高速公路边坡生态防护综述

高速公路边坡生态防护 综述

刘小转

湖南科技大学 湖南省湘潭市 411100

摘要:概述了高速公路边坡生态防护的基本概念、边坡生态防护的原则。 总结了高速公路边坡生态防护的几种常用形式及其施工工艺、使用范围和优缺点, 并论述了国内外高速公路生态护坡研究进展、现状及前景, 最后讨论了我国在高速公路边坡生态防护方面取得的一些经验及成果。

关键词:高速公路；边坡；生态防护

1. 生态防护的概念

边坡生态防护是高速公路路堤路堑生态修复的重要内容, 边坡生态防护是通过加强、加固边坡的土体强度，应用生态修复手段保持边坡的水土稳定性, 提高边坡表层抗冲刷能力, 以达到减少水土流失，减少因高速修建造成的生态环境的破坏。边坡生态防护在满足其基本功能的同时，应兼顾美观、自然、注重生态效益、注重经济和社会效益。

边坡生态防护在20世纪末，形成了一门专业学科。有关边坡生态防护的常见专业术语有：液压喷播、客土喷播、三维植网喷播植草、厚层基材喷射植草护坡、边坡TBS植被护坡绿化等。

2. 生态防护的基本原则

高速公路边坡防护的两个主要任务是护坡和生态修复, 其基本要求为:在保证边坡的稳定的同时注重生态环境的修复, 减少因道路修建破坏原生植被。高速公路边坡防护应遵循的基本原则：

安全性原则： 边坡生态恢复必须结合当地地质水文条件，考虑气候因素，确定边坡的构造形式，以保证边坡的稳定性和安全性。

因地制宜原则：边坡生态修复应因地制宜，结合当地的植被生长形态、生长种类，以乡土植物为主、外来引种植物为辅的植物配植手段，以期达到修复后的边坡与周围环境能和谐生长。

可持续性原则：高速公路的边坡生态防护因道路通车后养护、改造、提质等难度较大，其施工环境具有特殊性，生态修复过程中应注重生态可持续发展。在保证安全性和植被和谐的基础上，注重乔灌木合理搭配，同时兼顾近期和远期生态效益，减少后期的维护和管理。

经济性原则：不同环境、不同土质类型对生态防护的工艺方法要求不同，对土质较好的边坡，可采取客土喷播的工艺方法，对土质不良的边坡则可采取三维植网喷播植草。不同的修护环境应选择适宜的防护工艺，兼顾生态与经济。

3. 生态防护的基本流程

生态防护首先应进行边坡周边植被资源、地质、水文、气象等资料调研调查，并对调研数据进行整理分析，制作调研表格。充分了解边坡所处的自然环境。

其次，明确边坡生态修复的目标，根据调研结果，确定生态修复群落类型，合理选择植物种类及乔灌地被的搭配比例。

最后根据边坡的地质条件及土质情况选择经济合理的生态防护工艺工法，制定施工、养护方案。

图1 生态防护设计的基本流程图（图片来源：作者自绘）

4. 常用生态防护形式介绍

随着我国社会经济的飞速发展，边坡生态护坡技术在高速公路的建设中应用广泛, 防护技术不断成熟，防护形式也越来越多样。目前国内常用的边坡生态防护形式有：植物纤维毯、客土喷播、挂网喷播、液压喷播植草、植生袋、三维植被网等十余种。根据国内应用到的有关生态防护文献, 结合自己多年的实践经验, 对国内高速公路边坡防护的常用的3种生态护坡的形式及其施工工艺、使用范围进行介绍。

1. 植物纤维毯

植物纤维毯以秸秆等天然纤维天然材料为基底，连同优质草籽、营养剂、专用纸、定型网等多种材料，其特有的立体结构为植物生长提供额外的加筋,固土能力,与土壤、植被之间形成整体性强大的结构体，形成柔韧性强经济适用的柔性护坡结构,植物纤维毯既有较强的透水性,且抗紫外线性能良好。

1. 1. 植物纤维毯适用坡面

采用分布式排水时，不能使用植物纤维毯。高速公路边坡改水土保持生态毯防护需要考虑集中排水的问题，排水槽及路肩挡水的设计一般要考虑其中。

采用集中排水时，植物纤维毯可以用于以下路段：质地为土质或土石混合的填方路段；覆土大于20cm的填石方路段；质地为土质或土石混合且坡比小于1:1的挖方路段；经加固和客土喷播施工的石质挖方路段。

1. 2. 植物纤维毯特点

可多段同时施工，可有效提高生态修复的效率，施工过程中对机械设备依赖小；养护简单，有效减少光照和水分流失。尤其在缺水的地方，能大大降低生态修复对环境的依赖，草籽直接播撒在草毯下，大大增加了种子的成活率。同时植物纤维毯的使用，可减少水泥，三维塑料网等资源的使用，是较为环保的生态防护形式。

缺点：该工艺为近十年新兴的生态防护工艺，前期植物纤维毯的生产成本较高。

2. 液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。

优点：施工简单、速度快，施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致，防护效果好，正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，二个月后形成防护、绿化功能。同时液压喷播植草护坡适用性广。

缺点：抗冲刷能力较差，容易造成二次返工，南方多雨及工期紧张的项目应慎重考虑。

3. 喷有机材绿化（客土喷播）

喷有机材绿化是将种植土、植物种子、复合肥、粘结剂、水及保水剂等按一定比例混合并搅拌均匀的有机基材，通过专门的喷播机械喷播在挂有铁丝网的坡面上，形成一定厚度且有利于植物生长的有机基材层。植物长成后，发达的根系可穿透基材深入到岩体的节理和裂隙中，达到永久固坡和美化环境的双重目的。

1. 1. 喷有机材绿化优缺点

喷有机材绿化喷播基材厚度大，有利于草灌植物生长，能够形成良好的生态环境；可用于风化岩石边坡的生态防护，并且可以与骨架、框架类工程防护相结合，适用范围比较广；保水、保肥效果好，具有一定的抗冲刷力。

缺点：喷有机材绿化施工工艺相对复杂，对施工机器依赖较大，工程造价较高，且喷有机材绿化不适用于完全岩质及坡比过于陡峭的边坡。

1. 2. 适用条件

喷有机材绿化适用于坡比不陡于 1:0.5 的软质、弱风化岩石边坡，或者坡率不陡于 1:0.5 的菱形网格、人字型骨架、拱型骨架、框架梁边坡。

客土喷播施工速度快，但在坡面形成植被护坡之前，耐冲刷能力比较弱。在采用喷有机材绿化技术进行边坡防护时，应根据当地气候、降雨条件和边坡情况进行合理选择施工工艺。

5. 国内外高速公路生态护坡研究现状和前景

在欧美和日本等发达国家，边坡生态防护很早就被纳入到高速公路建设中，并进行了长期的实践与研究。美国等从20世纪30年代，就开始进行公路边坡植被恢复工作的应用于研究，21世纪以前，我国的道路主要以公路和较低等级的道路建设为主, 边坡的生态防护在道路修建中往往常被轻视甚至忽视。21世纪以来，我国的经济蓬勃发展，高速公路飞速建设，我国的生态防护技术在引进国外技术的基础上逐渐完善并形成体系，高速公路边坡的生态防护越来越受到重视, 不但大量的边坡应用了生态防护, 而且生态护坡的科研成果也大量涌现。交通部也制定了相应的行业标准，2018年5月22日中华人民共和国交通部发布了《中华人民共和国交通运输行业标准》JT/T 1108.3—2018，这标志着我国的生态防护技术迈上了新的台阶。

参考文献：

[1] 李文泉.高速公路边坡生态防护施工技术. 交通世界，2015.11

[2] 芦建国 于冬梅. 高速公路边坡生态防护研究.中外公路，2008.10

[3] 单振国. 公路边坡生态防护的探讨.山西建筑，2010.8

[4] 赵百磊. 山区高速公路路堑边坡生态防护质量控制与效果评价方法研究. 重庆交通大学，2014.6

1、作者简介：

刘小转（1987.11—），女，汉族，籍贯：陕西榆林人，湖南科技大学建筑与艺术设计学院，18级在读研究生，硕士学位，专业：艺术设计，研究方向：风景园林

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