公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究

于建磊，胡小明 .長安大學(xué)，陜西 西安 70064;.廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007

對于公路邊坡的防護(hù)，傳統(tǒng)的圬工防護(hù)雖然能夠達(dá)到穩(wěn)定坡面和減少侵蝕的效果，卻嚴(yán)重破壞了周邊的生態(tài)環(huán)境。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，生態(tài)防護(hù)越來越受到重視，應(yīng)用也越來越廣泛。發(fā)達(dá)國家對于公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的研究十分重視，力求使公路建設(shè)對自然環(huán)境的破壞降到最低，達(dá)到人工建筑與自然環(huán)境融為一體的目的。我國的生態(tài)護(hù)坡研究始于上世紀(jì)90 年代開始采用的客土噴播植草護(hù)坡技術(shù)，但真正的生態(tài)護(hù)坡是從近幾年才開始的。值得強(qiáng)調(diào)的是邊坡生態(tài)防護(hù)的概念不等同于植物防護(hù)，生態(tài)防護(hù)的形式不單包括單獨(dú)運(yùn)用植物防護(hù)，更多的是運(yùn)用植物與其它非生命材料給相結(jié)合的綜合防護(hù)形式，跨越多個學(xué)科，涉及工程、林學(xué)、農(nóng)學(xué)、美學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科知識。邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)不但可以保持邊坡的穩(wěn)定，使公路與周邊環(huán)境渾然一體，而且具有保持水土、降噪除塵的效果。

1 生態(tài)防護(hù)作用機(jī)理

1.1 土工材料固坡作用

生態(tài)防護(hù)可以單獨(dú)使用植物防護(hù)也可以是結(jié)合有植物與土工材料和非生命的植物材料兩種形式，結(jié)合土工材料的在生態(tài)防護(hù)形式可以利用土工材料與黃土邊坡的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對原有邊坡的加固，這有利于提高邊坡在修建初期植物防護(hù)還未達(dá)到理想的加固效果時邊坡的穩(wěn)定性，提高邊坡土體的抗滑能力。

1.2 植物根系的固土作用

生態(tài)護(hù)坡所采用的植物一般具有發(fā)達(dá)的根系，根系中的垂直主根可以深入土層，而側(cè)根系則在邊坡表層土中形成交互纏繞的根系網(wǎng)，與土體形成了一個新的復(fù)合體，由于植物根系的抗拉強(qiáng)度大于結(jié)構(gòu)松散的黃土的抗拉強(qiáng)度，從而大大加強(qiáng)了邊坡的整體穩(wěn)定性。這里植物主根系和側(cè)根系實(shí)際上起到了錨桿和三維加筋材料的作用。

1.3 植物根系分泌物的粘聚作用

植物在邊坡土層中生長，根系會分泌很多有機(jī)質(zhì)改善土壤的土質(zhì)，使邊坡表層土形成一個良性的生態(tài)循環(huán)體系。這時土層中的的微生物活動也會增多，這些生命體分泌的有機(jī)質(zhì)具有膠凝作用，能夠使土壤顆粒結(jié)合起來，提高土層的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。

1.4 植物的水土保持作用

植物覆蓋土層可以對降落的雨水形成緩沖，減小雨滴落地時的動量，從而消弱了雨滴的濺蝕作用。雨水在坡面上形成的徑流會帶走被雨滴濺起的土粒，植被可以減緩雨水形成徑流的流速，從而減少了邊坡表層土的流失。另外，植物發(fā)達(dá)的根系也起到了蓄水作用，有利于保持邊坡土層的生態(tài)平衡。

2 黃土地區(qū)公路邊坡實(shí)施生態(tài)防護(hù)的必要性

黃土的特點(diǎn)是孔隙比大、含水量低、粘聚力高，部分黃土具有濕陷性。濕陷性黃土結(jié)構(gòu)松散，抗沖刷能力很差。當(dāng)黃土邊坡坡面受到雨水沖刷時水土流失嚴(yán)重，有發(fā)生滑塌的可能。這些黃土自身帶有的缺陷決定了黃土地區(qū)公路邊坡防護(hù)的必要性。然而黃土地區(qū)千溝萬壑，地勢起伏變化很大，導(dǎo)致黃土地區(qū)的公路高填深挖很多，如果全部采用工程防護(hù)工程量非常大，而且本區(qū)圬工資源不足，需要大量外運(yùn)，這也增大了工程成本。加之黃土地區(qū)土壤瘠薄，生態(tài)脆弱，破壞后不容易恢復(fù)，因此單純的圬工防護(hù)并不利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的恢復(fù)。而生態(tài)防護(hù)的優(yōu)點(diǎn)可以彌補(bǔ)單純圬工防護(hù)的不足，既可以減少圬工用量，又有利于恢復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

3 邊坡生態(tài)防護(hù)的作用和意義

3.1 護(hù)坡固土

生態(tài)防護(hù)最基本的作用是對邊坡的保護(hù)，提高邊坡的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止發(fā)生滑坡等邊坡病害。另外，生態(tài)防護(hù)對于黃土地區(qū)嚴(yán)重的水土流失也有很好的抑制作用，其保水固土的功能對于本區(qū)域來說意義重大。

3.2 恢復(fù)生態(tài)

黃土地區(qū)生態(tài)脆弱，這給生態(tài)防護(hù)帶來一定的困難，但生態(tài)防護(hù)對于恢復(fù)生態(tài)的作用還是顯而易見的。邊坡上植被的種植可以顯著改善土壤土質(zhì)，吸收車輛排放的尾氣，凈化空氣，調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的小氣候。

3.3 改善路容

通過生態(tài)防護(hù)可以提高邊坡的復(fù)綠率，改善道路的整體景觀效果，造就“綠色通道”。這樣的景觀效果也可以緩解是司乘人員的疲勞，提高行車安全性。

3.4 降低成本

邊坡生態(tài)防護(hù)相對于純圬工的防護(hù)形式大大減少了圬工材料的用量，這就減少了很多的成本。而且生態(tài)防護(hù)的施工速度更快，環(huán)境效益更高。

4 黃土地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)采用的形式

4.1 鋪貼草皮

鋪貼草皮防護(hù)是一種人工在坡面上鋪設(shè)天然草皮的防護(hù)方法，它的優(yōu)點(diǎn)是施工簡單。但是由于黃土地區(qū)土壤養(yǎng)分少、雨水不足等問題使這種養(yǎng)護(hù)方式后期的管理比較困難，草皮成活率不高，達(dá)不到令人滿意的邊坡防護(hù)效果。而且僅適用于草皮資源豐富的地區(qū)，使得在草皮匱乏的黃土地區(qū)應(yīng)用受到限制。

4.2 邊坡噴播防護(hù)

邊坡噴播防護(hù)是以水為載體，借助噴播機(jī)將含有植物種子、營養(yǎng)劑、木纖維、保水劑、粘合劑等材料的混合物均勻噴涂于邊坡坡面上的一種防護(hù)技術(shù)。邊坡噴播技術(shù)可以在較短的時間內(nèi)形成覆蓋坡面的植被層，達(dá)到固坡和恢復(fù)生態(tài)的效果。噴播技術(shù)的適用范圍比較廣泛，對邊坡要求并不嚴(yán)格，特別適合坡面不夠平整的邊坡。而且因?yàn)樘砑痈采w料和土壤穩(wěn)定劑的緣故，噴播的種子并不容易被雨水沖刷，綠化效果比較好。

4.3 骨架植物防護(hù)

骨架植物防護(hù)是在修整好的邊坡坡面上用混凝土、漿砌塊(片)等做骨架形成框格，在框格內(nèi)撒鋪種植土并栽草或者種草的一種防護(hù)措施。這種防護(hù)形式具有施工簡單、外觀整潔的特點(diǎn)。由于土工骨架形成的框格為植被的生長提供了一個較為穩(wěn)定的環(huán)境，這就大大提高了草皮的成活率，使邊坡充分綠化。而且土工骨架本身也能起到加固邊坡的作用，彌補(bǔ)了單純植物防護(hù)強(qiáng)度不高的缺陷，是當(dāng)前生態(tài)防護(hù)中應(yīng)用非常廣泛的一種形式。

4.4 三維網(wǎng)植草防護(hù)

三維網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)是一種集坡面加固和植物防護(hù)與一體的生態(tài)防護(hù)形式。這種技術(shù)是在邊坡坡面上固定特殊的三圍立體網(wǎng)并用噴播技術(shù)進(jìn)行播種，通過三維網(wǎng)來固土并提供植物生長發(fā)育所需要的土壤和養(yǎng)料。這種方法適用于邊坡自身比較穩(wěn)定，坡率小于1∶1 的緩坡。三維網(wǎng)植草護(hù)坡技術(shù)具有良好的固土效果，三維網(wǎng)的存在可以減少雨水對邊坡的沖蝕，而且三維植被網(wǎng)墊可以起到很好的保溫作用，有利于植被的生長。

5 對黃土地區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的建議

(1)黃土地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，應(yīng)該堅持可持續(xù)發(fā)展原則，提高對生態(tài)防護(hù)技術(shù)的重視程度，加強(qiáng)對生態(tài)防護(hù)的調(diào)查研究，探索更加適合黃土地區(qū)的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。(2)加強(qiáng)對黃土地區(qū)適生植物的研究，提高植物選擇的科學(xué)性、植物搭配的合理性和植物的成活率(3)加強(qiáng)對生態(tài)防護(hù)邊坡的管理，在植被還未完全與周圍環(huán)境融合、達(dá)到自然持續(xù)生長以前，要堅持定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。(4)加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)意識，盡量避免或減少大填、大挖的破壞式建設(shè)，堅持進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，盡量減少建設(shè)對環(huán)境造成的破壞。

［1］周德培，張俊云.植被護(hù)坡工程技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］張莎莎，楊曉華，李凌姜.黃土地區(qū)道路陡邊坡植被多樣性生態(tài)防護(hù)措［J］.公路交通科技，2013，30(6).