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摘要：边坡生态防护技术具有良好的经济效益、环境效益和社会效益，是公路建设工程中可持续发展的重要对策之一。
关键词：高速公路；边坡；生态防护
一、前言
高速公路的建设，有力地促进了沿线政治、经济、文化的长足发展。然而，高速公路建设是以破坏生态环境为代价的一项现代化工程，其开挖路堑、填筑路堤，都导致原生植被破坏、动物栖息地破坏、水土侵蚀等一系列生态环境问题，因此恢复和重建高速公路边坡及路侧两旁自然生态植被势在必行。
二、生态防护理论研究
1、生态学原理与生态防护的概念
遵循生态学原理和生物多样性原理生态学原理认为，自然植被具有丰富的组成、复杂的结构和循序渐进的动态演替特征。随着人们对植被和侵蚀之间的因果关系以及对植被坡面保护作用的认识的不断加强，使植被越来越成为控制侵蚀和稳定斜坡的一个有效措施。高速公路的植被恢复的组合应是多种类、多层次和分阶段的。应根据演替的不同阶段选用适宜的种类，并根据当地条件建造不同的模式，宜乔则乔、宜灌则灌，在可能的情况下采用草、灌、木等各种组合，通过恢复和重建植被实现生物多样性的增加。
国际上对生态防护技术目前为止还没有一个确切的术语，近期一些学者将生态防护技术定义为墓于生态工程学、二程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其它工程材料在边坡上构建具有生态功能的防护系统，通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗活动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的技术。国内从事生态防护技术的学者也提出类似的说法。胡利文提出边坡生态防护技术原理体现在植物对边坡力学效应、水文效应及生态效应上，通过加固防护达到边坡水土保持及环境优化的目的到
2、生态防护与一般绿化工程的区别
高速公路生态防护与一般园林绿化工程相比，具有其独特性园林绿化工程是通过精细种植和精心养护，来使植物形态优美，实现其观赏价值，其面积小，施工难度低，养护容易。而高速公路的生态防护是结合植物措施与工程措施，除保证边坡基本稳定之外，更要起到恢复自然，改善道路路域环境以及防止边坡受冲刷、减少水土流失等生态功能及利用植物自身的固坡功能使边坡达到长久稳定的目的。由于受高速公路边坡的坡面特点及立地条件的影响，其植物选择、施工方法以及后期的养护管理较一般园林绿化工程有相当难度。
三、高速公路路堑边坡坡面的特点
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、公路边坡小气候复杂，限制因子多
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，造成水、热的重新分配。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。
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瘠，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。
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4、高速公路的阳坡或半阳坡侵蚀更为严重
高速公路的阳坡接受的热能辐射量较大，土壤昼夜温度变化大，干湿交替较剧烈而频繁，物理风化强烈，水分蒸发快，湿度低，不利于林草生长，植被覆盖度低，土壤中植物根系和有机质含量少，团粒结构差，土壤干燥疏松，抗冲蚀性能差，抵抗雨滴溅蚀能力弱，故极易造成土壤浸蚀另外，阳坡为迎风坡，降雨几乎垂直作用于坡面，击溅力最大，同对风又加速了雨滴的重力加速度，加速了土壤的侵蚀。
5、冬夏、昼夜温差大
由于高速公路路丛通常较高，地形开阔，空气对流快，造成冬季气温很低，使植物冻伤死亡，春季地温回升慢，夏季温度较高，使植物灼伤甚至死亡。另外，天气温升高快，夜间散热快，昼夜温差较大。
四、边坡生态防护的施工方法
1、湿法喷播
湿法喷播是以水为载体的植被建植技术，将配制好的种子、肥料、覆盖料、土壤稳定剂等与水充分混合后，用高压喷枪均匀地喷射到土壤表面。喷播后的混合物在土壤表面形成一层膜状结构，能有效地防止种子被冲刷，并保证在较短时间内植株迅速覆盖地面，以达到稳固公路边坡和绿化美化路容之目的。施工工艺顺序为：前期准备，湿法喷播，铺盖无纺布，养护管理。与传统种植方法相比，其优势在于：（1）由于使用覆盖料、土壤稳定剂和专用肥料等材料，适用范围广，适用于各种土质边坡，特别是土质填方边坡；（2）对土地的平整度无严格要求，特别适合不平整土地的植被建植；（3）在覆盖料和土壤稳定剂的共同作用下，能有效防止雨水冲刷，避免种子流失，因此，建植的植被均匀整齐，防护和绿化效果显著；（4）喷播施工效率高，每台设备每天喷播万余平方米，可满足大面积绿化工程需要；
2、三维网植草
三维植被网植草技术将带有突出网包的多层聚合物网固定在边坡上，在网包中敷土植草对边坡进行绿化。网包可根据其抗拉能力和固土能力的不同设计为2～5层，一般薄层应用于填方边坡，厚层应用于挖方边坡。对于土质贫瘠的挖方边坡和土石混填的填方边坡，可以起到固土防冲刷并改善植草质量的良好效果。三维网植草采用液压、客土喷播或人工撒播方法进行植草，喷播植草施工完成后，须在边坡表面覆盖无纺布，以保护坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促进种子生长。当植物生长高度达5cm左右时，再揭开无纺布进行为期3～6个月的前期养护。三维网植草具有以下特点：（1）固土性能优良，三维植被网表面有波浪起伏的网包，对覆盖于网上的客土、草种有良好的固定作用，可减少雨水的冲蚀。（2）消能作用明显，由于网包层的存在，缓冲了雨滴的冲击能力，减弱了雨滴的溅蚀。（3）网络加筋突出，三维网植草的基础层和网包层网格间的经纬线交错排布粘结，对回填土或客土起着加筋作用。
3、客土喷播
客土喷播是一种融合土壤学、植物学、生态学理论的生态防护技术。它以经处理加工的树皮、养生材料、植物种子与少量当地优质土混合，添加营养剂，粘结剂和土壤稳定剂制成客土，借助喷播机用挂网喷射的方式均匀涂喷于坡面上，从而实现对岩石边坡的防护和绿化。客土喷播工程设计对于稳定边坡首先进行设计调查，根据地区环境观察、周边植物调查、地形地质调查、气候资料调查确定坡面目标植物群落选型及混合植物种子设计。然后根据边坡类型确定锚杆及挂网设计，再根据气候区划确定客土混合物配合比设计，同时根据边坡类型、年平均降水量、边坡坡度确定客土混合物喷射厚度及材料用量设计，客土喷播厚度一般为3～10cm。对于不稳定边坡则在设计调查之前，首先对边坡采取工程加固措施，保证边坡深层稳定之后再按稳定边坡的步骤进行客土喷射植被护坡结构设计。施工顺序为：清理坡面，钻孔打锚杆，挂网，喷射客土，养护。其突出优点在于：（1）以土壤结构改良为突破口，力求简化公路植被长期养护管理，节省公路养护费用。（2）由于客土的应用，为灌木和树木根系提供了良好的生长基础，能够实现草、灌、乔合理的植物群落配比，达到建设后路域植被与自然植被融为一体的效果。（3）喷播设备性能优良，客土设计合理，使岩石坡面及不具植物生长的高大边坡完全可能实现绿化。
五、结束语
公路边坡生态防护的目的是采用与工程防护相结合的原则，在边坡稳定的前提下，恢复和重建坡面植被，从而抑制径流、防止冲刷、稳定坡面、美化道路景观，保护环境。边坡生态防护技术具有良好的经济效益、环境效益和社会效益，是公路建设工程中可持续发展的重要对策之一。
参考文献：
[1]朱虹宇.垫邻高速公路岩质高边坡稳定性与生态防护技术研究[D].长安大学，2008.
[2]郭鹏.山区高速公路路堑边坡生态防护工程技术研究[D].西安建筑科技大学，2010.
论文作者:张秀强
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：植被论文; 客土论文; 生态论文; 防护论文; 土壤论文; 高速公路论文; 公路论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;