浅谈公路路基边坡病害的分析与防护
2011-12-22 来源：作者：徐陈伟 来源：中国鸣网
一、引言
众所周知，路基边坡是公路工程的重要组成部分，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。随着我国公路建设的飞速发展、公路修建等级的提高，出现了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。边坡防护已成为公路设计的重要内容之一。
二、路基边坡主要病害分析
2.1路基边坡的常见病害
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；边坡防护形式不当，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。
l.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：急流糟位置或间距设置不当；边坡压实度不足；防护形式不当（多为分散排水时）；边坡土质不良等因素。
3.防护体滑落
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；糟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，水流急；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。
2.2特殊路基的边坡病害
超过规定范围的高填或深挖路基以及地质和水文件等条件特殊的特殊路基（例如黄土、膨胀土、盐渍土等），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，下面仅就三种常见特殊路基的边坡病害进行分析：
1.黄土路基边坡
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：（1）剥落，（2）冲刷，（3）滑坍，（4）崩坍，（5）泥流等。
2.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士。问时还具有多裂隙性，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与滑坡。其路堑边坡的常见病害有：（l）剥落，（1）冲蚀，（3）泥流，（4）溜塌，（5）坍滑，（6）滑坡。
3.盐渍土路基边坡
地表l米内易溶盐含量超过0.3％时即属盐渍土。易溶盐类主要有NaCl，NaSO4，NaCO3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：（1）溶蚀，（2）盐胀，（3）冻胀，（4）翻浆。
三、路基边坡防护类型
根据边坡防护的使用性质大致可分为两类：坡面防护和冲刷防护。坡面防护包括植物防护与灰浆防护两类。冲刷防护可分为直接和间接两种，直接防护是指在坡面加铺护面墙、混凝土板、或采用砌石护坡以及土工织物护面等，亦包括浸水防护；间接防护则指沿河路堤修筑调治构造物和对河道进行整治。
根据边坡防护方法可以分为：植物防护、圬工防护与综合防护三类。
1.植物防护
植物防护在稳定边坡的同时，可以保护和恢复生态环境，在选择防护类型时，宜采用植物防护的边坡应优先采用植物防护。植物防护主要有以下几种方式：
（1）种草；
（2）植树；
（3）铺草皮。
2.圬工防护
圬工防护效果较好，只要设计合理，施工认真，其稳定风化岩石边坡的效果明显，防治了岩石的进一步风化、碎落；但造价较高，而且不如植物防护视觉效果好，从环境保护的角度来看，应尽量避免使用该种防护形式。圬工防护主要有以下几种方式：
（1）护面墙；
（2）浆砌片石、块石、混凝土预制块；
（3）喷浆、抹墙、捶面、勾缝、灌缝；
（4）导混构造物。
3.综合防护
综合防护可将植物防护和圬工防护很好结合起来，汲取两者的优点，既可以美化公路景观，又能起到保护环境和稳定路基的作用。是一种应用非常广泛的防护形式。综合防护主要有以下几种方式：
（1）混凝土网络中空植草；
（2）土工合成材料种草；
（3）植物、圬工材料种草。
四、路基边坡防护设计原则
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，力求边坡防护达到“恢复自然，绿色通道，生态防护，水土保持，经济美观”等要求。
l.选择防护类型时，要充分了解地形、地质、气候条件及防护效果，应选经济性好且施工方便的防护类型。
2.对受自然因素作用易产生破坏的边坡坡面，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，选用适宜的边坡肪护措施。
3.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问素的路堑边坡，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、抗滑挡培、抗滑桩等。
4.防护类型的选择应在初步设计，施工图设计，施工三个阶段进付反复论证，应遵循“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合”的方针。
5.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。
6.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，选定的防护方案应适合各自条件，为方便施工，防护类型不宣太零碎。
7.护坡类型应优先考虑采用植物护坡，当土质不适和植物生长及难以保证边坡稳定时，可采用土壤改良或圬工防护。选择植物物种时，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。
8.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。
五、结语
国外较早地开展了路基边坡防护方面的研究，而且也较早地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、加拿大、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。
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。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。因此，路基边坡防护应根据公路等级、降雨强度、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，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。
