公路路基边坡防护探讨

公路路基边坡防护探讨

胡林皓

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北宜昌 443000

摘要：公路工程运营期间受气候、地质、人为等各方面因素影响，极易产生路基边坡失稳、垮塌等问题，严重威胁交通运输安全，造成不可估量的经济损失，因此，积极开展路基边坡风险评估尤为必要。文章基于某高速公路工程实践，分析高速公路项目路基高边坡防护措施的应用效果。研究结果显示，排水疏导、生态防护等方案，在路基高边坡防护中的应用效果明显，且通过不同防护方案的优化重组，能有效提升公路高边坡结构稳定性，边坡生态环境显著改善，水土保持成效突出。

关键词：公路；路基边坡；边坡防护；措施

1导言

我国的高速公路里程逐年递增，新建的高速公路项目也随之不断增多。通过对一些在建及建成投用的高速公路调查后发现，部分路基边坡存在不同程度的病害问题，对高速公路的使用性能造成影响。在养护施工中，应针对路基边坡的主要病害采取有效的技术措施进行处理。

2高速公路路基边坡病害原因

某高速于2005年11月正式建成投用，引道全长1.31km，车速为120km/h，路基全宽29m，路面宽24m，按双向四车道设计。工程所在地为大陆性季风气候区，四季分明，区内潜水埋藏深度80～100m，对路基稳定性无影响。该公路有部分路段处于湿陷性黄土地区，增大了路基边坡病害的发生概率。在养护施工中，应针对路基边坡的主要病害采取有效的技术措施进行处理

在黄土地区边坡堆积物受到自身重力和外界条件的双重作用，会沿边坡产生坍塌，这是较为常见的坡体损坏现象。路基边坡坍塌发生的速度较快，在坍塌的过程中，会伴随出现土石流动、土体扰动、土体之间相对位置改变等。边坡坍塌发生后，坍塌体处于稳定状态，不存在滑动面和软弱面。坡体发生坍塌的过程中，会产生较大的冲击力，会严重影响周围的路基及环境，坍塌量的大小，直接关系到影响程度。导致路基边坡坍塌的主要原因有：开挖路堑边坡较陡，使边坡的支撑力减弱；堆积物受到地表水及地下水的影响，使土壤的抗剪强度降低；土壤受到冻结融化的反复作用，使边坡土体的稳定性降低；受风化、地震、气温等多重作用，导致边坡的稳定性下降。

在黄土边坡变形的各种现象中，坡面剥落较为普遍，对路基及边坡自身都有较大地影响，剥落会引起边坡变形，严重时造成边坡结构破坏，对行车安全产生威胁。剥落主要有以下类型：鳞状剥落，多发生在易溶盐较多的区域；短片状剥落，边坡表层土体受到较大扰动时，容易出现短片状剥落，其特点是形状不一，边缘不齐；层状剥落以及块状剥落等。黄土地区的路基边坡在修建时，坡面容易受到冲刷，主要与土体的成分、地质条件、风化程度等因素有关。径流集中处易形成深沟或沟穴，接触面处常易形成洞穴或冲沟，坡面形成明显的条带等，当降雨量较大，尤其暴雨集中发生时，易形成坡面冲刷。汇水面积超过150m2，会形成地表径流的低洼地，此处更容易造成严重的坡面冲刷。边坡缓于1∶0.75时，最易引起冲刷，边坡缓于1∶1时，冲刷就会随之减弱。所以合理设置坡面的坡度是预防冲刷的有效途径。

3公路路基边坡防护措施

3.1排水系统

该项目挖方边坡的排水系统由截水沟、平台沟、急流槽、边沟等组成，填方边坡排水系统则由涵洞和排水沟组成。借助急流槽将边沟与平台沟连接，并将填挖交界处引导至边沟排除。

(1）急流槽。路基高边坡坡面平台沟与边沟处布设急流槽，及时将积水排出，若急流槽槽深较大，采用分段砌筑的方案施工，不同施工段间距以5～10m为最佳，做好急流槽防水，以防水材料浇筑。槽身粗糙且镶嵌质地坚硬、粒径适宜的石块缓冲水流冲刷力。急流槽消力后的积水，可引流至边沟、天然沟渠、水沟等排水设施中，达到排水的目的。

(2）截水沟。设置截水沟拦截地表径流流向边坡的积水，布设需符合基本要求：(1)分段控制能力。地形条件影响下，截水沟中间处设置急流槽加以拦截，达到分段控制的效果。(2)快速排水能力。需确保短时间内将积水排除，保持沟底纵坡水平高于0.5%。(3)深度适宜。需确保截水沟深度500mm上下，避免其与边沟贯通。结合该项目特点和排水需求，截水沟沟底选用C15混凝土浇筑，侧墙以水泥砖铺筑，截水沟内侧及顶面选用M13水泥砂浆抹面，并控制抹面厚度大于20mm。

(3）平台沟。高速公路路基边坡多设置为多级，不同层次边坡设置平台沟进行集水和排水。一般情况下，填方高度大于20m时，按照8m间隔设置平台沟，并与急流槽交替使用提高排水效果。施工实践中常用的平台沟类型包括水泥砖砌筑型和混凝土预制型两种，可根据实际情况合理选择或交替使用。由项目实践可知，混凝土预制型平台沟具备施工便捷、工程造价高、工期短的特点，水流通过量小，工期紧张的项目可选择该方案。水泥砖砌筑型具备施工周期长、工程造价低、排水流量大特点，工期不紧张情况下优先选择该方案。

(4）边沟。高速公路路基边坡的常见边沟截面包括矩形和梯形两种，可于顶面设置槽盖。合理布设纵坡保持其与路线走向相协调，边沟走向应结合地质条件、桥涵洞位置等加以优化，起到最佳的排水效果。

(5）排水沟。排水沟多用于排除路面系统积水，常汇集于填方路段边坡填挖交界处，可将排水沟与挖方边坡边沟有效衔接，将积水有效排出路基并引入天然河流。设置排水沟时，施工单位应当合理布设，结合项目地形特点加以优化，结合该项目特点，排水沟沿填方边坡坡脚布设，保持排水沟与路基坡脚2m以上距离，同时采用梯形结构进行断面设置。排水沟内部采用浆砌片石和干砌片石交错砌筑，按照上下错缝的方式交叉搭接，以水泥沙填补缝隙，采用平缝和凸缝的方案进行勾缝。

3.2放缓边坡与分级刷坡

研究表明，导致边坡失稳破坏的主要原因为边坡高度较大和坡度过陡。对此，采用削坡的方法，将部分稳定性较差的岩土体直接削掉，减小边坡的坡度，能起到提高边坡稳定性的作用。对于刷坡，则是一种较为灵活的防护方法，其总原则为将边坡坡度减小后使其综合坡率与自然状态接近，或比自然坡度还小(通常情况下，自然坡率超过原有状态的边坡，其稳定性大多较差)。在刷坡设计过程中应注意，如果单级刷坡高度很大，则应分级进行开挖与放坡，以此降低单级边坡的实际高度。另外，在分级刷坡过程中，分级平台的宽度应按照2～3 m控制，并结合稳定性验算结果与综合坡率进行加宽平台的适当设置，具体的设置位置通常为土石分界面，也可按照20 m的间隔距离设置。该防护措施的主要优势为施工较为简单和方便，且安全性与经济性均良好，但也存在开挖面积相对较大，容易给自然环境造成很大的破坏等缺点。

3.3路堤生态防护

坡率较缓的全填路堤边坡，易风化软土或细粒土为主的填土适合植被生长，可对该类型边坡进行土木格与客土喷播结合的方案进行防护，边坡底部采用人字形骨架配合客土喷播加以防护，或选择符合本土性质的乔木种植以提升防护效果。半填路堤边坡则可以以全填路堤边坡生态防护方案为基础，相比于全填路堤边坡，半填路堤的平整度不足，可以项目需求为基础，结合工程特点在坡脚处设置挡墙进一步提高路堤边坡结构稳定性。

3.4其他护坡措施

当路基边坡处在冰冻地区时，经常会由于施工方面的原因使冻土自身热平衡被打破，进而导致多年冻土层产生明显的变化，给路基及其边坡稳定性造成很大影响。对于我国北方地区分布的大范围冻土层，塔头草与泥炭层均为良好保温材料，当需要在这些地区进行公路修筑时，可充分利用现有的塔头草与泥炭层提供保护，在路基施工完成后，将其移至路基表面进行保湿。对于修筑于沙漠地带的公路，需防止填土路基受到风沙的吹蚀作用，当条件允许时，可通过浆砌片石进行护坡，而当石料较为缺乏时，可利用粘结材料和水的拌和料将其铺设在边坡表面，并用草修筑沙障，增强边坡表面抵抗风沙作用的能力，从而达到良好的护坡效果，并兼顾一定的防风固沙能力。

结束语

综上所述，高速公路养护施工中的路基边坡病害处治是一项重要工作，需及时针对项目特点和情况采取有效的防护方案。路基防护过程中应当坚持生态防护的基本理念，通过生态防护技术的优化，完成边坡防护的同时，减少水土流失，达到生态效益最佳的目标。

参考文献

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