公路路基边坡生物防护的研究

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简介： 通过对公路路基边坡防护的重要性的分析，分别讨论了以草、灌木植物为重点防护的特殊用途及其特有和适于护坡的各种特性及施工中所采用的各种技术措施。
关键字：路基边坡 生物防护 技术措施

　　随着经济的发展，各地区高等级公路的建设也正在急速的增加，因而出现了大规模挖土、填土形成的坡面。这些坡面如果不用植物保护，使之长期处于裸露状态，就会因雨水冲刷或者浸蚀造成土层崩落，甚至出现泥石流破坏的恶果。即使坚硬的岩石层坡面，如果上面不植以花草，当淋入空隙水冻结后，因其膨胀而破碎，发生落石或塌坡现象。特别是黄土地区，因其土质较疏松，富含Caco3等可溶性盐分，并具明显的垂直节理，当长期受到雨水冲刷或下渗便会发生黄土湿陷性现象，水土流失严重。故用绿色植物材料来保护坡面是十分重要的。它不仅能美化环境，增加绿化面积，而且防止水土流失，起防尘降温、稳固坡面等保护作用。对于边坡的保护措施有工程防护和植物防护两种，在本文中，我们将着重讨论不同植物，并以草类、灌木为重点防护的特殊性及其特有和适于护坡的各种特性及施工中所采用的各种技术措施。

　　一、植物固坡的作用

　　种植地被植物作覆盖物主要是为减少路基边坡上表土层的冲刷，以达到固定边坡的效果，其作用如下：

　　1、地表植物具有浅而发达的根系，能固定土壤，从物理结构上能阻碍土壤（或其它土表物质）往坡下移动。

　　2、植物能将雨水截留，使水直接渗入土中而不让它们从坡面流过，冲刷表土。

　　3、水分被植物的根系吸收并输送至叶片，从而减少地表水流至坡下。

　　4、水分从植物茎叶上直接蒸发掉，而实际上到达坡面的水流量也将大大地减少。

　　5、植物覆盖还可降低土壤的极端温度，保护坡面免受风蚀。

　　二、固坡植物选择的要求

　　首先，根据种植坡面的各个决定因素考虑，选择的主要标准是能在地表连续生长的地被植物，其本身应有助于固定土壤，并能截留雨水，使之不过快地从坡面流走而将表土冲刷掉。但在黄土湿陷性地段，雨水穿过地面渗透到下层，也可能会加重基层的不稳定性。

　　其次，所选植物必须适应当地的特殊气候、土壤等自然条件。

　　第三，选用的植物必须种植后尽快成活，以使当坡地地面结构还较脆弱时将地表侵蚀现象控制在最低限度。

　　第四，由于边坡上难以应用机器，因此选用种植材料要尽可能地对养护要求降低。

　　最后，对种植材料的选择应将治坡与美化环境的要求相结合，种植灌木与草、花相结合，以达长期固坡的作用。

　　三、种植草本植物护坡

　　种植草本植物是固定路基边坡最经济有效的方法。种草护坡适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡。一般要求坡度不陡于1：1，边坡地面水径流速不超过0.6 m/s，长期浸水的边坡则不宜采用此方法防护。

　　（一）、选择坡面草本植物的要求

　　用于路基边坡上的草本植物，最好具有以下特性：

　　1、耐干旱，即使在瘠薄的土壤上也能很好生长；

　　2、发芽早，生长旺盛，能尽快覆盖地表；

　　3、根部连土性强，能制止表土层砂土的流动，最好是耐干旱且扎深根的植物；

　　4、必须是多年生茎矮叶茂的植物。因为改善坡面条件需要许多年月，所以一年生的草本植物是不适当的；

　　5、必须是适合本地区气候、土壤等自然条件的健壮品种，从这点上来说，土生土长的野草最好，但大量得到却很困难；

　　6、必须容易大量得到的草籽，价格要便宜。

　　（二）、种植草本植物的应用技术

　　在边坡上种植草本作物，主要困难之一是此类植物发芽缓慢，表土连同播下的种子极易遭受表面侵蚀现象的损害，因此必须采用各种技术以便将这种损害减少到最低限度。

　　1、整地

　　①草作植物虽无粗大主根，根系较浅，但也要具备40cm的土地层,因为有80%的根系在这层土中生长；在熟土缺乏的情况下，表土层厚度也应保持在20cm以上；另一方面，当表土质量差，PH值不大于8.5的强碱土壤条件下（高速公路灰土层处），必须采取换土或调酸等措施。

　　②对石质边坡，可做成20cm的反坡带植沟型式，外借改良土填平植沟（深度宜大于20cm）后，再植草作植物。

　　③坡面应平整、密实、湿润。

　　④边坡土石松动，经常有落石的地方，可筑挡土墙配合防落石栅，再挂网植生。

　　2、播种技术及时间

　　（1）播种技术

　　草作植物播种方法有撒播法、喷播法和行播法等。采用撒播法时，草籽应均匀撒布在已清理好的土质边坡上，播后最好用草席覆盖，并以竹片固定，既防雨水冲刷，又促进草籽发芽生长，同时可节省人力1/3，施工后两个月可成长20cm。对于不利于草类生长的土质，应在坡面先铺一层10-15cm的种植土，播种量控制在于20g/m2左右；当路堑边坡较陡或较高时，可通过试验采用草籽与含肥料的有机质浆混合，用喷播法将混合物喷射于坡面；采用行播时，首先在整好的坡地上开沟，深5-10cm，沟距离15cm，用等量的细土或沙子与种子拌匀撒入沟内。

　　（2）播种时间

　　应选在温度、湿度较大的季节播种，视各地具体情况而定。

　　3、播后管理

　　充分保持土壤温度是保证出苗的主要条件。播种后应立即进行第一次浇水，以浇透为原则，其后的养护根据天气情况每天或隔天喷水，幼苗长至3-6cm时可停止喷水，但要注意经常保持土壤湿润，同时注意视幼苗长势追施肥料。

　　（三）、铺草皮

　　作为稳定路基边坡技术的草皮铺设，由于选种困难，后续的养护费用相对较高，因而受到一定限制。但它与种草及其它草类植物等方法相比，最突出的优点是对制止土壤侵蚀可起到立竿见影的效果。特别是坡面冲刷比较严重，边坡较陡（可达60o）、径流速度大于0.6m/s的坡面。

　　草皮的常见方法主要有以下三种，即平铺法、竖铺法及网格式铺法，采用何种方法可根据具体坡面情况而定，见下表：

铺草皮的方法及适用范围程度

铺设方法坡度冲刷平铺边坡<1:1.5流速<1.2m/s竖铺平铺叠置边坡>1:1流速<1.2-1.8m/s垂直于坡面边坡1:1-1:1.5流速<1.2-1.8m/s斜交叠铺边坡<1:1流速1.2-1.8m/s网格式边坡<1:1.5______

　　铺草皮时应自下而上，并用竹木小桩（或新伐的柳木）将草皮钉在坡面上，使之稳定。草皮根部应随草切割，草块的厚度为5-10cm，坡面要预先整平，若土质太差则需铺一层约10-15cm的种植土，草皮应随挖随铺，注意相互贴紧。

　　铺草皮尽可能选取在春秋两季或雨季进行，不适在冰冻时期或在解冻时施工。路堑边坡铺草皮时，应铺过路堑顶部1m或铺至截水沟边。

　　四、植树护坡

　　植树保护边坡可适用于各种土质边坡和风化较严重的岩石边坡，边坡坡度不陡于1:1.5。在路基边坡上栽植低矮的地被植物（如，草、爬山虎等）在早期对防止表土侵蚀有良好的效果，但种植灌木及小乔木可提供更为长期并较少受到干扰的地面覆盖，它对稳定路基边坡的作用主要有几点：

　　1、作为防止曾经治理过的坡地重新出现坡面滑落的固坡措施，或防止已经发生滑坡坡地状况继续恶化。

　　2、成龄的灌木或小乔木，其分布面广的强壮根系能固定土壤，树木的叶子及其落下的枝叶的自然覆盖有助于截留坡面上的降雨。

　　3、在风沙和积雪地面，树木可防沙防雪，保护路基不受侵蚀，此外还可美化路容，调节气候，改善高等级公路的美化效果。

　　（一）树种的选择

　　用于路基边坡防护树种的选用必须能适应当地特殊的土壤条件和气候条件。理想的树种应耐密实，根系发达，枝叶茂盛的灌木及小乔木，如用于冲刷防护时宜选用生根很快的杨柳类或不怕水淹的灌木类，以获得最经济的绿化防护目的。选择树种时应考虑到以下方面：

　　第一，高等级公路路基边坡严禁种植大型乔木。因为直栽的高树在树坑附近根系扎得不深，易被风吹倒，其次是根系的延伸生长，会造成路基的破坏。

　　第二，其养护要求应耐粗放管理，对病虫害及各生长公害有抵抗力。

　　第三，大叶片的乔灌木以及需要修剪的树种不宜采用。

　　（二）技术要求

　　1、整地

　　对坡高低于8米的边坡，整地工作应沿着坡面等高线依次进行挖掘和修整形成一条条窄小的阶地，挖穴规格一般为60cmｘ60cm而且最好由下往上进行操作，这样不致于将整过的土堆至坡下，窄小的阶地可贮存水分，覆土后种植物材料，在每棵植株边挖一小坑，有助于将水分渗透至根区。或挖鱼鳞坑，其坑穴为半月形,上下两行成＂品＂字形交错排列。具体方法为：先将表土堆于坑的上方，生土堆于下方做成20~25cm、半圆形土埂，再将表土填入坑内，在上方左右两角各斜开一道引水沟以便引蓄雨水。坑的规格一般为60cmｘ100cm,坑间距2~3m。

　　2、植树时间

　　适宜的季节栽植苗木，可以保证栽后的成活率，从生物特性来说，春秋两季都是栽植适宜的时期，由于树种和技术措施的不同，种植季节和时间上也有所区别。干旱风沙地区的植苗和插条种植，应以春季为主。春季解冻后，土壤比较湿润，土壤的蒸发和植物的蒸腾作用也比较低，苗木根系的再生力旺盛，愈合发根快，种植后有利于苗木的成活生长。秋季，往往苗木干茎经较长时间的风沙侵袭、干旱和霜冻，容易干枯死亡，同时，在漫长的干寒季节中又易遭受虫害，不过秋季插条，只要能采取防止风蚀沙埋措施，反而比春季先生根利于成活、生长。

　　3、修剪整形

　　对所选用的苗木，栽植前应当进行一定程度的修剪整形，以保证苗木的成活。如裸根苗木，应对根部的断根、枯根、烂根、病虫根等进行短截，对树冠枝叶进行1/3~1/2的修剪；对带土球的苗木，可连带枝叶剪掉树冠的1/3~1/2，或在剪掉枯枝、病虫枝以后，将全树的每一个叶片都剪截1/2~1/3。

　　4、换土

　　对于根本不适宜树木生长的坚土、重粘土等，应实行客土栽植，土壤含盐量在0.7%以上时，必须采用改良盐碱地的措施，以促进树木健壮成长。

　　5、浇水、防护

　　种植后应立即浇水一次，并要浇透，半个月内再浇水2~3次。其后每周一次，视气候情况而定，直到植物成活为止。为了提高成活率，可在定根水中加入生长素，刺激新根的生长。如奈乙酸200ppm的浇灌液。浇水后注意检查树干四周是否有下沉或开裂，如有这种情况应及时加回填土踏实。在风口或较陡边坡上栽植时为防苗木倒伏、倾斜，应埋设支柱支撑。

　　6、栽植后必须对不同树种采取不同的管理、养护措施，如适时施肥、浇水、防止病虫害、补植等环节的工作。

　　五、结语

　　公路路基边坡的生物防护问题，我们主要讨论的是采用植物防护的基本防护措施。在2~3年，投资20万元左右的养护时间内，保证所栽成活、生长的基础上达到初步地防护绿化目的。众所周知，任何单一的绿化防护措施，实际上都是一种简单的群落结构，是一种退化的生态系统，因此我们力求通过人工的方式诱导，采取草、木本相结合使用的防护结构，加速植物的生长、演替，使绿化后的植物社会与相邻地区相互吻合，达到水土保育的功能，并溶入地域性生态休系的运作，达到生态绿化、防护的最终目的，从而减少昂贵的养护费用，争取到尽量大的环境和生态效益。