公路路基边坡破坏及防护设计分析
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摘 要：边坡是公路工程中最常见的形式，对边坡防护的设计是整个公路设计不可或缺的一部分，对公路边坡防护设计的重视就是对整个公路建设的重视。本文首先介绍了公路边坡遭到破坏的主要原因，同时对边坡防护的设计要点进行了阐述。
Abstract: The slope is the most common form of highway engineering, the design of slope protection is an integral part of the whole highway design, on the highway side slope protection design emphasis is on the whole highway construction attention. This paper first introduces the main cause of destruction of highway slope, at the same time design points on slope protection are expounded.
Key words: highway subgrade; slope protection; damage factor; design points
中图分类号：TU2
1、公路路基边坡破坏的影响因素
1.1 下边坡一般为填土路堤，边坡的破坏，主要表现为坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷，冲刷使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟，冲沟不断发展导致路基发生破坏；沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤，还要受到洪水的威胁，这种威胁表现为冲毁路堤坡脚导致边坡破坏。
1.2 上边坡是人工开挖的斜坡，其强度应满足边坡稳定的要求。在降雨、融雪、冻胀及其它形式的作用下，边坡主要破坏形式为冲刷、崩塌等。冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡，如砂性土、亚粘土、黄土等，在大气降水的作用下，沿坡面径流方向形成许多小冲沟，如不采取措施，有逐年扩大的趋势；在边坡坡脚，冬季往往发生积雪，造成坡脚湿软，强度降低，上部土体失去支撑，发生破坏；同时，高速行驶的汽车溅起的雨雪水，也易冲刷坡脚。根据边坡土质类别、破坏原因和规模不同，路基边坡的滑塌主要破坏形式为溜方、滑坡、剥落和碎落、崩塌。①溜方通常是由于降水、降雨、等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。②滑坡是指一部分土体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动，主要是因土体的稳定性不足引起的。路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空，或填土层次安排不合适等；路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩石层次的性质不相适应。③剥落和碎落是指边坡风化岩石表面沿坡而滚落下来。
2、公路路基边坡防护的设计要点
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，由于地形的变化，适路设计标高与天然地面标高的相互关系不同，会出现高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路堑和介于前两者之间的半填半挖路基。由岩土体填挖而成的路基，改变了原地层的天然平衡状态，且暴露于自然环境中，长期受各种自然因素的影响，岩土体的物理力学性质会发生较大的变化，引起岩土体变形、移动，破坏边坡的稳定，甚至导致一系列环境地质问题和生态环境问题，如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蚀和植被破坏等。因此为保证路基的稳定和防治各种路基病害，除做好路基排水工作外，还需结合当地水文、地质及材料等情况，采取有效措施，对各类土、石边坡进行必要的防护。
边坡破坏与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。一般地，较高的路基边坡较较低的路基边坡更容积遭受坡面流水冲刷，砂性土边坡较粘性土边坡易遭受冲刷而破坏，压实度较好的边坡比压实度较低的边坡耐冲刷。
2.1 路基边坡防护设计的主要原则
①安全第一，质量保证。路基边坡的防护直接影响到公路交通的安全，对自然灾害和人为因素造成的公路塌方、陷落等起到很好的防护作用，对公路交通设施的安全顺畅运行，对车辆行使的安全，起着巨大的作用。因此，在设计公路边坡时，首先要考虑的是边坡的质量问题，要以防护坡的安全系数为设计的首要考虑因素，确保边坡的防护能在实际中起到防护的作用，为公路的安全使用、交通的顺畅起到应有的作用。
②结合当地的水文地质情况，合理地设计路基边坡。随着我国公路交通设施的进一步完善，公路穿越范围越来越广，所处的地形地貌多种多样。因此，就给公路边坡防护的设置带来了许多复杂的问题，在不同的地方因为地质情况的差异、气候情况的不同、环境的差别等，公路边坡的建设情况也不一样。因此，在设计边坡的防护设施时，必须因地制宜，在充分了解工程所在地区的地理和环境及气候等具体的情况下，对公路所面临的各种潜在隐患进行预测，进而根据防护的需要，设计出与该地区相匹配的防护手段，绝对不能教科书式的照搬照抄，就把其他地段的公路防护设计方案依葫芦画瓢的照搬过来，这样会造成该地段的公路边坡防护设施“防而不护”，边坡的防护没有起到实际的作用。
③多层路基防护相结合、防护措施相协调。由于地理环境复杂，在公路穿行的同一区域内可能会在很小的范围内出现多种地质情况和地形差异，因此在相近的边坡上，或者在同一边坡上，就有可能处于各方面的考虑，采取多种防护措施。因此，在设计上对多种防护措施在同一边坡上采用，或相邻边坡群采用不同的防护措施时，必须结合实际的环境和施工情况考虑防护措施间的协调。公路边坡的防护是一项复杂的工程，需要多种防护措施和手段的结合才能真正的对公路起到防护作用，因此在较近距离，不同的防护措施不能孤立存在，应该相互协调，才能设计出合理科学的防护措施来。
④统一规划，具体实施。在公路边坡的设计中，必须要注意边坡防护各方面的区别，要有统一的设计，把边坡的各方面联系起来，同时还要注意对边坡、上下坡设计的区分。在边坡设计时，根据这种情况必须对边坡的下边坡采取增强压实度的措施，以增强边坡耐冲刷能力。对于公路上边坡，应该根据具体的地质气候情况，制定出相应的计划，予以防治。 在边坡防护设计时，必须从整体的防护出发，把各种防护设施统一联结起来规划，同时也要根据不同的坡面和防护设施的需要，进行有区分的设计，要具体问题具体分析，具体情况具体设计。
2.2 路基边坡防护设计的方法
①植草防护。植物防护是在边坡上种植草或植树，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的作用。植物防护不仅可以美化公路环境，调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，而且又比较简单、经济。
②工程防护。工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育不良的岩石路基边坡等，采取工程防护措施即设置人工构造物防护。
③干砌片石。干砌片石适用于保护边坡免受大气降水和地面径流的侵害以及保护浸水路堤边坡免受水流冲刷。对严重潮湿或有冻害的路段、长期承受主动土压力地段一般不宜采用干砌片石防护，可用于下边坡中的土质边坡防护。
④浆砌片石。浆砌片石设置在浸水路堤及可能发生坡面被冲刷的土质边坡，应做好排水与防护的结合，否则不宜采用。
⑤拱式、网格防护。这种防护方式克服了鱼鳞状砌石防护排水抗冲刷能力弱和圬工量大的特点，最大限度地绿化坡面，外观较好，在高填方、长直线的护坡段，能达到美化、绿化的双重效果，是近年来公路防护常用的方法之一。缺点是施工较繁琐，劳动强度大，对坡面要求严格，拱内必须填土植草或进行其他工程防护，否则易被雨水冲蚀。
⑥预制块铺砌防护。这是目前高速公路上应用较多的护坡方法之一，由于预制块的规格一致，易于施工，外观整齐，最大限度地减少了坡面防护对植草绿化的依赖性，缺点是造价高，施工难度大。
⑦喷射混凝土防护。喷射混凝土法分为素喷法和锚喷法。素喷法用于表层易松散的风化岩面。锚喷法适用于大部分岩石土和碎石土等地质结构山体和易产生滑坡地段，它可预防早期滑坡的产生。
3、结束语
综上所述，在边坡的防护设计上，要求讲究一定的原则，才能保证边坡的防护是安全，而且是行之有效的。随着我国公路事业的快速发展，公路边坡防护的趋势也在发生变化，开始朝着多样化和综合化方向发展，朝生态型和注重景观设计型发展。因此，这要求对公路边坡防护进行设计时，要从多方面考虑，在保证质量的同时跟上时代的需求。