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摘要：作者针对高速公路边坡生态防护与治理做了一些理论和实践的探讨，包括高速公路边坡坡面的特点和高速公路生态防护的功能，并对高速公路边坡生态防护与治理设计分析做了全面的介绍。
关键词：高速公路 边坡生态 防护
1、研究背景
二十世纪中叶以来，环境问题已成为地球的一大危机。人类赖以生存和发展的环境受到了挑战，资源日益枯竭，生态遭到破坏，各种污染事故频繁发生。环境问题已经从地域性走向全球性，成为当今人类面临的全球性问题之一，引起了世界各国的普遍关注。环境问题的实质是发展问题，要实现人类同环境的协调发展，就要走可持续发展的道路。保护全球环境，实现可持续发展，创造美好家园，是世界人民的心愿，也是世界各国面临的紧迫任务。公路建设对社会和经济的发展有着非常重要的作用，但它同时又是对环境产生严重影响的行业之一[1]。因此，如何在公路建设的同时，保护我们的生态环境，进而实现交通环境的可持续发展，是一个十分重要和值得关注的问题。
2、高速公路边坡坡面的特点
高速公路是全封闭、个立交四车道以上的干线公路。为适应车流量大、确保分道、安全、高速行车，路面设计要求达到宽、直、平。修筑高速公路的路基施工时，在地形起伏较大的地段，高出标高的地方要挖方，低于标高处应填方。路基邊挖方形成的坡面叫上边坡(路堑边坡)。相比其它工程建设边坡，高速公路路堑边坡的坡面特点及立地条件有其自身特点。
2.1原有植被与表土遭到破坏，表土抗蚀能力减弱
公路在施工过程中，因开挖使地表植被遭到破坏，原有表土与植被之间的平衡关系失调，表土抗蚀能力减弱，在雨滴和风蚀作用下水土极易流失。公路施工过程中挖方及重力作用破坏了坡面原有的良好结构平衡，而雨滴的浸泡又增加了坡面的负担，加剧滑坡和崩塌的发展，严重时造成滑坡、泥石流、山洪等。
2.2公路边坡小气候复杂，限制因子多
根据研究表明，裸露的公路边坡风速比林地大15倍，比草地大8倍。风速大，风蚀往往严重，极其不利于水分保持。由于风速大，造成了水、热的重新分配[2]。加上土壤贫痔、温度变化大等原因，形成了复杂多变的小气候，不利于植物正常生长。
2.3边坡坡度较大
由于坡度大，土壤渗透性差等原因，边坡土壤对降水截流较小，这一方面容易造成水土流失和光、水的再分配;另一方面由于水土流失导致坡面土壤贫痔，立地条件差，不利于植物生长。目前，我国公路边坡比一般为1:1，即45°，有的甚至达到60°以上。在欧美许多国家公路为了减少水土流失，恢复自然植被，一般采用很缓的边坡。但边坡越缓，土方量越大，造价也就大大增加，这在我国不太现实。而在陡峭的边坡上进行植物种植无疑存在很大的困难[2]。
3、高速公路生态防护的功能
高速公路边坡生态防护的核心是保持生态平衡,因此具有工程防护以及其他防护类型不可取代的作用和地位。
3.1维护生态平衡
高速公路沿线边坡的开挖,造成大量植被的毁灭、水土的流失,所有这些均给自然生态环境造成了极大的破坏。生态防护通过种植植物,人为修复遭到破坏的环境,通过其自身内部的自我调节功能,恢复自然的生态平衡,起到真正的生态防护效果。
3.2减少雨水冲刷,稳固路基
公路边坡在开挖后,大部分坡面岩体裸露在外,雨水对坡面的长期冲刷极易造成边坡坍塌、滑坡等事故的发生。对边坡进行生态防护后,坡面植被能够实现台阶消能原理,降低水流速度,减少水流对坡面的冲刷。
3.3边坡生态防护的三维锚固作用
对节理发育、破碎较严重的边坡进行生态防护时,一般采用三维土工网。除了三维网中锚杆和钢筋网对岩体的加固作用外,坡面植被根系也可以增加破碎岩块的整体性,起到固坡的作用。
4、高速公路边坡生态防护与治理设计分析
高速公路边坡生态防护与治理设计应考虑多方面的因素,诸如边坡工程、水文地质条件、岩性以及气候条件等。生态防护设计应在边坡总体稳定的前提下进行,并需要适合植物生长的适当坡度。
4.1生态防护的主要类型
边坡的稳定性评价是生态防护的重要前提,生态防护对边坡稳定性最主要的作用表现在对坡体表面破碎岩石的加固和防止水土的流失,而坡体深层的破裂和滑移则需进行一般工程上的锚固,有时甚至需要适度地削坡,然后根据实际情况选择生态防护的类型。
(1)直接植草生防
该类防护类型,一般多用于整体稳定性好,完整性高的土质边坡。边坡开挖一定坡度后,可直接铺植草皮进行生态防护。
该类防护简单可行,专业技术要求不高,另外,单位工程造价也较低。但该类生态防护方式抗不住大的雨水冲刷,成活率也不高。
(2)喷射混砼生防
对于整体稳定性较好,只有部分坡面岩体比较破碎的边坡,如果直接植草生防,雨水冲刷极易使坡面松动岩块滑落,从而导致坡面生防植被的坍滑,再进行二次防护困难加大,而且经济上不合理。
此类边坡一般可以采用喷混生防方式。边坡开挖后,要及时清理坡面碎石,然后将草籽、肥料、土壤、水泥、水、等按一定比例混合后直接喷射于坡面。该类方式的关键是混合物的配置比例,工程应用时需严格按实际情况和工程要求进行。
(3)挂三维网生防
边坡整体稳定性一般,坡面岩体碎裂,但无深层裂痕和滑移,可以采用挂三维网生防的方式。在安装前,先将坡面整平,清除碎石,然后放置三维网并在网搭接缝处按一定间距打入一定长度的固定钉,再回填客土并种植草籽。
4.2生态防护植物种类的选择
植物种类应根据当地的气候条件,选择适合当地生长的植物,而且一般需要植物具有根系发达,易繁殖,易成活,抗逆性强,耐贫瘠以及适应当地土壤和粗放管理等特点。
由于不同植物成长特性不同,可以考虑多种植物混配种植的方式,充分利用各种植物根系的特点,达到固坡和生态环境自我修复的双重效果。
5、结论
公路边坡生态防护能有效地防止坡面水土流失,加强边坡的整体性,并保护公路沿线的生态环境。在人类生存环境日益恶化的背景下,生态防护作用不言自明。在我国,由于长期只注重经济效益、缺乏环境保护意识,高速公路的修建造成了大量环境破坏,可以预见,边坡生态防护与治理具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]王思成，兰剑，王宁．高速公路边坡生物防护技术研究进展[J]．宁夏农学院学报,2003,(2)．
[2]龙钟高等．草本植物混播对公路边坡的防护效果研究[J]．中国水土保持, 2003,(2)．
关键词：高速公路 边坡生态 防护
1、研究背景
二十世纪中叶以来，环境问题已成为地球的一大危机。人类赖以生存和发展的环境受到了挑战，资源日益枯竭，生态遭到破坏，各种污染事故频繁发生。环境问题已经从地域性走向全球性，成为当今人类面临的全球性问题之一，引起了世界各国的普遍关注。环境问题的实质是发展问题，要实现人类同环境的协调发展，就要走可持续发展的道路。保护全球环境，实现可持续发展，创造美好家园，是世界人民的心愿，也是世界各国面临的紧迫任务。公路建设对社会和经济的发展有着非常重要的作用，但它同时又是对环境产生严重影响的行业之一[1]。因此，如何在公路建设的同时，保护我们的生态环境，进而实现交通环境的可持续发展，是一个十分重要和值得关注的问题。
2、高速公路边坡坡面的特点
高速公路是全封闭、个立交四车道以上的干线公路。为适应车流量大、确保分道、安全、高速行车，路面设计要求达到宽、直、平。修筑高速公路的路基施工时，在地形起伏较大的地段，高出标高的地方要挖方，低于标高处应填方。路基邊挖方形成的坡面叫上边坡(路堑边坡)。相比其它工程建设边坡，高速公路路堑边坡的坡面特点及立地条件有其自身特点。
2.1原有植被与表土遭到破坏，表土抗蚀能力减弱
公路在施工过程中，因开挖使地表植被遭到破坏，原有表土与植被之间的平衡关系失调，表土抗蚀能力减弱，在雨滴和风蚀作用下水土极易流失。公路施工过程中挖方及重力作用破坏了坡面原有的良好结构平衡，而雨滴的浸泡又增加了坡面的负担，加剧滑坡和崩塌的发展，严重时造成滑坡、泥石流、山洪等。
2.2公路边坡小气候复杂，限制因子多
根据研究表明，裸露的公路边坡风速比林地大15倍，比草地大8倍。风速大，风蚀往往严重，极其不利于水分保持。由于风速大，造成了水、热的重新分配[2]。加上土壤贫痔、温度变化大等原因，形成了复杂多变的小气候，不利于植物正常生长。
2.3边坡坡度较大
由于坡度大，土壤渗透性差等原因，边坡土壤对降水截流较小，这一方面容易造成水土流失和光、水的再分配;另一方面由于水土流失导致坡面土壤贫痔，立地条件差，不利于植物生长。目前，我国公路边坡比一般为1:1，即45°，有的甚至达到60°以上。在欧美许多国家公路为了减少水土流失，恢复自然植被，一般采用很缓的边坡。但边坡越缓，土方量越大，造价也就大大增加，这在我国不太现实。而在陡峭的边坡上进行植物种植无疑存在很大的困难[2]。
3、高速公路生态防护的功能
高速公路边坡生态防护的核心是保持生态平衡,因此具有工程防护以及其他防护类型不可取代的作用和地位。
3.1维护生态平衡
高速公路沿线边坡的开挖,造成大量植被的毁灭、水土的流失,所有这些均给自然生态环境造成了极大的破坏。生态防护通过种植植物,人为修复遭到破坏的环境,通过其自身内部的自我调节功能,恢复自然的生态平衡,起到真正的生态防护效果。
3.2减少雨水冲刷,稳固路基
公路边坡在开挖后,大部分坡面岩体裸露在外,雨水对坡面的长期冲刷极易造成边坡坍塌、滑坡等事故的发生。对边坡进行生态防护后,坡面植被能够实现台阶消能原理,降低水流速度,减少水流对坡面的冲刷。
3.3边坡生态防护的三维锚固作用
对节理发育、破碎较严重的边坡进行生态防护时,一般采用三维土工网。除了三维网中锚杆和钢筋网对岩体的加固作用外,坡面植被根系也可以增加破碎岩块的整体性,起到固坡的作用。
4、高速公路边坡生态防护与治理设计分析
高速公路边坡生态防护与治理设计应考虑多方面的因素,诸如边坡工程、水文地质条件、岩性以及气候条件等。生态防护设计应在边坡总体稳定的前提下进行,并需要适合植物生长的适当坡度。
4.1生态防护的主要类型
边坡的稳定性评价是生态防护的重要前提,生态防护对边坡稳定性最主要的作用表现在对坡体表面破碎岩石的加固和防止水土的流失,而坡体深层的破裂和滑移则需进行一般工程上的锚固,有时甚至需要适度地削坡,然后根据实际情况选择生态防护的类型。
(1)直接植草生防
该类防护类型,一般多用于整体稳定性好,完整性高的土质边坡。边坡开挖一定坡度后,可直接铺植草皮进行生态防护。
该类防护简单可行,专业技术要求不高,另外,单位工程造价也较低。但该类生态防护方式抗不住大的雨水冲刷,成活率也不高。
(2)喷射混砼生防
对于整体稳定性较好,只有部分坡面岩体比较破碎的边坡,如果直接植草生防,雨水冲刷极易使坡面松动岩块滑落,从而导致坡面生防植被的坍滑,再进行二次防护困难加大,而且经济上不合理。
此类边坡一般可以采用喷混生防方式。边坡开挖后,要及时清理坡面碎石,然后将草籽、肥料、土壤、水泥、水、等按一定比例混合后直接喷射于坡面。该类方式的关键是混合物的配置比例,工程应用时需严格按实际情况和工程要求进行。
(3)挂三维网生防
边坡整体稳定性一般,坡面岩体碎裂,但无深层裂痕和滑移,可以采用挂三维网生防的方式。在安装前,先将坡面整平,清除碎石,然后放置三维网并在网搭接缝处按一定间距打入一定长度的固定钉,再回填客土并种植草籽。
4.2生态防护植物种类的选择
植物种类应根据当地的气候条件,选择适合当地生长的植物,而且一般需要植物具有根系发达,易繁殖,易成活,抗逆性强,耐贫瘠以及适应当地土壤和粗放管理等特点。
由于不同植物成长特性不同,可以考虑多种植物混配种植的方式,充分利用各种植物根系的特点,达到固坡和生态环境自我修复的双重效果。
5、结论
公路边坡生态防护能有效地防止坡面水土流失,加强边坡的整体性,并保护公路沿线的生态环境。在人类生存环境日益恶化的背景下,生态防护作用不言自明。在我国,由于长期只注重经济效益、缺乏环境保护意识,高速公路的修建造成了大量环境破坏,可以预见,边坡生态防护与治理具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]王思成，兰剑，王宁．高速公路边坡生物防护技术研究进展[J]．宁夏农学院学报,2003,(2)．
[2]龙钟高等．草本植物混播对公路边坡的防护效果研究[J]．中国水土保持, 2003,(2)．