陈传明（安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽合肥230051）

植物纤维毯生态型护坡在安徽省高速公路上的应用研究

陈传明（安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽合肥230051）

“十二五”期间，全国高速公路投资高涨。截至2015年，高速公路通车里程达12.3万km，已连续四年蝉连世界第一，较2010年的7.41万km新增通车里程4.9万km，高速公路的加速建设为国家经济社会发展发挥了重要支撑作用，但同时也给沿线生态环境带来了较大的影响。高速公路建设中在原地面上进行路基填筑或路堑开挖，会新增大量裸露的边坡，成为影响路域沿线生态环境的主要因子。因此，好的公路边坡防护选型与设计，既能起到保护路基边坡的工程效果，又能与生态补偿、周边环境相结合，给人以舒适、愉悦的行车享受。因此，很有必要结合地域环境开展行之有效地高速公路边坡防护的深化研究。

道路工程；植物草毯；生态护坡；应用研究

引言

高速公路边坡的防护形式多种多样，建设起步阶段，建设者们大多注重防护强度，采用浆砌片石及混凝土满护、镂空混凝土护坡等圬工防护。此类护坡工程建成后虽然保证了工程安全、减少了水土流失，但却未考虑护坡工程与周边环境的协调性与工程本体的生态功能性。由于硬化边坡渗透性能差，日久天长汇集的水流对坡面底口造成严重冲刷，加之边坡景观与周边环境格格不入，生态和景观效果极差。

随着高速公路建设标准的提高，建设者们对环境的认知及保护意识逐步增强，除了考虑保证边坡安全性、稳定性外，边坡环境保护与恢复，以及文化景观等元素的植入，成为逐渐关注的重点。尤其是近年来绿色发展战略、绿色公路建设模型的提出，现代公路边坡防护技术愈加引起业内研究者的重视，新型边坡结构设计研究不断深入，生态护坡技术开始被业界广泛接受，并逐步推广到新建高速公路建设中。

1 公路边坡与防护结构

1.1 边坡形式

随着公路建设区域向山区、重丘区推进，公路边坡形式也呈现多样化。从公路建设的相对位置与填挖方式上划分，主要有挖方边坡（也称上边坡或路堑边坡）和填方边坡（也称下边坡或路堤边坡）等；从地质构造上划分为，主要有土质边坡、石质边坡和土石混填边坡等；从坡面竖向高度上划分，主要有低边坡、中边坡、高边坡等。

1.2 边坡的破坏

公路建设中总期望设计成较低、较缓、较稳定的边坡形式，但边坡工程实践常受到多因素制约而难以做到，故形成了丰富多样的公路边坡形式。公路边坡形式的不同，带来其自身稳定性存在很大差异，发生破坏时的特征也有所不同，一般主要表现为边坡冲刷（沟）、崩（滑）坍两大类。

1.3 边坡防护结构

公路边坡防护结构按工艺与材料组成，可划分为工程圬工防护、生态植被防护、工程+生态组合防护三种形式，其中工程圬工防护又可以按材料性质进一步划分。

2 植物纤维毯护坡技术

2.1 植物纤维毯护坡的应用价值

植物纤维毯护坡是近十多年来国内外开发的一种集稳固坡面、植物防护和生态景观于一体的复合型边坡植物防护措施。植物纤维毯是以水稻、小麦、玉米等的秸秆或棕、椰、麻纤维等为框架基底，连同营养剂、优质灌草种籽、定型网、专用纸等多种材料，利用专业机械编织生产加工，形成的一种生态护坡材料。其具有以下几个主要功能特点：

（1）抗侵蚀：近自然植物枯落层保护表土层，抗冲刷能力强，防止地表侵蚀，防止尘土散逸；

（2）保水保墒：植物纤维特有的恒温保湿功能，防护效果良好，保持土壤墒情，提高出苗率；

（3）提供养分：纤维毯中添加了肥料、保水剂等材料，为种苗植物生根发芽提供了基础条件和保障，而且毯体本身降解后也可提供生物养分；

（4）施工效率高：纤维毯因其上述特性，施工受季节限制较小，施工工艺较为简单，施工的速度较快，一个专业队伍每天可施工数万平米；

（5）综合性价比高：后期养护成本极低，适合粗放式管理。

经过试验段工程实践比对，相同植被建植时间下，采用植物纤维毯护坡措施的水土保持效果最佳。这是因为，植物纤维毯具有较好的吸水性能，降雨时植物纤维材料能够在吸收一定的水分，同时这种仿生枯落物层覆盖于表土，能起到较好的截留作用，减缓雨水对坡面表土的冲刷力度；其次，铺设植物纤维毯可以增加坡面粗糙度，滞减坡面径流的速度，加大土体的迁移阻力，进而提高了坡面上的表土对冲刷、滑移的抵抗力；再次，采用植物纤维毯生态护坡的边坡植被成活率高、长势旺，其植被冠层及地下根系通过蒸腾、渗透、截留等作用，可以截留降雨、滞减径流、削弱溅蚀、减小坡体孔隙水压力，降低水体对坡面土壤的侵蚀，地下根系通过锚固与加筋作用，增加根际土层的强度，起到了显著的水土保持与坡面防护作用。

综上所述，植物纤维毯生态护坡非常适宜在高速公路边坡应用，尤其在植被建植初期，比其它植被护坡措施的水土保持效果更显著。植物纤维毯可以有效解决高速公路边坡生态防护中植物生长的几个关键难题，如风蚀水蚀、水分土壤难存留、缺乏营养基础、气候条件恶劣等。其施工便捷，水土流失防治与坡面防护效果明显，植被恢复景观效果好，工后维护管理要求低，养护管理成本小。

2.2 植物纤维毯的规格

植物纤维毯以水稻、小麦、玉米等的秸秆或棕、椰、麻纤维等为框架基底，连同营养剂、优质灌草种籽、定型网、专用纸等多种材料，在大型生产流水线上一次加工编织而成，其营养基质和种子可均匀紧密结合。常规一卷植物纤维毯规格为2.4m×30m，包装成圆筒形，外设缠绕包膜，单包长度可按工程要求自由选择。植物纤维毯厚度最大可达50mm，植物纤维毯单位重量为200～1500g/m2，植物纤维毯强度：横向拉力不小于1kN/m，纵向拉力不小于2.2kN/m。

2.3 植物草毯的类型

植物纤维毯一般分为两大类 （三层和六层）及三个系列（麦秸杆、椰丝、混合）共六个产品，也可以根据特殊要求定制，以利植物适应性生长。

第一类：三层式草毯，即固定网加秸秆加固定网；第二类：六层式草毯，即固定网加秸秆加纸（或无纺布）加种子层加纸（或无纺布）加固定网。每一类可以包括三个系列产品：

（1）小麦秸秆草毯：绿化成活快、保墒效果好，适合于各种草种。主要用于受侵蚀较小的地方。

（2）混合草毯：毯体拉力强、防冲刷效果显著，草种要进行选择使用。主要用于中等侵蚀和损害的场地。

（3）椰丝草毯：纤维细、空隙小、防冲刷效果显著、渗水快但透气性差，其草种选择要慎重，要优选顶土能力不强的草种。主要用于土质差、水土流失大和有特殊要求的场地。

2.4 植物种子配比

草种选用应遵循以下原则：①尽量选用当地草种、本土植物；②要结合当地气候、雨量、土质等条件，选择易成活、茎干低短、根系发育、生长力强的多年生草种；③对有特殊绿化效果要求的地方，可按需加入其他的草种。

2.5 草毯铺设

铺设时应自上而下平铺至坡脚，并向坡顶、坡脚各延伸50cm。每片草毯铺设前先将向上延伸部分锚固在坡顶锚固沟内，回填原土压牢。相邻草毯应重叠搭接，重叠宽度应大于20cm，搭接时应将遵循“后铺叠于上”的原则，铺设完成后及时进行搭接部分的锚固。铺设时注意平顺展铺，紧贴于坡面上，要保证无悬空、皱褶现象。坡面铺完后，将草毯底端部锚固在坡脚开挖的锚固沟内。经检查合格后应及时固定，固定可采用竹（木）桩、锚钉将草毯固定在坡面上，每平方米不少于一个，坡率较大的边坡应加密并对四周及搭接处进行加强。

2.6 覆土压实

草毯铺设后，在表面洒布一层厚约1cm的种植土，人工洒平并轻拍密实，该层覆盖土可以起到蓄湿、保温以及固压草毯的效果。洒布土应选用优质种植土，使用前应人工破碎，剔除石块和大土块。对种植土源紧缺的地区，可采用营养土或草木灰掺加破碎粘土替代。

2.7 养护

草毯铺设、覆土完成后应立即浇水，第一次时应浇透水，后续可依据自然条件、天气情况和草种的种类而定，但边坡坡面表层2～3cm厚的土壤湿润状态一直要保持至种子发芽时，在边坡未被植被完全覆盖前，应密切关注水分管理，保证草种成活率。补水养护时，要注意所用水中应不得含有有碍草种生长的组份。环保草毯植被成活后，在覆盖保护形成后的2～3年内，应加强对花、草、灌等植被的人工调控，以有益于目标植物群落的形成。

3 植物纤维毯护坡的效益分析及应用实践

3.1 效益分析

（1）植物纤维毯充分利用农业废弃物秸秆，是解决秸秆焚烧对空气质量影响的有效途径，环保效果显著，社会反映良好。

（2）植物纤维毯本身结构具有保水保墒等优点，草种分布均匀，草种发芽率高，成坪时间短，植物自然生长效果好。秸秆后期降解又改善了边坡土壤成份，为植被生长提供肥料，植被后期生长更加茂盛，加快形成植被盘根错节，固土效果好。

（3）与传统草皮卷的移栽相比，无需大量灌溉，节约了水资源；与三维网植草、湿法喷播等护坡工艺相比，无需覆盖养护，没有通常边坡绿化养护布的白色污染。

（4）实现了边坡的实时跟进防护，减少了施工过程中路基边坡的水土流失，避免了施工过程中对农田水利设施的破坏。

（5）替代或减少了传统的刚性护坡，避免了浆砌片石等圬工结构等对原地貌的环境破坏，并及时恢复了边坡开挖造成的对环境、植被、地貌的破坏，与自然环境相融合，行车舒适性大大增强。

3.2 工程推广应用

植物纤维毯在已建成通车的安徽蚌淮高速 （2012年建成）、阜阳至新蔡高速（2014年建成）、岳西至武汉高速公路（2015年建成）进行了不同条件试验应用，业界一致认为它是一种环保新技术产品，其适宜于平原区、微丘区、山区等各种复杂地质条件下进行生态恢复的边坡防护。目前正在济祁高速大量推广应用，完全替代了拱形骨架生态护坡，发挥出重要的经济效益和环保生态效益。

4 结论

通过对安徽省植物纤维毯生态护坡示范工程的实施效果进行调研及分析，可以看出目前示范工程已取得明显效果，边坡坡面稳定性良好，绿色植被覆盖度好，物种丰富度高。实践证明，植物纤维毯生态护坡技术的应用，既保证了边坡的稳定性，也对基材层起到了抗侵蚀和保水保墒的作用。综上所述，植物纤维毯生态护坡模式的植被恢复效果理想，施工技术性价比高，降低了施工和养护成本，符合生产实践对新技术工法的要求，应予以推广实施。

U417.1

A

2095-2066（2016）24-0202-02

2016-8-15

陈传明（1966-），安徽无为人，高级工程师，本科，从事公路桥梁工程监理工作。