高等级公路坡面防护设计的几点思考

(武警交通第七支队，河北 秦皇岛 066001)
摘 要：文章初步分析了高等级公路坡面防护设计中存在 的一些问题，并提出几点防护措施。
关键词：公路坡面防护；设计阶段；设计速度；网格中空植草；植物防护
中图分类号：U412.36  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)01—0100—02

随着公路等级和高等级公路服务标准的提高，公路坡面防护日渐引起公路部门的重视。由于 高速公路线形标准高，路基高填深挖现象普遍，道路边坡安全显得至关重要。其中路堑与路 基构成上部空间合围关系，对行车视线影响较大，即同时影响行车舒适性和交通安全。

长期以来，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，深挖高填较少，因而防护工程不作为道路建设的主体工程， 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借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。

在此之后，建设部门、设计部门在一定时期内又有一些矫枉过正，在边坡防护中大量采用浆 砌 片石护坡（护面墙）、拱型截水骨架、喷射水泥砂浆护面等劳动密集型的边坡防护方式；尽 管这些防护方式材料简单，同时也行之有效，但是大量采用的浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆 等防护方式完全破坏了植物的生长环境，使得由于高速公路开挖而破坏的自然植被永久不能 恢复。少量的绿化设计往往只是局部贴草皮，没有对边坡整个植被的逐步恢复进行考虑。缺 乏植物覆盖的边坡一方面不利于水土保持，大量的雨水直接汇集，还加大了对道路周边地区 的冲刷，给农田水利带来不利影响，与此同时也不利于改善高速公路的行车效果——大量 裸露的岩石和混凝土视觉效果非常差，不利于吸收汽车尾气和噪音，在一定程度上也给高速 公路的行车带来不安全因素；另一方面在很多高速公路建设地区难以寻找优质的砌筑材料， 而且大量的劳动力也使得这些防护工程造价很高。要使防护工程在经济、实用、美观及环保 方面找到最佳的平衡点需要所有参建单位的共同努力。就设计单位而言，笔者认为可以从 以下几个方面着手进行完善。
1 设计阶段应注意的几个问题
1.1 对于穿越山岭重丘区的高等级公路，设计速度的选择应谨慎

在条件容许的情况下尽可能选用低值，在路线方案的选择上尽量采用桥隧结合的方案，以期 减少高填、深挖，最终达到减少人工边坡面积的目的。
1.2 开挖前、后治理应相结合设计

公路经过的山区或丘陵，原坡面本来是自然稳定的，由于开挖引起应力释放才导致边 坡滑动，以往的设计没有考虑应力释放，只简单地考虑土质的自然休止角（土质分类粗糙不 利于现场操作 )，没有进行开挖前、后治理相结合的设计，这就直接导致了施工过程中路堑 边坡面积的大幅度增加。进行开挖前后治理相结合的设计，可使路堑边坡面积处于可控状态 之中。
1.3 现行规范中的一些不足

公路行业中涉及边坡防护的规范主要有两部，即《公路排水设计规范》(JTJ018-97)和《公 路路基设计规范》（JTG D30-2004）。规范中的不足主要体现在以下几个方面：
1.3.1 《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管平均流速公式V＝20i^0.6_g ，即流速与坡度的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡度的增大，径流流速确有增大 的趋势，但坡度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。
1.3.2 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形式相继出现，但在设计时，仅从边坡的稳定性因素出发，很少考虑 水对防护的量化冲刷能力和环保因素。另外，规范对于防护形式的选择仅定性地作了限制， 没有给出量化计算分析方法用于方案的比选，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，形成不良 的社会影响。
1.3.3 我国幅员辽阔，各气候分区的气候特征大不相同。但在以往的工程实践中没有形成 适合各气候分区的最佳防护典型形式，致使设计人员难以借鉴、参考。即使对于同一气候分 区来说分区的不同部分工程地质、水文地质也不尽相同，同时地材情况更是千差万别，在找 到各气候分区的最佳防护典型形式的同时还应针对不同的地材供应情况做出针对性设计，使 防护工程真正的具有地方特色，同时也可以节约建设资金。
1.4 混凝土网格中空植草护坡的应用

考虑到美观的需要，近年来高等级公路坡面防护大量采用了混凝土或浆砌片石网格中空植草 护坡。但最初这种护坡出现的目的仅仅是防止坡面受雨水侵蚀而产生沟槽，以及坡面土质不 适宜植物生长，但周围环境要求需要绿化的地方。该护坡方法并不能承受土压力且造价高于 植物护坡——也就是说在边坡坡度较缓且土质适于植物生长（或经简单改善即可生长植物） 时直接选用适当植物群落进行护坡即可，同时对于那些坡度较陡，所在位置工程地质、水文 地质复杂的边坡来说采用此种防护形式对于边坡的稳定并没有什么直接作用。
1.5 关于植物防护的应用
利用植被根系与土的紧密结合，使地表土壤形成牢固的稳定层，极大地缓减了坡面径流对边 坡的冲刷，对边坡具有很强的加固作用，同时其造价低廉又利于环境保护。因此近年来新型 植物防护不断涌现，例如草皮护坡、 三维植被网护坡、土工格室植被护坡、液压喷播植树 草护坡、草坪喷播护坡、客土喷播护坡、挂网喷播护坡及TBS植被护坡等。但在实际应用中 存在以下一些问题：
1.5.1 边坡在路域可绿化的面积中所占的比例最大，最适宜创造一个具有地带性特点的植 物群落。一般应选择耐干旱、耐瘠薄、根系发达、覆盖度好、易于成活、便于管理、同时兼 顾景观效果的草本或木本植物。不能只是盲目种草、种树，物种选择上尽量考虑本地物种， 慎重选择先锋物种，避免外来物种入侵；但目前的绿化设计在植物物种选择方面，随意性过 大，缺乏和园林部门的探讨研究。
1.5.2 绿化设计应根据不同路段的实际情况，采用丛植、列植等绿化模式，尽量做到乔、 灌、花、草搭配，形成不同景观的植物群落。我们目前的绿化设计在景观营造方面还太过简 单，往往一个项目一个模式，太过呆板、简单。
1.5.3 公路边坡绿化之初仍是以草本植物为主，灌木属于从属的位置，因为草本植物早期 生长速度非常快，而且耐贫瘠，这样可以尽快恢复边坡的植被覆盖，控制土壤流失，美化路 容。但是这样的植物群落结构非常的不稳定，如果措施跟不上，草本植物过度发育，群落中 的灌木很快就会因为营养、阳光、水分和其他资源不足而被草本植物“消灭掉”，另一方面 一旦草本植物把土壤中的营养消耗到一定程度，很可能出现大面积的衰退，并且重新回到裸 地的状态。这种现象已经在以往的高速公路植被恢复中屡见不鲜。未雨绸缪，制定合理养护 管理措施，促进植物群落向目标群落转化，是公路边坡绿化的重要内容。
1.5.4 边坡绿化设计在环保、美观、经济的大目标前提下，还要考虑养护的便利性。我国 现阶段高速公路的养护主要集中于公路主体构筑物的养护上，这一现状在短期内不会有大的 变化，因此绿化设计应尽量不给养护遗留繁重的工作量。
2 结语

从建设投资比例来说公路坡面防护并不能算作是主体工程，在设计过程中也容易被忽视，其 直接导致的结果便是建设资金的浪费及景观的单调乏味（设计偏于保守、单调）。公路坡面 防护设计是一个综合性很强的工作，其中的很多方面还需要我们去完善与提高。
［参考文献］
［1］ 中华人民共和国交通部.公路工程技术标准（JTGB01-2003）［S］.北京:人民 交通出版社,2004.
［2］ 中华人民共和国交通部.公路路基设计规范（JTG D30-2004）［S］.北京:人民 交通出版社,2004.
［3］ 中华人民共和国交通部.公路排水设计规范(JTJ018-97)［S］.北京:人民交通 出版社,1998.