路基边坡防护综述
一、研究意义
路基边坡是公路的重要组成部分，处理不当，容易发生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，既破坏环境，又影响公路正常运行，严重时交通中断，造成重大经济损失。为了保证路基边坡稳定，防止坡体滑坍和坡面冲蚀、碎落，需要采取合理适宜的工程措施，如修筑承受土石压力的支挡结构物，或进行坡面防护，这种防护不承受或基本不承受土石压力。长期以来，人们对边坡防护的重要性认识不足，设计中一般未能全部考虑边坡处理，或边施工边设计。改革开放以来，我国公路建设蓬勃发展，随着公路修建等级的提高，出现大量的高填路堤和深挖路堑，路基边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡防护型式的确定是公路设计的重要内容之一，应根据公路等级、降雨强度、地形、土质、材料来源等况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保公路的稳定、安全和高效运营，同时使公路建设与环境景观相协调，保持生态环境的相对平衡。
二、国内外研究现状
道路建设在国外起步较早，防护方面的研究也不例外，而且他们较早的认识到了生物防护有着硬防护无可比拟的经济效益、社会效益和生态效益。日本、美国、加拿人、瑞典等国近十几年来，对于公路的边坡防护技术十分重视，设计与施工规定严格、详实，边坡防护技术先进、效果良好。德国最早将公路景观设计的思想引入，使高速公路不仅是一条行车通道，而且是一个风景独特雅致的空间走廊。由于他们较早的意识到公路应与环境相协调，他们的高等级公路边坡大都采用1:2～1:5的平缓边坡，同时坡面大都采用植物防护，使公路边坡防护起到防护功能的同时，与周围环境形成一体。经过多年的研究工作和实践经验，他们的高等级公路边坡的绿化进入了一个高层次规范化的水平。
国内在路基边坡防护方面，与这些发达国家相比，相对重视不够，目前尚未系统进行公路路基边坡防护技术的研究，也没有指导路基边坡防护工程设计和施工的标准规范。长期以来，我国边坡防护一般采用传统的硬结构工程防护，造价高而且防护作用随时间的推移而减小，相比之下，植物防护既经济、又可以通过经营手段来达到长期的防护效果。但现在高等级公路的边坡植物防护仍处在一个初始性的探索试验阶段，边坡的绿化水平进展缓慢。理论方面，西北水保所的朱显漠、王万忠等人进行了大量的研究，并引用美国通用土壤流失方程式得到了一系
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列成果，但由于自然条件的千差万别和高等级公路边坡的特殊性，至今未能得到广泛的推广。铁路、公路工程人员在植物对公路边坡的防护作用方面也做了许多应用性的探索，如北方交大的满开颜进行了植被对边坡防护作用的研究。近年来在高等级公路的建设中，植物防护得到越来越多的重视。交通部信息环保部分别在昆－曲路、楚雄－大理路实施了“生物防护与环境景观再造工程”等等，取得了较好的效果，且成功的引入了新的植物护坡施工方法。但由于各项工程的地理和气候差异性，道路工程人员缺乏对防护植物的了解，而农林工作人员对公路边坡的特殊性缺乏感性的认识，导致了防护物种和设计方案的千差万别，其中有些设计很具有随意性，导致了不必要的损失，所以关于防护方法的选择原则应早日出台，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，并将理论研究进一步深入，将水对土质边坡冲刷研究定量化，并注意积累实践经验，早日制定公路边坡防护设计的相关规范。
三、路基边坡的主要病害分析 （一） 一般路基边坡常见病害
由于路基边坡大面积裸露于空间，长期受自然因素的强烈作用，常发生物理力学性质的变化，浸水后湿度增大，强度降低；岩性差的岩体，在水温变化条件下，加剧风化：路基边坡表面在温差作用下形成胀缩循环，在湿差作用下形成干湿循环，从而导致强度衰减和剥蚀；地表水冲刷，地下水侵入，使岩土表面失稳，极易加剧边坡的病害；沿河路堤在水流冲击、淘刷和侵蚀作用下，地基承载力下降，引起路基沉陷，导致边坡病害；边坡防护型式不当，导致防护失败；边坡或桥台背填料压实度不足以及偷工减料、植物防护由于物种选择不当遭受虫害或成活率降低等等，均是导致边坡破坏的原因。
(1)边坡坍方
路基边坡的坍方是最常见的边坡病害，亦是水毁的普遍现象。按照破坏规模与原因的不同，路基边坡坍方可以分为剥落、碎落、滑坍、崩坍及塌坍等，
(2)边坡冲沟
多发生在汇水集中区或高填路段，诱发原因有：急流槽位置或间距设置不当；边坡压实度不足；防护型式不当(多为分散排水时)；边坡土质不良等因素。
(3)防护体滑落
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诱发原因有：水毁；圬工砌筑质量不符合要求；勾缝不密；未设粗砂滤层或泄水孔；坡脚支撑不稳。
(4)防护剥蚀
诱发原因有：风化；假缝；温差胀缩；干湿胀缩。 (5)急流槽悬空
诱发原因有：急流槽尺寸偏小导致泄水不及；数量过少导致排水不及；槽内泄水不畅导致溅水；急流槽基础不实等。
(6)路堑塌方
诱发原因有：岩土地质不良；路堑顶部水浸入；风化等。 (7)坡脚淘蚀
诱发原因有：护面墙设置不当；排水沟尺寸偏小；护面墙基础不牢等。 (8)草皮冲蚀
诱发原因有：坡陡，水流流速>1. 2m/s；草种不适；边坡压实度不足等。 (9)植草枯死
诱发原因有：土质、环境不适；草种不适；病虫害；寿命终止。 （二）、特殊路基边坡病害
超过规定范围的高填或深挖路基，以及地质和水文等条件特殊，例如：黄土、膨胀土、盐渍土、泥石流、岩溶、冻土、雪害、浸水、滑坡、岩堆、软土、涎流冰及地震等地区的路基，称为特殊路基，为保证路基具有足够的强度与稳定性，路基的横断面和边坡防护需要针对各种不同不良情况，进行特殊设计。由于土质的截然不同，造成边坡病害的原因也各有特征，下面仅就上述三种特殊路基的边坡病害简析如下：
(1) 膨胀土路基边坡
膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水性矿粉组成，具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩性质的特殊粘性土。同时还具有多裂隙性，超固结性及强度衰减性等特殊性质。膨胀土路基边坡常大量出现坍方、滑坡，有“缝堑必滑，无堤不坍”之说，故不得用于高等级公路填方路基。其路堑边坡的常见病害有：(a)剥落，(b)冲蚀， (c)泥流，(d)溜塌，(e)坍滑，(f)滑坡。
(2)黄土路基边坡
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黄土是第四纪的一种特殊堆积物。其主要特征为：颜色以黄色为主，有灰黄、褐黄等色；含有大量粉粒，一般在55%以上；具有肉眼可见的大孔隙，孔隙比大，在1左右；富含碳酸钙成分及其结核；无层理，垂直节理发育；具有湿陷性和易溶蚀，易冲刷，各向异性等工程特性。上述特征和特性，导致黄土地区的路基容易产生多种特有的问题和病害：(a)剥落，(b)冲刷，(c)滑坍，(d)崩坍，(e)泥流等。
(3) 盐渍土路基边坡
地表lm内易溶盐含量超过0.3%时即属盐渍土。易溶盐类主要有NaCl、Na2SO4 、Na2CO3等。由于土中含有易溶盐，土的物理力学性质和筑路性质发生变化，引起许多路基病害：(a)溶蚀，(b)盐胀，(c)冻胀，(d)翻浆。
四、防护类型的选择与要求 （一）、防护类型选择原则
(1)路基在水、风、冰冻等自然因素的长期作用下，经常发生变形和破坏，例如，边坡的表土剥落，形成冲沟以及滑坍等。为保证边坡的稳定性，除做好排水工程外，还必须采取有效的措施。
(2) 选择防护类型时，要充分了解地形、地质、气候条件和防护效果，应选择经济性好及施工方便的最佳防护类型。
(3) 对受自然因素作用易产生破获的边坡坡面，应根据边坡的土质、岩性、构造、水文地质、边坡坡度与高度、以及筑路材料等情况，选用适宜的边坡防护措施。高速公路边坡防护，应采取工程与生物防护的综合措施，并做好景观协调设计。
(4) 选择防护类型时，应先确定路基稳定的边坡坡率，各种防护措施宜配合使用，并注意相互衔接。对于高速公路、一级公路路基高边坡和存在不良地质因素的路堑边坡，单纯采用常规防护措施，一般难以解决高边坡的稳定性，应加强路基边坡防护与支挡加固的综合设计，根据地形地质条件，因地制宜设置必要的边坡支挡措施，如锚索、锚杆、抗滑挡墙、抗滑桩等。
(5) 防护类型的选择应在初步设计，施工图设计，施工三个阶段进行反复论证，应遵循“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合”的方针。
(6) 防护与加固工程的重点是路堑边坡，尤其是地质不良与水文地质不良地段的路堑、容易受水冲刷的边坡、不稳定的山坡更应该重视。
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(7) 在地下水较为发育路段，地下水是诱发路基边坡失稳的主要因素之一，应加强路基边坡防护与排水的综合设计。
(8) 同一路段，同一边坡内，其土质、填高、冲刷、涌水状态也不完全相同。因此，选出的防护方案应适合各自条件，为方便施工，防护类型不宜太零碎。
(9) 护坡类型应优先考虑采用植物护坡，当土质不适宜植物生长及难以保证边坡稳定时方采用土壤改良或圬工防护。选择植物护坡时应综合考虑土质、土壤硬度、酸度和有机质含量等因素。
(10) 植物物种选择时，应充分考虑当地气候，环境条件，对周围的环境适合哪些植物生长、哪些草种和护坡方法适合于周围环境作详细的调查，优选适应力强，粗放管理，少病害的本区域物种，可适当变换品种，以防单调。
(11) 护坡的主要目的是防止边坡冲蚀和小规模滑坍，一般可采用植物防护。单独用植物护坡效果差时，可用土工合成材料绿化或植物、圬工联合防护。
(12) 边坡防护应遵循“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，力求边坡防护“恢复自然，绿色通道，生态防护，水土保持，经济美观”。
(13) 防护与加固工程不仅可以稳定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品质，例如植物防护可以消灭施工痕迹，使景观协调，形成良好的视觉效果。所以在选择防护类型的时候不仅要考虑是否可以稳定边坡还要考虑周围环境的协调。
（二）、设置边坡防护的一般要求
(1) 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，而给养护管理遗留繁重的工作量。
(2) 对于水流、风力、降水以及其他因素可能引起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，要综合考虑，使防护工程收到更好的效果。
(3) 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组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护。
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