浅谈公路路基坡面加固与防护设计
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摘要：路基防护与加固是防治路基病害、保证路基稳固、改善环境景观、保护生态平衡的重要工程技术措施。路基设计时，应根据道路性质和当地条件，结合路基基身和排水情况，采取相应的防护加固措施。
Abstract： Subgrade protection and reinforcement is the important engineering and technical measures to combat subgrade defects， ensure roadbed solid， improve the environmental landscape， and protect the ecological balance. In roadbed design， we should take appropriate protective reinforcement measures based on the road nature and local conditions and combined with the subgrade body and drainage situation.
Key words： highway engineering；roadbed；slope protection design
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0057—02
0 引言
边坡防护又称坡面防护是保证路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏，从而提高边坡的稳固性，还可美化路容，增加行车的舒适感。坡面防护工程，一般不考虑承受坡体的侧压力，故应设置在稳定的边坡上。路基边坡应根据当地气候环境、工程地质和材料及坡面等情况，选用合适的防护类型。常用的坡面防护类型有植物防护、灰浆防护和砌体防护等。随着公路等级和高等级公路服务标准的提高，公路坡面防护日渐引起公路部门的重视。由于公路线形标准高，路基高填深挖现象普遍，道路边坡安全显得至关重要。其中路堑与路基构成上部空间合围关系，对行车视线影响较大，即同时影响行车舒适性和交通安全。长期以来，边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，深挖高填较少，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能用低等级公路的防护技术或借鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。
植物防护系利用植被覆盖坡面，其根系又能固结表土，以调节坡体湿温防止水土流失确保边坡稳定，并有绿化道路和保护环境的作用。因此，在适宜于植物生长的土质边坡上，应优先采用种草、铺草皮、植树等植物防护措施。种草，适用于坡度不陡于1：1和坡高不大而坡面径流速度缓慢的边坡防护。草种的选择，应考虑防护的目的、气候、土质、施工季节等因素。仅以防止坡面侵蚀为目的时，应采用易成活、生长快、根系发达、茎叶矮茂的多年生耐旱草种；但以与周围环境协调为目的时，则需要选用乡土草种。种草宜用几种草籽混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。对不利于草类生长的土坡上，应先铺一层10～15cm厚的种植土，再栽植或播种；暴雨强度较大的地区，可在坡面上铺设植生袋，将草籽、肥料和土均匀拌和并裹于土工织物内。铺草皮，较种草防护收效快，常用于边坡较高陡和坡面冲刷较重以及需要迅速绿化的地方。铺草皮主要有叠铺、平铺和方格式铺等形式，应根据边坡坡度、水流速度和草皮来源等具体条件选用。叠铺草皮可用于坡度不小于1：1的坡面上，每块草皮的尺寸以20cm×40cm为宜，考虑施工方便，多采用水平叠置方式。平铺草皮，应由坡脚向上铺设，并用竹木尖桩固定草皮；边坡缓于1：1.15时，也可不钉桩。路堑边坡铺草皮时，应铺过坡顶1.0m或铺至截水沟边；路堤边坡，应铺过坡顶0.2m。方格式铺，系将草皮平铺成与路线方向成45°斜角的方格状，坡顶和坡脚部分则铺设几条水平的带状，方格内栽草或撒草籽。这种铺法最为经济，但其坚固程度不及前述两种满铺形式，常用于草皮供应有限制的场合。植树适用于坡度不陡于1：1.5的各种土质边坡和极严重风化的岩石边坡。也可与种草、铺草皮配合应用，使坡面形成良好的防护层。植树可以加强路基的稳定性，还能保护路基免受风、沙、水、雪的侵蚀，并有改善路容、调节气候等作用。边坡植树，宜选用在当地土质和气候条件下能迅速生长、根深枝密的低矮灌木类树种。植树的形式，可按梅花形和方格形布置，栽成条带状或连续式，视防护要求等因素而定。为确保行车安全，在高速公路、一级公路以及弯道内侧的边坡上，严禁栽植高大的树木。植物防护宜安排在气候温暖、湿度较大的季节施工。铺、种植物后，还应适时进行洒水施肥、清除杂草等养护管理，直到植物成长覆盖坡面。
2 灰浆加固与防护设计
灰浆防护系采用拌制的水泥、石灰类矿质混合料对边坡进行封面和填缝，以防止软弱岩土表面进一步风化、破碎和剥落，避免雨水侵蚀坡体，并能增强边坡的整体性，通常用于不宜植物防护的坡面。封面包括抹面、捶面、喷浆和喷射混凝土等防护形式。抹面防护适用于表面比较完整而尚未剥落的易风化软质岩石挖方边坡。抹面材料常用石灰炉渣灰浆、石灰炉渣三合土或水泥石灰砂浆。为防止抹面开裂，增强抗冲蚀能力，可在表面涂软化点稍高于当地气候的沥青保护层，用量为0.3kg/m2。抹面厚度视材料与坡面状况而定，宜取3～7cm；其使用年限一般为6～8年。捶面防护适合坡度不陡于1：0.5的易冲蚀土质边坡和易风化岩石边坡。常用的捶面材料有水泥炉渣混合料、石灰炉渣三合土或四合土。捶面的厚度为10～15cm，其使用年限可达10～15年。喷浆和喷射混凝土防护，适用于易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。喷浆防护采用的砂浆强度不应低于Ml0，厚度宜为5～10cm。喷射混凝土防护系采用骨料最大粒径不宜超过15mm而强度不应低于C15的水泥混凝土，厚度宜为10cm，当岩石表面凹凸明显或气候条件恶劣时，可增至15cm。为防止喷射的混凝土硬化收缩产生裂缝或脱落，特别是坡面岩体切割破碎时，应在混凝土内设置菱形金属网或高强度聚合物土工格栅并通过锚杆或锚同钉固定在边坡上，这就称为锚喷混凝土防护。重点工程或高速公路、一级公路，要求封面防护稳固和耐久，宜选用锚喷混凝土。封面防护，考虑排水需要，应间隔2～3m交错设置泄水孔，孔径为10cm。防护工程的周边，应严格封闭，并嵌入未防护坡面内。大范围的封面，应设伸缩缝，其间距规定如下：对抹面及捶面，不宜超过10m；对喷浆及喷射混凝土，不宜超过20m。伸缩缝宽1～2cm，缝内用沥青麻筋或油毛毡填塞紧密。封面不宜在严寒季节、雨天及日照强烈时施工，并注意做好洒水养生工作。对新开挖的易风化岩石边坡，要及时进行封面，以防风化剥落。填缝，分勾缝和灌缝，适用于较坚硬不易风化的岩石挖方边坡，避免水分渗入岩体缝隙造成病害。岩体节理裂缝多而细者，宜用勾缝，将水泥砂浆嵌入缝中。缝隙较大而深者，可用水泥砂浆灌缝；缝隙又宽又深时，常用混凝土灌缝。