边防公路建设
边防公路建设范文第1篇
关键词：路基边坡；稳定分析；边坡设计
路基边坡包括填方路堤边坡和挖方路堑边坡，是公路的重要组成部分。长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个常见但研究程度低的课题。80年代中期以前，我国主要以低等级公路建设为主，深挖高填较少，公路建设投资不大，因而路基边坡稳定问题较少，坡面防护工程不作为道路建设的主体工程，在公路工程建设中对边坡的防护常常被忽视。进入90年代以后，我国大量修建高等级公路，遇到大量的高填深挖路基，边坡稳定问题日渐突出。90年代初期，边坡防护与加固仍主要沿用低等级公路的边坡工程技术或借鉴铁道部门的经验来实施局部处理，由于在边坡处治时缺乏综合考虑，为工程埋下隐患。例如早期建成通车的沈大高速公路、深汕高速公路等。通车后路基边坡发生滑塌，造成了较大的经济损失和不良的社会影响。90年代后期，中国公路建设进入了前所未有的高速发展阶段，吸取前期公路建设的经验教训，高等级公路路基边坡的综合治理受到重视。各地结合当地工程实践开展了一系列公路路基边坡防护与加固技术研究，路基边坡工程理论与实践取得了很大的进展。
一、公路边坡现状及防治工程
1.公路边坡问题研究现状
研究分析阶段：人们已逐渐认识到岩体结构对边坡稳定的控制作用。边坡稳定性的可视化建模和非线性理论评价阶段：大量基础资料的积累和边坡工程实例的增加，使得可视化 建模在边坡稳定性评价和治理中的应用将表现出较强的实用性和光明的应用前景。
2.公路边坡工程设计的特点和要求
2.1 边坡工程设计的特点
非标准设计：不同类型的边坡有不同的特点，同类边坡和灾害也会因形成条件、成因机制、稳定状态等的差异而具有各不相同的特点，边坡治理工程设计对每个边坡的治理部位和范围、采取的方案和措施也是互不相同的。所以，边坡治理工程设计属非标准设计，必须对每个边坡进行具体的针对性设计。
风险性设计：a.不稳定边坡都是不良的复杂地质体；b.治理工程承受来自边坡体和外界的各种荷载，不仅自身应具有足够的抗变形和破坏的能力，而且还要求下伏的地质体也具有优良的性质；c.边坡治理工程技术迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。因此，边坡治理工程设计必然存在着相当大的风险性。
应急设计：边坡形成虽然都有一个较长的孕育过程，但其发生灾害却往往具有突发性。 为了防止边坡地质灾害的发生或减轻其危害程度，在边坡灾害发生前后开展的防治工程设计，不少情况下具有应急设计的特点。此种情况下，通常是边勘察、边设计、边监测、边施工。
综合防治设计：单一的治理工程措施有时难以承受来自边坡体和外界的荷载，从而导致工程失效。因此，针对每个边坡的特点，在不同部位采取不同的措施，进行综合防治是非常 重要的。即使工程投资不能一次到位，也应在治理方案的基础上，进行分解，采取分期、分步实施的办法进行综合防治。
2.2 边坡工程设计的基本要求
在特殊荷载组合条件下，防治工程仍能保证灾害体的整体稳定性，不致造成危及人员生命等重大的地质灾害。在正常荷载组合条件下，防治工程应保证灾害体无明显的破坏，不会造成危及建筑物安全的地质灾害。应注意与公路、当地环境发展相适应，与市政规划、环境保护、土地管理和开发相结合，并在安全、经济、适用的前提下尽量做到美观。
2.3 防治工程设计的依据和基础资料
地形资料：地形图及平面、高程控制。气象水文资料：气温、降雨、冻结深度、暴雨；水文、流量、淹没、冲淤等。防治工程勘察资料：地质体的类型、年代、成因、产状、分布；岩土的工程性质及变异性；地质构造的性质、展布及对工程的影响；自然或人为不良地质现象及对工程的影响；地下水类型、水位及埋深、动态、补给排泄条件及地层渗透系数；水与土对建筑材料的腐蚀性；地震基本烈度，地震动参数；特殊岩土的测试与评价。
二、 路基边坡工程设计理论
公路是沿地表建设的线状构造物，延伸长度非常长，对环境影响大，跨越的地质地貌单元多，所遇到的工程地质条件好坏不一、复杂多样。判断一处边坡是否安全，取决于对边坡所处自然环境与地形地质环境的了解程度，以及能够把握住保持边坡安全的基本条件。工程边坡设计是否合理要综合考虑其安全性、经济性和环保性。现行的路基边坡设计在整个公路设计过程中受重视程度较低，究其原因，主要是在路线勘测设计阶段对工程地质条件了解不够充分，设计缺乏针对性，往往导致施工时边坡失稳，频繁变更设计，造成很大经济损失。反过来说，如果片面要求公路全线进行详细的工程地质勘察，同样也会由于路线长、工程地质条件好坏不一，增大很多投资，造成一些不必要的浪费，而且对地质资料的掌握仍然不容易满足设计要求。因此有必要调整边坡的设计思路。公路路基边坡加固与防护设计应遵循以下几个原则：
1.并行性。并行设计是现代设计的重要内容，在综合集成制造系统（CMIS）领域中广为应用。由于边坡工程条件非常复杂，因此严格按照岩土工程要求将滑坡治理过程明确划分为勘察、设计和施工几个阶段是不现实的。但是并行设计必须建立在非常充分的可行性研究基础上，国内典型滑坡治理工程中，长江三峡链子岩危岩治理过程是成功的并行设计范例，公路高边坡治理中，应用并行性思路进行设计的报道还未见。
2.反馈性。反馈设计又可称为动态设计或信息设计，它建立于监测基础上。90年代以来，以潘家铮院士为代表的学者在设计和加固水利工程边坡时提出了该方法。其基于施工期逐步明朗的地质条件及监测结果，对岩体工程进行动态设计，达到优化设计结果。反馈设计的前提是要根据现场施工监测资料对原设计进行正确的反分析，在此基础上进行反馈设计，目前在深基坑支护，高边坡工程得到初步应用。
3.智能性。如前所述，智能科学应用于边坡工程领域是一个具有重要意义的研究方向，目前正处于开创性阶段。对复杂边坡工程系统，通过智能科学方法进行规划、决策和设计是二十一世纪的发展方向。
4.绿色性。绿色设计已成为现代边坡工程设计的重要组成部分。半个多世纪以来，发达国家高速公路建设和公路环境建设的发展里程清楚地告诉我们：生物环境工程是公路环境治理工程的主体，必须在公路规划、设计的同时予以考虑，应用先进的绿化工程技术恢复与重建植被是公路生物环境工程的内涵。因此在路基边坡加固与防护设计时，应当结合公路沿线的地形、地质、气候特征，正确设计边坡植被防护与加固工程。
三、结语
总之，搞好公路建设，确保路基边坡稳定、安全，搞好环境保护，要深入了解现场，针对不同的工程土质、水文、气候等特点设计灵活的防护形式，并加强施工管理，这样才能建设―条安全之路、生态之路、人文之路。
参考文献
边防公路建设范文第2篇
关键词 路基边坡 边坡病害 侵蚀机理 防护适用性 植物防护 防护区划综合防护设计
Stuedy on Side Slope Protection System of Expressway
AbstractThis paper analyses the types of side slope damages，reasons and principles of the damages.This paperalso explain the types，characters and selecting principles of protection methods.
Key wordsSubgrade side slopeSide slope damageDamage principle Protection availability Plant protectionProtection district Compr ehensive protection design
1前言
随着我国公路建设的飞速 发展 ，高等级公路边坡综合防护系统 研究 日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要 内容 之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、 经济 、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。
长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于 交通 量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门 应用 ，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的 社会 影响 ，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。 与此同时，防护技术在 理论 方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。
因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。
2国内外研究概况 随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着 科技 的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。
高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。
在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。
如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。 反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真 总结 ，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的 问题 有：
(1)缺乏系统的防护方案、措施 研究 和综合设计；
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程 经济 比较 分析 ；
(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；
(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。
总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。
3边坡侵蚀机理研究
通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)： 式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视 。
边坡在 自然 界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。
4边坡防护类型及公路植物特性研究
作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是 影响 公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；
(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。
5边坡综合防护设计原则与注意事项
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；
(4)护坡 方法 应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；
(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；
(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实； (8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；
(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；
(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。
6高等级公路防护区划的思想
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。
7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案
7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。
7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案 7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案 8主要结论
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面 理论 上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点； (3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；
(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路 防护类型区划；
(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则；
边防公路建设范文第3篇
关键词路基边坡边坡病害侵蚀机理防护适用性植物防护防护区划综合防护设计
StuedyonSideSlopeProtectionSystemofExpressway
AbstractThispaperanalysesthetypesofsideslopedamages，reasonsandprinciplesofthedamages.Thispaperalsoexplainthetypes，charactersandselectingprinciplesofprotectionmethods.
KeywordsSubgradesideslopeSideslopedamageDamageprincipleProtectionavailabilityPlantprotectionProtectiondistrictComprehensiveprotectiondesign
1前言
随着我国公路建设的飞速发展，高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。
长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。
随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加，环境破坏与环境污染与日俱增。自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来，由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用，农民们失去了5000多亿吨的表层土；同时由于植被破坏导致温室效应的CO2增加了10％，世界在以每年80亿吨的巨量排放CO2和硫化物，臭氧层日益遭到破坏。自1950年以来，世界经济增长了5倍，人口从26亿上升到58亿，但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上。地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元，相当于美国一年的粮食收入。1950年～1984年世界粮食产量以每年3％的速率增长，1984年以后放慢，1984～1992年增长率仅为0.7％，不及人口增长率的一半；与此同时，全世界的森林覆盖率也由工业革命前的55％降至25％左右，我国森林覆盖率由50年代的30％降至1997年的12％左右。随着环境问题的日益严峻，为了环境的持续发展，环境会计学诞生了，国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去，经济增长必须考虑到环境的代价，即由环境问题引起了环境会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时，减少对环境的损坏。降低噪音，吸收汽车排放物，恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。
与此同时，防护技术在理论方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。
因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。
2国内外研究概况
国际上有关道路防护与加固技术的研究，多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数，土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失，从而更科学地选择合适的边坡防护措施。Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式：G＝K·V4.22·d1.07·i0.05(G：侵蚀量；V：雨滴下降速度；d雨滴直径；i：降雨强度；K：系数)，开创了植物防护定量研究的先河，以后经多人的努力，如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料，进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析，最后得到一个通用土壤流失方程式，至今在国际上广泛采用。同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况，确定最佳参数，推导土壤流失方程式，取得了丰硕的成果。日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施，如日本《高等级公路设计规范》(日本道路公团，1983，4)中，比较大的篇幅对护坡的方法、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则，不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定，具有很强的设计指导性。在边坡防护的系统设计中，国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法，以期达到同时发挥防护与美化的作用。
随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着科技的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。
在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。
如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真总结，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的问题有：
(1)缺乏系统的防护方案、措施研究和综合设计；
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程经济比较分析；
(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；
(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。
总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。
3边坡侵蚀机理研究
通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)：
V＝K·L0.3976·cos0.3976a·sin0.3012a·n－0.6024·δ0.3976
式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视。
边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。
4边坡防护类型及公路植物特性研究
作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；
(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。
5边坡综合防护设计原则与注意事项
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；
(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；
(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；
(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实；(8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；
(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。
6高等级公路防护区划的思想
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。
7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案
7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。
7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案
B区内岭坡连绵，沟壑纵横、切割严重，地表多为黄土覆盖，浅层地层主要分布有第四系中新更新统黄土状粘土圾上第三系上新统杂色泥岩，局部有寒武系、石灰岩出露。同时夏季雨量集中，冲刷防护极为重要。结合上述研究结果，故推荐B区边坡综合防护方案为：填方边坡按8m、20m和大于20m分别采用边坡坡度为1∶1.5、1∶1.75和1∶2，挖方边坡根据土质不同采用不同边坡坡度。应采用集中排水方式。沿线在综合排水设施的基础上，根据路堤、边堑高度不同、淋雨坡面和地面径流冲刷程度不同，采用浆砌片石护坡，浆砌片石护脚、浆砌砌片石挡土墙(该区内片石圬工较混凝土预制块经济)、预制混凝土网格中空植草、坡面喷草等综合防护措施。
7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案
C区属淮河冲湖积平原和江淮丘陵区，主要以严粘土及亚砂土为主，呈软塑性。河道较为发育，水位深3～10m，多稻田和滞洪区。春旱秋雨，夏热冬寒，干湿剧差，年降雨量在794～924mm以上，气候相对多雨潮湿。因此必须采取有效的排水与防护措施，及时排除公路范围内的水，并作好路基边坡的浸水冲刷防护。推荐C区边坡综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基(含锥坡)采用浆砌片石防护，局部特殊路段(水稻田、滞洪区等)采用浆砌片石或混凝土预制块防护外，一般路段均采用路基下部0.5高度用浆砌片石或混凝土预制块防护，上部采用植草或种草籽护坡。路基两侧的护坡道采用绿化或浆砌混凝土预制块，边沟采用混凝土预制块护砌(在确保质量的前提下，优先选用浆砌片石)，土路肩均用厚8cm水泥混凝土预制块铺砌。
8主要结论
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点；
(2)通过对边坡水力学特性和锓蚀机理的研究，建立了流速与降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数关系，确定了临界坡角(41°左右)，经进一步推导得出公路边坡侵蚀量同样存在一临界坡角(25°左右)；指出了公路边坡侵蚀的影响因素和侵蚀机理；
(3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；
(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路防护类型区划；
(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则；
边防公路建设范文第4篇
关键词：公路路基；边坡防护；工程；方案
路基是整个公路的基础，在公路的施工工程中需要严格的操作确保路基结构的稳定和坚固。在实际的情况中往往因为路基边坡遭到破坏而进一步威胁到公路整体结构的稳定。因此需要公路建设的设计人员根据现场情况的实际考量来优化施工方案，下面通过研究公路路基边坡破坏的原因和对边坡加固的方案进行阐述。
一、路基边坡破坏的类型和原因
（一）溜方现象及原因分析
当土体沿着土质的边坡向下移动的过程就形成了溜方，字面意思即边坡上的薄土向下移动的过程，引起这种现象的原因大部分是由于降水，雨水对其长时间的冲刷是造成溜方的主要原因，还有可能是路基边坡施工不当引起的。
（二）滑坡现象及原因分析
滑坡是指因为受到重力的作用一部分土体沿着边坡下滑。这种现象产生的原因是土体本身不稳定造成的。如果滑坡发生在路提边则是由于边坡坡度太陡以及坡脚被挖引起的。填土的顺序没有合理安排也会引起滑坡。当边坡高度和坡度与天然的岩土层的性质不一致时同样会造成滑坡。
（三）剥落和碎落
在受到自然环境长期的影响下，一些分化岩的表面自然脱落的现象就是剥落，外界各种因素对其的影响，使的岩石从坡上剥落的损坏形式。
（四）崩坍现象
崩坍发生则一般都是比较大的石块脱落，这种现象的发生具有一定的危险性，沿着边坡滚落的石块会对安全造成威胁，需要引起施工人员高度的重视，避免此类情况发生。
二、公路路基防护的具体措施
（一）植物防护
在边坡周围种上种绿色植物的方法就是植物防护，此种方法能有效减缓边坡上的水流速度。边坡上种植植物能利用植物生长的根系来固定路面的表层土壤，从而减缓水流的冲击作用，起到保护公路路基的作用。在美化环境上、调节环境空气上也起到一定的作用。同时因为操作简单和经济适用被广泛的运用在实际的公路路基防护工程中。下面具体讨论几种不同的防护类型。
1、铺草皮。在公路的路基上面铺上草皮来防护路基损坏，具体的施工步骤是在边坡较高较陡的坡面遭到较为严重的冲刷的地方种草皮，铺草皮的方法能有效地解决路基边坡损坏。具体铺设的方式有平铺、水平叠铺、垂直坡面和与坡的夹角成倾斜的叠铺，还可以采用片石等将其砌成拱形边框和方格，在修好的边框里铺草皮。
2、种植草。这种防护措施适合在路基边坡较为稳定的地方以及对坡面冲刷较轻的地方，而长期浸水的边坡地段则不适合运用此种方法。草籽的选择需要将土壤和气候环境因素考虑进去，一般情况种植一些容易生长的且根部发达的以匍匐茎居多的草最佳，将多种不同类型的草籽混合播种，从而形成一种天然的覆盖层，不能使用在沼泽地生长的草皮。
3、植树。这种方法适用于在土质边坡和严重分化的岩石边坡的地方，而在那些常年干旱的地方则不适用。同时注意植树与植草相互结合，以此达到降低水流量的过程，种树能美化环境，调节空气，对城市绿色建设起到一定作用。
（二）柔性防护
1、三维植被网。在设计稳定的土质和岩质边坡，尤其是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡中运用这种办法是非常适宜的，能够有效预防土质被水冲走起到固定防护措施，同时改善了植草的质量加强了防护效果。
2、钢绳网防护。用柔性的拦石网来拦截和堆存落石，这个防护结构包含了钢网绳、固定系统、减压环和钢柱。此方法主要用在岩体交互发育和坡面的整体结构较差以及会出现岩崩的地方。
（三）工程防护
1、抹面与锤面。在易于风华的岩石地段采用这种防护措施，使用混合材料来进行其抹面操作，对容易受到冲刷的边坡和易分化的岩石边坡防护用混合材料来锤面处理在抹面和锤面施工的工程中需要将周边的没有防护面做好密封处理。
2、护面墙。护面墙的功能是防止严重分化的岩石继续分化，护面墙的种类有很多种，根据不同的情况使用不同种类的护面墙，每一种护面墙都有其独特的功效。需要对实际情况作分析。
实体护面墙，此种护面墙需要根据强的高度来决定墙体的厚度，同时需要考虑边坡陡度、墙的高度以及防护山的潮湿情况。泄水口需要碎石来做反滤层保护，用来排出墙后的积水，在施工建设时需要将岩石的分化层清除干净，确保施工的质量
窗孔式护面墙，这种防护墙的窗孔设置为半圆拱形，其中各项要求与实体防护墙一致，内部根据实际情况来确定使用片石或者锤面。
（四）浆砌片石防护
为了防止浸水路堤和可能会被冲刷的土质边坡遭受雨水的冲击，应做好排水工作，护坡的厚度应达到一个固定的值避免冲刷，护坡的长度也要设置一个合理的值。这种防护措施具有很好的耐久性，适合用在不同的边坡上防护使用，因为价格合理被经常用在下边坡中的地段。
（五）混领土预制防护
因为能抵抗更大的流量冲击被用来抵抗较大冲击的地方，此外，还能抵抗较强的冰压力。但因为造价较高而没有得到广泛的应用，在使用的过程中需要设置沙硕和碎石做为垫层。防护效果很好，造价原因和施工难使得此种办法没有大力推广使用。
（六）喷混凝土防护
岩性较差、强度较低、易分化的边坡比较适合用这种防护措施哦。通过大面积的喷混凝土来减小局部坍塌和落石的情况发生。此种方法的强度较大、有很好的抗裂性。对坡面内的较深的岩石起到一定的加强防护作用。在实际施工时还需要在坡顶缘外侧修建一个截水沟辅助防护。
结束语
通过对公路路基的边坡损害类型的研究和分析，找到切实可行的预防措施，公路路基的边坡是公路施工工程中非常重要的一项工作，必须将基础的工作落到实处，才能保证整个公路路基工程的质量和安全。依据公路路基边坡设计的原则和防护边坡的具体办法来实现对路基边坡的保护。使路基边坡防护工作能做的更具体、细致，推动公路路基工程项目建设不但完善和进步。
参考文献
[1]何文明.公路路基边坡防护工程方案的规划[J].四川建材，2012（6）
边防公路建设范文第5篇
近年来中国高速公路迅猛发展，有力地促进了沿线区域经济、政治、文化发展。然而高速公路建设作为一项与自然生态环境紧密相关的工程，它不可避免地会对沿线自然生态环境造成一定程度的破坏，如植被破坏，水土流失，土地分割，景观及生物生存环境破坏等。边坡作为公路的重要组成部分，对防止水土流失、维护路基稳定起着重要作用，所以边坡防护问题也越来越受到重视。中国高速公路建设边坡防护长时间停留在工程防护与绿化防护等简单防护上，对生态防护研究及应用较少。本文就边坡生态防护理念及其生态防护措施进行探讨，以期为今后高速公路边坡生态防护理论提供参考。 1国内外边坡生态防护研究现状 发达国家十分重视公路沿线生态环境的保护与公路的绿化工作，已从过去的普通绿化进一步发展到目前的生态景观绿化，普遍采用生物防护及生物与工程措施相结合的生态防护技术，使公路建设与大自然融为一体［1－7］。早在20世纪30年代，美国政府提倡高速公路植被地带宽度以公路两侧48～100米为宜，有选择地种植草花、宿根花卉、灌木和乔木，其林型由低到高，既能起到防护作用，又不影响行车视线。五十年代后，随着公路的大量兴建，公路建设对环境的影响越来越受到社会的关注，为此美国制订法律要求新建公路必须进行绿化。美国的公路边坡防护原则概括为“自然为主，人工为辅”，追求边坡与周围环境最大限度地协调，体现自然景观特点［3－4］。加拿大在公路建设中十分重视人与自然的和谐统一，如在公路建设中强调保存自然与历史遗迹，沿公路建立生物通道，保持自然及生物的连续性，公路建设中明确规定了公路与自然区域要保持一定距离，将交通对环境的负面影响降到最低。尽管日本的高速公路建设到20世纪60年代后期才拉开序幕，但是目前日本在高速公路生态恢复技术水平上处于世界领先地位。他们的策略是“环境优先、自然再生”［6］。日本的公路生态防护基本特点是“精细化”，因国土面积狭小，且山地丘陵纵横，其公路断面形式以整体式为主，生态防护形式重点为对坡面植被恢复进行基础研究与开发应用，公路边坡生态防护因地制宜地采用了较多的生态技术措施［5－6］。此外，英国、意大利等国将加筋土技术与植被防护技术相结合，修建了包裹式的加筋土植草墙面的挡土墙［7］。 中国从90年代开始逐渐从采用单纯的圬工防护技术，如浆砌块石、干砌片石、喷射混凝土等，转变为采用植被重建技术进行边坡生态防护［8］。即边坡防护从工程防护为主逐渐过渡到绿化防护、生态防护。1993年中国引进土工材料植草护坡技术，随后土木工程界与塑料制品生产厂家合作，开发研制出了各式各样的土木材料产品，如三维植被网、土工格栅、土工网、上工格室等，结合植草技术在高速公路边坡植被恢复中陆续获得应用［9］。1996年昆曲高速公路开始对公路边坡采取植被恢复与重建的形式，以减少水土流失，恢复生态环境，从此高速公路走向生态建设型道路［10］，2003年研究出的岩石边坡植生基质的PMS技术，在北京五环高速公路红山岩石坡面防护中应用效果良好［9－10］。至今，根据中国不同的坡面类型，已建立了多种综合技术体系，主要有开沟植草法、三维植被网施工技术、厚层基材喷播技术、土工格室护坡技术、种子袋护坡技术等［10－12］。然而中国边坡防护在植物选取配置研究、生态位研究、边坡景观设计等相关研究远远落后于一些发达国家。 2高速公路边坡生态防护理念及原则 2．1生态位原理 生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生态位这一概念既表示生存空间的特性，也包括生活在其中的生物的特性，如能量来源、活动时间、行为以及种间关系等。生态位概念不仅指生存空间，它主要强调生物有机体本身在其群落中的机能作用和地位，特别是与其他物种的营养关系。 边坡生态系统是一个生物物种相对简单，营养物质相对稀少，养分循环供应有限的比较脆弱的生态系统。在边坡生态防护过程中，应对相应自然条件下的物种生态学特点进行分析，确定相关植物在其环境中的适应性表现和相应的时空位置。充分利用物种间的共生关系，减少物种生态位的重叠，建立不同物种间的营养交换渠道，是维系边坡生态系统发展和演化的重要途径［5］。 2．2群落演替理论及生物多样性原理 在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象，称为群落的演替。任何一个群落在其形成过程中，至少要有植物的传播、植物之间的竞争以及相对平衡等各种条件和作用。群落演替的主要标志是群落在物种组成上发生质的变化。生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。这种多样包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。 群落演替和生物多样性原理提示我们:边坡生态群落种群的设计，要考虑群落演替的动态变化，从初级群落向顶级群落演化过程中的变异和控制;要考虑一旦出现逆演化和退化现象时的引导性养护措施的实施。边坡生态系统的建群物种要丰富且适宜，种群单一或简单会导致生态系统稳定性下降，抗干扰能力下降;种群过多导致系统内生存竞争加剧，造成系统自组织能力降低，不利于植物群落健康演化［5］。生态护坡多样性物种筛选时，应分析物种间的共生关系，在此基础上实现植物种群的有效匹配。多物种匹配时不是只要是乡土物种就可混种混植，乡土物种间也有相克和生态位重叠的不同物种。避免这些物种的混种混植，可有效提高边坡生态系统的功能和作用。 2．3边坡景观生态设计原理 景观设计是指按生态学与美学原理对局地景观的结构与形态进行具体配置与布局的过程，包括对视觉景观的塑造。高速公路边坡景观的设计基本原则:“安全、和谐、因地制宜、持续性、经济、可行、体现时代和地方特色、环保、符合美学”［13］。具体如下:(1)安全保持稳定性原则。高速公路边坡在长期的使用过程中经受雨水、岩土体自重、温度等自然因素的作用，严重影响了其稳定性和安全性。确保边坡的稳定和安全是对边坡进行美化的基础，边坡的景观化归根结底还是要保证工程的安全。(2)减少扰动和破坏原则。保留和恢复原有良好景观效果的自然植被;切忌为片面追求景观效果而破坏边坡本身的环境。(3)因地制宜，突出地域风格原则。强调利用现状地形设计景观，尽可能减少工程量，顺坡就势进行地形改造，理顺地形，搞好水土保持，最大程度地提高景观效果。另外景观设计应融生态环境、城市文化、历史传统与现代科技、现念并充分地结合地域特征和人文特点，创造出具有鲜明风格的道路景观。(4)永久性原则。由于路基缺乏有机质，尽量选择根系深广，耐旱、耐热、耐寒、耐瘠薄土壤，抗污染、涵水能力强，适于粗放管理的植物，避免日后大量的人工维护和管理。(5)经济、景观、社会效益兼顾原则。在高速公路景观工程建设中，应充分考虑既有利于公路保护、环境保护、降低工程造价，又能发挥改善路域的小气候和生态环境的方案。做到科学地进行景观类型选择及植物配置，使边坡成为景点，具有供人们使用和欣赏的双重功能。(6)美学、人文性原则。高速公路边坡景观的形成必须在满足其功能性以及安全性的前提下，以美学理论为指导，进行相应的规划与设计。交通道路人文景观主要体现在景观的文化属性上。道路景观在设计上还应体现出对历史文物和遗址的保护，在所经之处尽可能少地干扰原有的建筑物，保持城市的风貌和特征。#p#分页标题#e# 3高速公路边坡生态防护具体措施 3．1生态位 在高速公路边坡植被恢复的过程中，不同优势种群生态位特征不同。在植物品种选择工作中，要避免引进生态位相同的物种，尽可能使各物种的生态位错开，使各种群在群落中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竞争，保证群落的稳定。例如马国强等［14］以新河高速公路为例，研究了高速公路边坡植被乔木层优势种群生态位特征。重点就不同植物生态位宽度值、优势种群间对资源利用相似性、生态位重叠程度等进行探讨。指出山黄麻、黄金间壁玉、银合欢、构树的生态位宽度值均最高，说明其相对于其它物种来说，在边坡植被恢复初期更适应这一较特殊的生境，具有较强的生态适应性，乔木层优势种群之间生态位重叠度不高。 我们以物种生存空间的特性选择为例说明如何考虑生态位。边坡按坡度的不同，可分为平缓坡、缓坡、陡坡和危坡。应根据坡度的不同设置不同生态位的物种，各个种类充分占据已分化的生态位，从而提高系统对资源利用的效率。平缓坡地势条件好，可按园林空间布局要求进行多样化的植物配置，在平缓坡的高地边缘，配置以乔木为优势种的多层植物群落，重点是对乔木物种的选择;缓坡的坡度不大，可以采用深根系的草坪和地被植物造景为主，搭配少量灌木和乔木，形成开敞草地或疏林草地，考虑的重点是地被植被的物种选择;在陡坡上重点考虑藤本植物及匍匐状的地被植物的选择，加强其保持水土的生态效益。危坡一般设有护坡墙，可利用藤本植物美化和柔化护坡墙的生硬感。 3．2植物选取及配置 高速公路边坡植物种类的选择遵循以下原则:一是以乡土树种为主。乡土树种是在长期的系统演化过程中，经过了严格的自然选择的优胜者，它们与当地的气候、土壤相适应，具有适应性广、抗病虫害能力高、抗逆性强等特点。二是树种要耐瘠薄、耐干旱、适应性强。由于高速公路挖、填方路段较多，土壤结构受到破坏，土壤肥力不高，同时路面宽阔，辐射强烈，小气候气温较高，因而要求绿化树种要具有良好的保持水土的作用，并要达到易生长、易成活、抗病虫、繁殖易、耐干旱、耐瘠薄、耐粗放管理等要求。乔木树种应根系发达、抗风力强，以免产生风拔或被风吹折的现象。花灌木应高矮适中，花色艳丽，花期错落，增加绿化的层次感和美感。三是要注重生物多样性原则。生物多样性高的生态系统内，能量流动提供可选择的途径多样，各营养水平间的能量流动趋于稳定。 植物配置模式具体可以分为草花型、灌草型、草灌乔混播型、悬垂与爬藤型，一般都要满足根系发达、耐旱、耐贫瘠等要求［13］。 (1)草花型。通常高速公路边坡上采用的草坪植物主要为禾本科和豆科的高羊茅、狗牙根、一年生或多年生黑麦草、草地早熟禾、百喜草、弯叶画眉草、白三叶、紫花苜蓿等。作为花卉点缀的通常为二月兰、波斯菊等菊科和十字花科植物。草花型高速公路边坡绿化经历了一个发展的过程，从最初的单种植物的草皮块，到液力喷播单一禾本科种子，再到喷播草本混合种子和增加花卉点缀的过程。目前，草花型高速公路边坡绿化主要用于下边坡和土质上边坡。 (2)乔灌草型。乔灌草型在草花型的基础上引入了灌木，通常采用的播种乔灌木有胡枝子、截叶胡枝子、马棘、锦鸡儿、柠条、紫穗槐、多花木兰、伞房决明、黄荆、小叶女贞和盐肤木等。移栽灌木有海桐、松树、火棘等。以豆科速生灌木为主，草本先锋植物为辅，适度移栽一些小苗木。灌草型可以在短期内实现成坪，植被全覆盖，随着时间推移，乔灌木取代先锋草本植物，经过长期演化最终完全被乡土植物取代。 (3)悬垂与爬藤型。主要有葛藤、常春油麻藤、络石、爬山虎、野蔷薇、薜荔、扶芳藤、美国凌霄、常春藤、南蛇藤、金银花、杠柳和蔓长春花。在植物配置上，要根据植物的习性如耐寒、耐旱、耐盐碱等特点选择。在播种或喷播时还要考虑季节性。 3．3高速公路边坡的景观设计 高速公路边坡景观设计重点考虑其生态性，同时考虑视觉为主的景观形态。具体措施如下: (1)景观设计需要考虑对动物生存的影响。例如设计合适宽度的廊道等。(2)植物配置应尽量不破坏自然地形地貌和植被，选择根系发达、易于成活、便于管理、兼顾景观效果的草本或木本植物。同时应加强常绿植物或冬绿植物的应用，以增强冬季的景观效果。还可以增加灌木应用，形成生态护坡的不同层次，既能提高护坡的生态效果，又能增加护坡的景观层次。除此之外，还应注意各树种垂直方向的配置和不同季节不同树种之间的颜色和谐度。(3)景观绿化物种选择以实用为主，不大量采用艳丽花木和名贵植物，少用产果树种，以节约资金投入。(4)对于石质挖方路段，在坡脚处可栽植一些藤本植物，如爬墙虎、紫藤进行垂直绿化。(5)对于较矮的土质边坡，可结合路基栽植低矮的花灌木、种植草坪或栽植匍匐类植物。(6)高度较大的边坡，挡土墙不宜一次砌成，以免造成过于庞大的整体圬工挡土墙．而宜化整为零，分成多级的挡土墙修筑，中间错台处设置绿化带;在一些景观上有特殊要求的边坡工程中，高差较大时，可将挡土墙化大为小，使其外观由大变小，具体做法是将挡土墙立面一分为二，做成“板凳”式;砖、石、混凝土等砌块或饰面的挡土墙(或是护墙)，在视觉及心理上给人呆板、生硬、沉重、压抑之感，若在其立面上进行绿化处理，引入生物工程学方法或采用不同材质质感对比、浮雕图案设计等手法，则可改善其原有景观效果，化硬为软，化单调为丰富［12］。 3．4生态工程措施 高速公路生态工程防护的常用技术有如下几种方式:(1)放缓边坡。放缓边坡是边坡处置的常用措施之一，通常为首选措施。它的优点是施工简便、经济、安全可靠。边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。通过削坡，削掉一部份边坡不稳定岩土体使边坡坡度放缓，稳定性提高;(2)防护。①砌体封闭防护，当边坡坡度较陡、坡面土体松散、自稳性差时，可采用污工砌体封闭防护措施。砌体封闭防护包括浆砌片石、浆砌块石、浆砌预制块、浆砌混凝土空心砖等。②喷射素混凝土防护，对于稳定性较好的岩质边坡，可在其表面喷射一层素混凝土防止岩石继续风化、剥落、达到稳定边坡的目的。这是一种表层防护处治措施。③挂网锚喷防护，对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡，可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等，向坡体内打入锚杆(或锚钉)将网钩牢，向网上喷射一定厚度的素混凝土，对边坡进行封闭防护。(3)排水。截水沟为防止边坡以外的水流进入坡体，对坡面进行冲刷，影响边坡稳定性，通常在边坡外缘设置截水沟，以拦截坡外水流。坡内排水沟。除在边坡外缘设置截水沟外，在边坡坡体内应设置必要的排水沟，使大气降雨能尽快排出坡体，避免对边坡稳定产生不利影响。#p#分页标题#e# 4结论 通过对国内外边坡生态防护研究进行分析、归纳发现，与中国高速公路建设速度相比，边坡生态防护研究明显滞后。虽然中国边坡防护已经从工程防护为主逐渐在向绿化防护、生态防护转变，但是中国边坡防护在植物选取配置研究、生态位研究、边坡景观设计等相关生态防护研究方面还未能满足实际市场需要，在生态环境影响方面还缺乏质的、科学的认识。本文就边坡生态相关理念及其生态防护措施进行探讨，以期为今后高速公路边坡生态防护理论提供参考。
