公路路基边坡的防护问题浅析

时间：2024-05-20

张西宁

青海省长业交通建设有限公司，青海西宁 811600

为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面叫边坡。路基防护是保证路基强度和稳定性的重要措施之一，防护的重点是路基边坡。如何选择适当的边坡保护形式以提高边坡稳定性，已成为我国公路建设急需解决的重要研究课题之一。

1 影响公路路基边坡稳定的因素

当边坡成型后，多会受到自然环境或人为环境的影响，导致边坡稳定性减低，造成崩塌破坏。边坡失稳的原因大致可以分为潜在影响因子和诱发影响因子两类。

1.1 潜在影响因子

1）地形因素。现今地形的呈现多是由自然或人为因素所造成，在地形的表现上包括坡高、坡宽、坡度及坡向等；

2）地质材料。边坡主要由单一或多种地质材料所组成，材料特性的优劣，将直接影响边坡的稳定性，地质材料的组成成分包括矿物的种类、组织、胶结状况、成岩时间等，其外在的表现则为岩性、土壤种类、力学强度及抗风化能力；

3）地质构造。地质构造是影响边坡稳定性最主要的因子之一。当岩体中存在不连续结构面如层面、节理、劈理、片理、剪裂带及断层等，会使岩体成为不连续或破碎的岩石，降低岩体强度或提高受风化的影响，而此不连续结构面的存在也轻易发展成破坏滑动面，提高边坡的不稳定性。

1.2 诱发影响因子

1）环境。由于环境因子涵盖范围较广，下面主要针对降雨、地下水、风化与侵蚀作用及地震等对边坡稳定性造成的影响，逐一加以介绍。降雨，水是造成边坡破坏的主要因素之一，由于降雨后易使地表材料软化降低强度，并增加孔隙水压，降低边坡稳定。有学者指出对自然边坡最不利的环境因素是持续性的暴雨，易造成坡面侵蚀与坍塌。同时，雨水通过渗透作用会促使地下水位升高，导致边坡失稳。地下水，地下水对边坡造成的不利影响包括：水压作用于垂直裂缝，产生水平推力，使得岩坡或土坡被推向下方；浮力作用于潜在滑动面之上，使得有效正应力减小，降低该面的摩擦力；对页状矿物，尤其是黏土矿物，产生润滑作用，使的抗滑动的能力降低；改变物理及化学性质，使得岩质、土质变坏，降低强度，使得边坡失稳。风化及侵蚀作用：边坡岩石风化后，强度大幅降低，易使护坡作用降低，导致侵蚀量增加，然后新鲜的岩层再次暴露，进一步被风化与侵蚀。地震，地震产生的地表加速度会使边坡下滑力增加，反抗力减小，同时地震释放的水平震波易使缺乏反抗横向剪力作用的边坡发生破坏。

2）人为。因人为活动造成边坡失稳的影响因素称为人为因子，如道路开挖、山坡地开发、爆破、采矿及开垦等。山坡地不当开发，不当加载，坡脚不当开挖，边坡防护不当都将会直接影响边坡的稳定性。

2 边坡失稳防护形式

2.1 植物防护

采用植物防护，增加植被面积，减少地表径流，可从根本上减少路基的水土流失。植物覆盖对于地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量，庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，还可稳定地表土层。而没有植被覆盖的地方，降水量全部落在地表面，形成径流，造成水土侵蚀和冲刷。植被的根系能与土层密切地结合，根系与根系的盘根错节，使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层，从而有效地稳定土层，固定沟坡，阻挡冲刷和塌陷，有机械的防护作用。

2.2 框格防护

框格防护多用于路基下边坡，是一种辅助性的防护措施，除具有对路基边坡的一定防护作用外，还有对路容的美化效果，尤其在互通立交范围内边坡应用最多，近年来人们越来越重视公路对环境的影响，重视路容美化，因此往往采用这种防护形式。

2.3 护坡

在稳定的边坡上铺砌（浆砌或干砌）片石、块石或混凝土预制块等材料以防止地表径流或坡面水流对边坡的冲刷称之为护坡。铺砌方式一般采用浆砌，冲刷轻微时，可采用干砌。

位于河滩或滞洪区内的路基，往往处于洪水的直接威胁之下，因此必须采用护坡防护措施，防护高度应至少在路基设计洪水位加浪高、壅水高及0.5m安全值以上。另外，当路基沿溪，路基边坡侵占河道时，也要采取护坡防护措施。

2.4 封面

在施工喷射混凝土防护前，坡面不应有风化碎渣、风化土层，全风化岩石不宜采用喷射混凝土防护措施，为防止喷射混凝土硬化收缩产生裂缝或剥落，加设防裂金属网或高强聚合物土工格栅是必要的。当岩体具有沿倾向路面的岩层顺层滑动的潜在危险时还应采取加抗剪锚杆的锚固措施。

2.5 护面墙

在我国山区高等级公路的防护设施中，护面墙是上边坡采用较多的防护形式，而且多是实体护面墙，一般根据边坡的高度、岩石的风化程度及岩土的工程地质特性采取半防护或全防护措施。在半防护措施中，有时采用坡脚护面墙，由于路堑的开挖，改变了空气的流向，在路堑内形成旋转气流，雨雪天气，该气流携带着雨雪对坡脚的冲刷破坏能力最大，同时汽车高速行驶溅起的雨雪水也直接冲刷坡脚。自然降水自坡顶沿坡面向下流，流至坡脚时，速度最大，冲刷最严重，因此在坡脚处设置矮墙是最起码的防护措施。从另一方面讲，在坡脚设置护面墙还起到诱导行车视线的作用。对于土质边坡，技术、经济条件允许时，还可以搞绿化，种植一些藤本植物，美化环境。