉米、小麥秸稈等材料，使用機械在工廠進行簡單加工，將這一材料用作前期保水保土，施工完成后，這種材料會發生降解，從而成為材料。②定型網主要是在整個結構當中起到一定定型作用，方便在施工現場鋪設，形成一種層狀載體。③植物種子，主要是將其放置在專用紙上，然后和整個體系直接鋪設，或者采用直接散播的方式，此后使用防護體系，對其進行鋪蓋。

圖1 綠色柔性防護體系構成圖

3.3.3 栽后養護

通過澆水方式進行養護，種子播撒之后，從萌芽一直到幼苗期間，相關技術人員需對其進行人工澆水養護，確保土壤足夠濕潤。對種子前期進行養護，基本上是45d，對種子進行澆水，需要按照出芽、幼苗期和生長期為依據進行確定。種子處于出芽期的時候，當鋪設完成時，需對其進行整體并且全方位的澆水，對種子的萌芽起到促進作用，在發芽過程中，15d濕潤深度需控制在2cm左右。幼苗期間，當種子發芽之后，需在每天早上對幼芽進行一次噴灌，確保土壤中0～20cm的深度范圍內始終保持在濕潤狀態下。這樣做有利于出苗和齊苗。這一環節的持續時間需要在14～21d[4]。草皮生長過程中，可以適當減少澆水的次數，也可以結合當地降水情況，適當調整澆水次數。最好在下午澆水，以免正午陽光過足，導致水分快速蒸發。一次性澆足、澆透，濕土層序控制在10cm以上，通過這種方式來有效提高莖葉的韌勁，從而對今后的正常發育奠定基礎。

4 試驗研究

4.1 試驗方案

為了對柔性防護體系進行驗證，對湖南某段高速公路邊坡防護工程作出相應試驗。試驗路段的粒含量為80%的粘沙土，填高高度在3.5～4m之間，該護坡坡度比例為2：3。試驗主要使用三個段落和六種方案，分別對柔性防護體系以及直播方式作出對比，相應的柔性防護體系中，針對承載層，可以使用植物毯和直播方式做出相應對比。相應柔性體系當中，針對承載層可以使用植物毯和草簾的方式進行對比。

4.2 結果

對其進行6d的施工之后，如圖2所示。

圖2 不同方案實施6d 之后出苗結果

方案一，植物草毯方式，采用這種方案，獲得的出苗效果最好，出苗足夠均勻，長勢一致。在坡腳位置使用獲得效果最佳，出苗率在85%以上。方案二，使用草簾進行防護，這種方式的出苗率達到50%，但是缺乏保水性。方案三采用直播的方式，這種方式出苗率接近100%，基本上不存在保水性，成本不高。

5 結語

在公路路基邊坡防護中，綠色柔性防護技術得到廣泛應用，這種防護體系的防護效率較高，施工速度快、見效快、環保、美觀。具有較高的生態價值和經濟價值。對于柔性防護體系來說，使用不同形式的防護材料，會給出苗率、經濟性等帶來一定影響。