市政道路边坡生态防护设计研究.doc

市政道路边坡生态防护设计研究 靳挺杰1，彭茹2 （1.济南城建设计研究院有限责任公司山东济南250031； 2.济南城建集团有限公司山东济南250031） 【摘要】在市政道路设计中，对道路景观设计有着较高的要求，边坡生态防护也是市政道路设计中的一个发展方向，本文论述了常见的生态边坡防护形式，本文从根系力学角度入手分析了市政道路边坡生态防护设计理论基础。 关键词市政道路；边坡；生态防护 Designofmunicipalroadslopeecologicalprotection JinTing-jie1，PengRu2 （1.JinanUrbanConstructionDesignandResearchInstituteCo.，LtdJinanShandong250031； 2.JinanUrbanConstructionGroupCo.，LtdJinanShandong250031） 【Abstract】Inthemunicipalroaddesign，roadlandscapedesignhavehigherrequirements，slopeecologicalprotectionisamunicipalroaddesigndevelopment，thispaperdiscussesthemonformsofecologicalslopeprotection，thispaperanalyzesstartfromtheperspectiveofthemunicipalrootsmechanicsroadslopeecologicalprotectiondesignrationale. 【Keywords】Municipalroads；Slope；Ecologicalprotection 1.城市道路边坡生态防护技术优势分析 （1）在市政道路设计中，传统的边坡防护加固技术主要是采用灰浆等进行抹面，或者采用喷浆、喷混凝土，进行浆砌片石护墙、锚喷网护坡等措施，不仅对水土保持、环境绿化和城市美观也会产生不利影响，而且随着边坡防护工程使用年限的增长，会导致岩石风化、混凝土老化、钢筋腐蚀，边坡防护结构的会不断强度降低，后期的维护成本也会随之升高，并容易由于工程结构易被架空出现滑坡事故。 （2）生态防护技术正是在基于对环境保护和城市美观的需求而出现的，边坡生态防护技术能够弥补传统防护工程护坡存在的不足，同时也能够满足人们对环境保护和良好市容的要求。边坡生态防护技术涵盖了生态工程学、工程力学、植物学、水力学等多种学科，能够有效的将活性植被材料和其他工程材料在边坡防护工程中有效的结合在一起，从而形成具有一定生态功能的护坡系统，通过小生态系统的自我支撑、自组织、与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复，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。 2.市政道路边坡生态防护设计理论基础 在市政道路边坡生态防护中主要依靠的是坡面植物的地下根系及地上茎叶对土体结构的保护作用，从其防护原理上分析主要是根系的力学效应和植被的水文效应两方面共同发挥作用，本文主要就是从生态防护当中指标的根系作用入手来分析其具有的防护优势。 2.1无根系土与含根系土的抗剪强度试验。 市政道路边坡在正常受力状态下，受剪应力作用而发生结构失稳的现象较多，为了对边坡生态防护中边坡表层土的抗剪强度有较直观的认识，本文分别对含根系土与无根系土进行抗剪强度试验。施加荷载为50KPa、150KPa时，无根系土的抗剪强度分别为31.1KPa、42.5KPa，含根系土的抗剪强度分别为50KPa、64.8KPa，通过试验结果可以看出相比于无根系土，含根系总体上抗剪强度得到了大大的提高了。分析其原因一方面在于根系的加入，使得土体之间的相互粘结度增加，增强了土壤的摩擦力，从而保证了土的粘结力。 2.2含根系土壤工程性质的研究。 为了反映无根系土与含根系土在土壤工程性质方面的存在的差异性变化，在对土体进行抗剪试验的过程中，也实际分析了土样在各级荷载下与之对应的下沉量，施加荷载为50KPa、150KPa时，无根系土的沉降量分别为0.25mm、0.79mm，含根系土的抗剪强度分别为0.22mm、0.49mm，通过沉降量分析可以发现，含根系土沉降量要明显小于无根系土的沉降量，含根系土的工程性质优于无根系土。 2.3土壤抗冲刷试验。 雨水的长期冲刷作用是导致边坡结构破坏失稳的一个重要原因，在市政道路生态边坡防护技术中，植被的根系提高边坡的抗冲刷性的关键和核心内容，也是植被护坡的根本所在。目前国内针对这方面的试验研究，许多科研院所和高等院校的专家和学者进行了大量这方面的试验工作。在一定程度上通过实验主要表明了植物根系在提高土壤抗冲刷能力起一定的作用，同时也定量分析加入植物根系后，土壤在抗冲刷能力方面的提高的程度。本文进行了抗冲刷试验，来实际分析边坡生态防护在抗冲刷作用方面的优势。当土壤中含根量为55%时，土壤流失量为76%；当土壤中含根量为61%时，土壤流失量为62%；当土壤中含根量为67%时，土壤流失量为47%。通过以上试验数据，明显可以看出，植物根系在不同情况下对土壤的抗冲刷性能都有所明显的提高。同时又表明植物根系对土壤的抗冲刷性能的提高又与边坡的坡度、土壤含根量、土质情况等诸多因素有关。 3.市政道路边坡生态防护具体应用技术 （1）种草护坡。在市政道路边坡生态防护设计中种草防护是一种较为常见的形式，其主要适用于坡度较缓的土质边坡防护当中，选用的草种要易于成活，同时要具有发达的根系，成草之后高度不宜过高，要能够达到枝叶茂盛的状态，多采用对年生草种。可以采用人工植草和湿法喷播的方式进行植草。 （2）铺草皮防护。在边坡的坡度较陡和受冲刷较为严重的边坡位置可以进行铺草皮护坡。草皮铺砌形式有平铺、水平叠铺、垂直叠铺、斜交叠铺及网格式等。 （3）植树护坡。植树护坡要求边坡的坡度要相对缓和，主要是设置在边坡外边缘的河岸及漫滩处。植树护坡能够很好的起到加固边坡、防止和减缓水流的冲刷。同时树林能够为城市防沙、调节气候、美化路容等带来显著的效益。植树品种多选用根系发达、枝叶茂盛、生长迅速的低矮灌木为主。 （4）液压喷播植草护坡。液压喷播植草护坡，是近几十年发展起来的一种新的边坡生态防护技术，其防护过程是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按照提前设计好的配合比例在拌和箱内加入一定量的水之后进行拌和，使其相互混合均匀，之后通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。 （5）土工网植草护坡。土工网植草护坡是近几年在市政道路边坡防护中发展起来的，包含了边坡加固和植物防护两方面的内容，在土工网植草防护中首先采用土工网对边坡进行加固，同时能够起到部分抗冲刷作用，能够保持土壤稳定，利于草籽的发芽和生长，待植草生长以后，边坡会被草皮完全覆盖，发挥其生态防护的作用，该种边坡防护方法的有效时间长，兼顾防护和绿化作用，施工简单，利用在市政道路边坡防护设计中推广应用。 （6）蜂巢式网格植草护坡。蜂巢式网格植草护坡，是在干砌片石护坡的边坡防护技术基础之上发展而来的。通过在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖而形成蜂巢