高等级公路边坡防护的探讨.docx
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高等级公路边坡防护的探讨
第10期北方交通・25-
高等级公路边坡防护的探讨
霍德峰
（辽宁省公路勘测设计公司,沈阳110005
摘要分析了影响路基边坡稳定的因素和边坡的侵蚀机理,提出了边坡防护的类型、特点及进行边坡防护设计的注意事项。
关键词高等级公路路基边坡防护
1前言
防护工程是公路建设的重要组成部分,是防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观及保护生态平衡的重要措施。
如何保持高等级公路边坡的稳定,采取何种技术措施对边坡进行防护,越来越受到公路设计与管理人员的重视。
2影响边坡稳定的因素
影响边坡稳定的因素很多,总体可分为两大类,即:
自然因素和人为因素。
（1自然因素
影响边坡稳定的自然因素包括地质、地形、气候和水文条件等四个方面。
（2人为因素
影响边坡稳定的人为因素有设计因素、施工因素和养护管理因索。
3边坡侵蚀机理
通过对边坡力学特性研究,得出以下结论:
公路边坡由于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、除草系数的函数。
由于坡角增大,一方面使势能向动能的转化加快,另一方面确实是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。
推出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式:
V=KxLo.珊×c060-蛳也x3ino30”a×n’o㈣×80’“
式中的K为系数,L为坡长,Ⅸ为边坡坡脚,11为边坡坡面的粗糙系数,8为产流降雨强度。
通过对比式的数学处理得到边坡坡面流速的临界角为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脚,这个坡脚大约在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颗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
由影响边坡稳定的因素看出,要想保持高等级公路的边坡稳定,必须在设计阶段引起重视,做好边坡设计。
在高等级公路边坡的防护设计中,应遵循“因地制宜、就地取材、经济适用、照顾景观”的原则。
因地制宜,就是要结合实际地形、地质条件、确定防护方法;就地取材,就是尽量利用在当地适合植物生长的土质路段,优先选用植物防护;经济适用,就是要力求节省工程费用和其它开支,既要少花钱多办事,又要经济耐用和养护工作量小;照顾景观,就是不但要能保护边坡,而且还应力求适合当地环境的美观。
总之,应充分考虑路线所经地区的地质、气候等情况,综合分析比较选择合适的防护类型。
4.1边坡的生物防护
对于高等级公路开挖的边坡,传统的实体护坡或挂网喷混凝土防护。
虽然能起到防风化碎落的作用,但无法恢复原山坡的植被系统,无法形成优美的公路景观。
不符合国家建设“绿色通道”的要求。
为有效地保护和美化环境.应在边坡绿色防护方面下功夫,优先使用生物防护。
高等级公路的生物防护有多种形式。
在运用时要根据实际情况,因地制宜,灵活掌握,下面介绍几种生物防护的方法。
万方数据
・26・北方交通2007
（1灌木护坡:
在边坡栽植一种灌木或多种灌木混栽,灌木群落可以有效地稳固边坡,防止水土流失。
如许多地方栽植紫穗槐保护边坡。
（2草坪及地被植物护坡:
在边坡种植各种草坪或其它地被植物,从而达到防护的目的。
近年来我国的公路工作者做了很多研究,如湿式喷播技术、客土喷播技术、挂网植草等。
各种冷季型草坪、暖季型草坪、白刺、地锦、紫花苜蓿等地放植物均可起到很好的防护作用。
（3草灌混栽护坡:
草灌混栽护坡较单纯灌木护坡或单纯草坪护坡有许多优点。
灌木护坡由于灌木生长初期生长缓慢,快速覆盖地表能力较差,往往不能很好地起到拦蓄坡面地表径流.减轻侵蚀的作用。
单纯采用草坪护坡.因草本植物生长年限较灌木短,持久护坡能力较差。
采用草灌混栽护坡则可取长补短,兼具两种方式的优点。
弥补两种方式的缺点,是较理想的生物护坡方式。
（4乔灌结合护坡:
在一些特殊路段可采取乔木、灌木混栽的方式护坡,如在山区的一些路段坡面较长,坡度很陡,水土流失严重,而且容易发生滑坡、塌方等自然灾害。
在这些地段的边坡采取乔灌结合护坡,可以最大限度地发挥植物的护坡作用,防止水土流失,减少滑坡、塌方等自然灾害对公路的破坏。
4.2菱形、矩形网格护坡
菱形、矩形网格护坡可预制安装也可用水泥混凝土现浇和石砌。
工艺简单,网格内可植草。
但只适用于填挖方土质边坡,且园单层铺砌厚度单薄,所以断面尺寸小、结构不稳定。
不适用于高填深挖边坡。
’
4.3六角空心砖护坡
六角空心砖护坡是用水泥混凝土预制安装的一种边坡防护形式。
施工工艺简单,空洞内可填土绿化,有一定观赏价值。
但自重大、费用高,且还会阻碍边坡水的排出,对边坡稳定不利,要慎重选用。
4.4喷射混凝土护坡
对一些较高的风化岩石边坡,采用喷射混凝土作护坡可阻止风化。
且重量轻、施工设备简单。
但费用较高,厚度难以控制,对景观有一定影响,应尽量少采用。
4.5叠挟护坡
叠拱护坡一般用浆砌片石或片石混凝土做肋,用水泥预制混凝土块做成拱形窗台,坡面水从肋上排出,进人排水边沟,空心部分可植草,该防护方法是一种较理想的防护形式。
适用于挖方或填方及高填深挖土质边坡,填方路基可不设拦水带,路面水可直接排人叠拱护坡。
4.6三维固土网垫结合植被护坡
三维固土网垫结合植被护坡方法是近几年发展起来的一种边坡防护形式。
与以往边坡防护形式如砌石、预制块、单一植被相比较,具有施工方便、工期较短、造价低廉、护坡效果好等优点,可在短时间内绿化、美化边坡,使公路与周围环境景观融为一体,并有利于后期养护管理。
三维固土网垫结合植被护坡方法施工简便,劳动强度小,效率高,每人每天可施工100—150m2,同时大大降低了工程造价,其造价仅是3mx3m浆砌片石骨架防护方法的50%,是预制块防护方法的40%,是浆砌片石全坡面防护方法的30%。
5边坡防护设计注意事项
（1护坡方法应优先考虑采用植物防护,当土质不易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。
（2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。
（3在不良的气候和水文条件下,对粉砂和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。
（4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。
（5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、落实防治等方案。
（6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,使用时应充分分析。
（7对于水流、波浪、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
万方数据
第10期北方交通‘27’
橡胶改性沥青加铺应力吸收层技术研究
朱箫迪马文涛
（辽宁省交通科学研究院,沈阳110015（沈用三鑫集团有限公司,沈阳110148
孙忠金
（中国民航机场建设集团公司东北分公司,沈阳.110043
摘要丰刚性材料的反射裂缝问题是不可避免的。
采用橡胶粉改性沥青应力吸收层技术,能够很好地解凌半刚・}生基层裂缝反射和雨水下渗的问题。
从材料、施工和检测等方面对橡
胶粉改性沥青应力吸收层技术进行了研究。
关键词反射裂缝橡胶改性沥青应力吸收层
1前言
半刚性基层由于其强度高、刚度大,在我国公路建设中得到了大力推广应用。
但由于其干缩性大,容易产生干缩裂缝。
这种裂缝很快就反射到沥青面层,使得沥青路面过早地出现了裂缝。
雨水通过裂缝不断渗入到基层当中,侵蚀基层,造成结构性的破坏。
传统热拌和沥青罩面6个月后,反射裂缝就要上来,而且每年以2.5em的速度向上反射。
在基层和面层之间加铺一层应力吸收层,能很好地推迟反射裂缝的全面发生,有效减缓反射裂缝的出现。
同时由于应力吸收层具有良好的弹性恢复性能,能很好地保护道路的基层免受水的侵害,延长了道路的使用寿命。
应力吸收层作为结构层的一个中间层,其厚度很薄.仅为2.5em。
因此,对其材料的性能有着很高的要求,其结合料必须具有高弹性、良好的高低温性能,沥青混凝土中的沥青结合料含量高。
采用橡胶改性沥青应力吸收层,即能够有效解决半刚性基层的反射裂缝,同时能够有效利用废旧橡胶轮胎。
化废为宝,既保护环境,又节约资金。
2应力吸收层材料
2.1集料
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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。
（8边坡防护应遵循“安全、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,力求边坡的美观。
6结语
公路边坡稳定是保证其正常使用的前提条件,因此.一定要重视边坡的防护和加固工作。
边坡的防护类型很多,这里仅介绍了几种最常用的防护类型及边坡防护设计应注意的问题。
进行边坡防护设计要重视前期勘察工作,尽量将地质、气候、水文等情况掌握详细,为设计提供准确的第一手资料,经技术经济比较后,设计出结构合理、安全可靠、经济适用、施工方便、工艺简单、造价低的防护工程。
ApproachtoProtectionofSlopeofHigh—TypeHighwayAbstractThepaper∞abs∞factorsaffectingthestability0fsubgradeslopeanderosion
mechanismtoit-Itputsforwardthetypesandfeaturesofslopeprotection8awellasthepointsfor
attentiontoprotectiondesign・KeywordsHi曲一typehighwaySlopeofsubgradeProtection
万方数据
高等级公路边坡防护的探讨
作者:
霍德峰,HuoDefeng
作者单位:
辽宁省公路勘测设计公司,沈阳,110005
刊名:
北方交通
英文刊名:
NORTHERNCOMMUNICATIONS
年,卷（期:
2007,""（10
被引用次数:
3次
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随着我国国民经济建设和公路交通事业的快速发展,公路等级越来越高,其通车里程越来越长.随之出现的是公路施工中的高大边坡的数量增多、规模扩大.
3.期刊论文张富山浅谈高等级公路路基边坡的损坏形式及防治-中国科技博览2009,""（3
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介绍了路基边坡损坏形成及特点和影响路基边坡稳定的主要因素,并提出加固措施.
5.学位论文杨惠林黄土地区路基边坡生态防护技术研究2006
随着我国经济发展进入一个新的阶段,生态破坏和环境污染已经成为重大的社会问题。
生态环境保护的理念逐渐得到普及,并受到重视。
近年来
由于高等级公路的大规模建设,经常需要开挖大量边坡。
边坡的开挖破坏了原有的植被覆盖层,导致出现大量的次生裸地以及严重的水土流失现象
加剧了生态系统的退化。
这种现象在我国北方的干旱地区尤为明显。
公路工程建设者受到来自生态环境保护方面的压力越来越大,如何快速恢复开挖边坡的生态环境并实现坡面的植被保护是一个亟需研究和解决的问题。
针对保护生态环境、提高公路旅行的舒适度、改善和弥补工程护坡方法的不足、以及解决北方干旱地区植物在边坡存活与附着技术难题上的迫切需求,本文就黄土地区路基边坡的生态防护技术进行了系统研究。
本文主要从干旱地区湿陷性黄土边坡病害类型和产生机理;干旱地区湿陷性黄土路基边坡防护形式的综合评价分析;复合型植物防护结构形式等三个方面进行研究。
研究过程直接针对当前湿陷性黄土地区公路工程中出现的路基路面病害,依托甘肃省的兰临、兰海、白兰、巉柳、尹中等几条高速公路建设,结合已建的多条湿陷性黄土地区公路实际情况,总结和借鉴湿陷性黄土地区和其他一些地区在该方面的最新研究成果和经验。
研究借助大量的室内外试验,分析和探求了各种病害产生的原因和机理,并对各种病害提出了切实可行的防治措施,最终形成了一套关于湿陷性黄土地区公路路基路面病害防治的较为系统的理论与方法,为湿陷性黄土地区的公路黄土边坡病害防治工作建立了理论依据。
同时,研究中提出的病害处治措施,能直接为该类地区公路工程中采用或作为参考。
通过研究得到以下主要结论:
（1在湿陷性黄土地区,植被护坡作为一种柔性,开放式的防护措施很好地克服了刚性护坡措施的不足;（2对黄土边坡实施植物防护措施时,土工格室与植草相结合的复合式边坡防护措施能有效保障草种和幼苗免受暴雨冲刷;（3提出了土工格室+植物复合型护坡设计型式:
土工格室植草护坡设计与生态挡墙设计,给出了格室-种植土体系的安全系数计算采用公式,及施工工序;（4提出了生态挡墙设计类型:
路肩式挡墙与路堤式挡墙,给出了相关设计计算方法及施工工序;（5生态挡墙现场测试成果证明,若墙身不发生水平位移,则在挡墙设计中,将墙背侧向土压力简化为理论计算中的梯形分布是合理的;（6通过数值仿真对土工格室植草护坡受力性状及土工格室生态挡墙的破坏机理进行了系统分析。
研究成果对于加快湿陷性黄土地区高等级公路的建设速度,提高工程的质量,节约基本建设投资,促进湿陷性黄土地区高等级公路的发展具有重大的现实意义和长远意义。
6.期刊论文李娴高等级公路路基边坡防护措施探讨-山西建筑2003,29（5
介绍了高等级公路路基边坡防护的现状,分析了黄土路堑边坡防护与加固存在的问题,根据此,对其防护与加固做了初步探讨,提出了相应的防护措施.
7.学位论文武鹤寒区公路土质路堑边坡稳定性分析与技术措施研究2008
由于气候等原因,我省已建高等级公路路基边坡经常出现坡面冲蚀、浅层滑塌、防护工程损坏、滑落等病害,不仅直接影响公路的整体使用功能和环境协调,而且大大增加后期养护、维修的难度与费用。
因地域和经济发展条件的局限,同国内其它地区一样,相关研究总体上比较匮乏,防护技术依据不足、缺乏地区性的典型防护模式、植物品种选择和路堑边坡坡度的确定有随意性等问题依然存在。
本文调查总结了我省高等级公路土质路基边坡主要防护型式、使用现状,分析了边坡病害的主要表现形式及其影响因素,在系统观测和室内外试验的基础上,对土质路基边坡冻融滑塌损坏、冲刷临界坡度等进行了深入分析。
指出了冻融滑塌各影响因素的作用方式,确认了在常用路基坡度范围内（1:
1~1:
2,边坡冻融滑塌的关键影响因素不是坡度而是抗剪强度。
在可能的路基坡度范围内,减缓坡度不能避免冻融滑塌的发生,同时分析结果表明坡面圬工附加荷载对边坡滑塌稳定性有明显的影响。
提出了冻融滑塌稳定性验算公式,所提出的公式可用于各因素的定量分析判断。
本文对我省不同自然区划的降雨强度进行了划分,利用力学法对边坡冲刷临界坡度进行了分析,由于1:
1的坡度处于临界坡度范围内,受雨水冲刷的影响严重,应予避开或加强冲刷防护设计,并通过试验提出了推荐的防护型式及施工工艺。
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9.学位论文曲元梅公路路基缺陷加固技术的应用研究2006
路基防护与加固工程,是防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观和生态平衡的重要设施。
近几年来高等级公路进入了蓬勃发展的阶段,但国内修建高等级公路的技术水平、经验有限,在已通车或正在建设中的高等级公路上由于各种因素的影响,或多或少都存在着病害,它直接影响着高等级公路的质量或正常运营。
目前对高等级公路路基、路面、通道等病害的处理方法并不多,多数是沿用低等级公路的养护经验、设备、方法,不能满足高等级公路的要求。
因此,对公路路基缺陷加固新技术的应用研究和进一步完善,是当前一项重要任务。
本文从对公路路基常见病害的种类及成因的分析入手,主要对高填路.堤下沉病害处理技术,特殊路基（岩溶塌陷、软土路基病害加固技术,及路基边坡病害处理技术的应用进行研究。
高填路堤加固中分别结合采用化学灌浆成功处治广西南北高速公路KO+000~K64+900部分路段路基下沉实例,从灌浆的基本原理、设计方案、施工要点等方面阐述化学灌浆法在路基下沉处理中的应用;又结合粒状浆液压力灌浆法处理省道103线仲宫至柳埠段19k+500（台背回填段路基沉陷病害,省道103线仲宫至柳埠段29k+300（柳埠桥南处路基沉陷病害实例,进一步论述了压力灌浆技术在路基因压实不足、地基软弱和填料不合理等造成的路基下沉处理中的推广应用。
通过实例分析论证,得出注浆技术避免了传统的路基病害处理方法需中断交通后大开挖,重新换填施工这种方法既造成经济上极大浪费,且处理质量难以保证,而且造成了不良社会影响的缺陷。
因此,推广注浆法的研究成果具有显著的社会效益和经济效益。
特殊路基病害处理中主要阐述了托底灌浆这种新技术在岩溶塌陷病害中的应用。
通过结合国道309线章丘段岩溶路基塌陷情况,进行了岩溶塌陷的机
理分析,提出了应用托底灌浆新技术加固地基的合理方案,并在现场进行了试验,总结出了托底灌浆技术的工艺参数、施工流程以及质量检测手辟。
用该技术加固路基获得了成功,其成果可以用于其他类似工程,将获得巨大的经济效益和社会效益。
软土路基加固主要结合成渝高等级公路k95+105~k95+280段路基加固实例,阐述了粉喷桩技术处理路基基础的实验研究、设计、施工及效果分析等,证实了粉喷桩技术是高等级公路软基加固中的一种快速、合理、行之有效的方法。
路基边坡支挡加固技术中结合济南高速外环南线25k+490处路基边坡病害,从锚杆加固原理、种类、设计计算、施工与试验监测技术等方面论述了锚杆和混凝土格梁联合加固技术的应用。
又结合省道327线锦绣川水库大坝下游段加固实例得出:
预应力锚杆与混凝土格梁联合治理边坡病害,利用锚杆或锚索提供锚固力,格梁进行坡面防护,一般与公路环境美化结合,使护坡达到既美观又安全的良好效果。
这种技术在高陡边坡软弱地基边坡加固中可以广泛采用。
抗滑桩、锚杆（又称有锚抗滑桩联合加固技术,仍结合济南高速外环南线25k+490处病害加固为实例,对此技术的设计计算、施工、质量控制等方面进行应用研究。
抗滑桩与预应力锚杆联合加固路基病害,实现优势互补。
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上世纪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,很多路段出现路基垮塌,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%,造成了巨大经济损失和不良社会影响.进入21世纪以来,我们贵州省的高等级公路边坡防护做了许多实验性尝试,采用了多种防护修建技术,基本达到了预期防护效果.
引证文献（3条
1.周星边坡防护加固技术在山区公路中的运用[期刊论文]-四川建材2009（3
2.吴斌.乐建平.方诗圣.杨旭升山区公路边坡防护加固技术[期刊论文]-安徽建筑工业学院学报（自然科学版2008（3
3.党福江.张富.高国胜.杜学礼巢形装配式混凝土生态护坡构件设计[期刊论文]-中国水土保持2008（5
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