摘要:高速公路的飛速發(fā)展,給生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了極大的考驗(yàn)。如何促進(jìn)生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益良性協(xié)調(diào)發(fā)展,是目前公路人亟需解決的課題。毫無(wú)疑問(wèn),邊坡植被防護(hù)方法應(yīng)成為未來(lái)高速公路生態(tài)邊坡的主要防護(hù)形式。
關(guān)鍵詞:高速公路;邊坡;植被防護(hù)
1、邊坡采用植被保護(hù)的必要性
高速公路作為運(yùn)輸干道,通車量大,行車速度快,路基邊坡一旦出現(xiàn)事故,對(duì)交通運(yùn)輸和生命財(cái)產(chǎn)的影響都是巨大的。因此,我們認(rèn)為高速公路的設(shè)計(jì)應(yīng)充分地確保路基的穩(wěn)定,消除后患。而受傳統(tǒng)思維方式的影響,,高速公路的邊坡防護(hù)沿襲過(guò)去普通公路設(shè)計(jì)的習(xí)慣,采用漿砌片石護(hù)坡(護(hù)面墻)、拱型截水骨架等勞動(dòng)密集型的邊坡防護(hù)方式。這些防護(hù)方式由于材料簡(jiǎn)單,在過(guò)去技術(shù)落后的年代確實(shí)行之有效,并且如今也在發(fā)揮著它們的作用。但是,在很多高速公路建設(shè)地區(qū)難以尋找優(yōu)質(zhì)的砌筑材料,而且大量的勞動(dòng)力也使得這些防護(hù)工程造價(jià)很高。在各行各業(yè)都在向著技術(shù)密集型轉(zhuǎn)化的今天,邊坡的防護(hù)措施也應(yīng)該多采用新的技術(shù)。大量采用的漿砌片石護(hù)坡及噴射水泥砂漿等防護(hù)方式完全破壞了植物生長(zhǎng)的環(huán)境,使得由于高速公路開(kāi)挖而破壞的自然植被永久不能恢復(fù)。少量的綠化設(shè)計(jì)往往只是局部貼草皮,沒(méi)有對(duì)邊坡整個(gè)植被的逐步恢復(fù)進(jìn)行考慮。缺乏植物覆蓋的邊坡一方面不利于水土保持,大量的雨水直接流失,還加大了對(duì)道路周邊地區(qū)的沖刷,給農(nóng)田水利帶來(lái)不利影響;另一方面也不利于改善高速公路的行車效果,大量裸露的巖石和混凝土視覺(jué)效果非常差,也不利于吸收陽(yáng)光和汽車尾氣,與高速公路快捷舒適的特點(diǎn)不相協(xié)調(diào),在一定程度上也給高速公路的行車帶來(lái)不安全因素。
目前,在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)基本廢除了漿砌片石和噴射水泥砂漿護(hù)面等破壞自然環(huán)境的工藝在邊坡防護(hù)中的大量應(yīng)用,普遍采用生物防護(hù)及生物與工程措施相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。路域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與重建,將成為今后公路工程中不可缺少的重要內(nèi)容。植物防護(hù)已逐漸成為未來(lái)公路防護(hù)發(fā)展的主要方向和指導(dǎo)思想。植被防護(hù)是隨著時(shí)代的進(jìn)步而產(chǎn)生的一種防護(hù)形式,采用植被防護(hù)是保護(hù)公路環(huán)境的最佳方案,使公路與大自然和諧的融合在一起。
2 、植被對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響具體分析
傳統(tǒng)上,人們認(rèn)為植被對(duì)邊坡穩(wěn)定性沒(méi)有直接影響或影響很小,但隨著認(rèn)知的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)生態(tài)邊坡或植被護(hù)坡能一定程度上提高邊坡的穩(wěn)定性,因而開(kāi)始從巖土工程的學(xué)科特點(diǎn)研究生態(tài)邊坡中復(fù)合土體的強(qiáng)度及生態(tài)邊坡的穩(wěn)定性,并得到了一些有益的研究成果。
2.1高速公路生態(tài)邊坡植被的存在對(duì)邊坡穩(wěn)定性的有利影響
(1)根的加筋作用:即通過(guò)根把土層中的剪應(yīng)力轉(zhuǎn)化成根的拉應(yīng)力進(jìn)而增強(qiáng)土的抗剪強(qiáng)度;
(2)土層中水分的散失,即葉的蒸騰作用和對(duì)雨水的攔截作用可以控制土壤中孔隙水壓力的增加,有效提高土體的有效應(yīng)力;
(3)莖的支撐作用,即錨固在地層中的莖可以起到抗滑樁和扶壁的作用,可以抵抗淺層滑坡剪應(yīng)力;
(4)植物負(fù)荷,即在某種情況下植物的重量可以通過(guò)增加邊坡土層中的正應(yīng)力來(lái)增加土層中的抗剪強(qiáng)度。
(5)在我國(guó)溫暖多雨的南方地區(qū),植物防護(hù)已較多地用于土質(zhì)上下邊坡的防護(hù)中,既保護(hù)了邊坡,又美化了環(huán)境。在北方地區(qū),植物防護(hù)措施還僅限于上下邊坡的防護(hù),上邊坡經(jīng)常干旱缺水,不易養(yǎng)護(hù),況且坡度較陡不利于植物生長(zhǎng)?窟吰伦匀唤邓S持植物生長(zhǎng)往往比較困難,因坡面較陡,水分難以保持,植被成活率較低。
2.2 植物對(duì)邊坡穩(wěn)定性的不利影響
主要在于削減土層的濕度導(dǎo)致土體干裂進(jìn)而增加土層滲透率;根莖增加地表粗糙度和土層滲透性導(dǎo)致土層滲透能力增加;土體持水能力的增加,降低了土體的抗剪強(qiáng)度。此外植被的存在還增加了邊坡的外部荷載。
3 、邊坡防護(hù)施工要點(diǎn)
3.1邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“安全綠色、水土保持、恢復(fù)自然、環(huán)保之路”的設(shè)計(jì)原則。主要表現(xiàn)在:
(1)邊坡穩(wěn)定:保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差與溫度變化的影響,防止和延緩軟巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過(guò)程,從而保護(hù)路基的整體穩(wěn)定性。(2)環(huán)境保護(hù):使工程對(duì)環(huán)境的擾亂程度減少到最小,并謀求人工構(gòu)造物與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。(3)綜合效應(yīng):綜合防光,防眩,防煙,誘導(dǎo)司機(jī)視線,改善景觀等目的進(jìn)行邊坡綠化防護(hù),充分發(fā)揮防護(hù)工程的綜合效益。
3.2邊坡修整體現(xiàn)自然風(fēng)格
柔性防護(hù)施工前,應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行修整,土質(zhì)和軟質(zhì)巖石邊坡應(yīng)將坡頂、坡腳和坡側(cè)修成具有自然風(fēng)格的圓弧形,清除松動(dòng)、突出的土石,坡面應(yīng)平整、穩(wěn)定。堅(jiān)硬巖石挖方邊坡,則宜采用直線式邊坡,坡腳、坡頂用折角,以體現(xiàn)挺拔、剛毅。
3.3因地制宜選擇植物群落,不搞一刀切
(1)應(yīng)在做好周圍自然環(huán)境現(xiàn)有植被群落構(gòu)成調(diào)查的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同段落、不同地質(zhì)條件及坡率、坡向、不同景觀要求的邊坡,提出不同的植物群落設(shè)計(jì)模式,不搞一刀切。邊坡植物群落的構(gòu)成大致可分為以下幾種類型:森林型、草灌型、草本型、觀賞型。總的原則就是要自然,與周邊環(huán)境和諧、協(xié)調(diào),盡量減少人工痕跡。
(2)根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)汽車行駛速度為120Km/h時(shí),司乘人員視野要求為166m,此時(shí)司乘人員對(duì)周圍景觀的觀賞只能具體到大的線和面,不能像在園林中那樣具體到點(diǎn),這就要求用大的視野尺度來(lái)考慮綠化植物觀賞線、面,應(yīng)在一定距離上保持穩(wěn)定、流暢,所以樹(shù)種的選擇亦不可過(guò)多、過(guò)于繁雜。
3.4建立科學(xué)的邊坡生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)體系
通過(guò)對(duì)高速公路邊坡穩(wěn)定性,基材流失情況、植物多樣性、景觀效果、動(dòng)物棲息情況,建設(shè)過(guò)程中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工與材料標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化等情況對(duì)邊坡生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行評(píng)價(jià),使高速公路邊坡生態(tài)恢復(fù)有法可依,有章可循,確立一個(gè)科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。
4、內(nèi)蒙古呼集高速公路(卓資縣城附近)標(biāo)段邊坡生態(tài)防護(hù)實(shí)驗(yàn)工程
4.1地勢(shì)地貌
呼集高速公路地處呼市以東和烏蘭察布盟中部,位于東經(jīng)109°16′~114°49′、北緯39°37′~43°28′。
北靠?jī)?nèi)蒙古高原陰山山脈,南接山西高原黃土丘陵。沿線山巒起伏,丘陵交錯(cuò),構(gòu)成以波狀丘陵為主的地形特點(diǎn)。海拔高度965米~1 489米。底層多為巖石,表層有0.5米以上的沙質(zhì)粘土覆蓋。
4.2氣候
地處中溫帶,屬大陸性季風(fēng)氣候。因大青山高聳于高速公路北側(cè),寒潮暴發(fā)南下或海洋暖濕氣流北移均受此山脈影響,使沿線地區(qū)相對(duì)溫暖,雨量相對(duì)較多。因地處中緯度西風(fēng)帶,西北風(fēng)偏多,大風(fēng)期主要在3月至5月期間。其中6級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)年平均64~126天。根據(jù)上述氣候、水文、地質(zhì)情況,呼集高速公路采用了多種邊坡防護(hù)形式。
4.3呼集路生態(tài)工程建設(shè)的重要性
(1)吸塵降噪,改善道路環(huán)境
坡面植物通過(guò)光合作用吸收二氧化碳,釋放氧氣,同時(shí)植物葉片還能吸收和阻滯車輛排放的各種有害氣體、煙塵、飄塵和噪聲,減輕并防治污染,凈化和改善路域大氣環(huán)境。交通部《公路路域生態(tài)工程技術(shù)應(yīng)用研究》課題研究表明,夏季瀝青混凝土路面氣溫高達(dá)40~60℃。兩側(cè)坡面綠化后,茂密的植被可以降低路面溫度3~5℃,減少路面因高溫所產(chǎn)生的車轍,減輕路面材料老化,延長(zhǎng)公路使用壽命。
(2)內(nèi)蒙古對(duì)外形象的重要窗口
呼集高速公路位于生態(tài)脆弱帶,高速公路建設(shè)中的深挖高填勢(shì)必導(dǎo)致坡面植被和土壤的破壞,如果對(duì)深挖高填的邊坡不加以生態(tài)保護(hù),沿線被破壞的生態(tài)環(huán)境和植被景觀不但不會(huì)恢復(fù),而且還會(huì)導(dǎo)致沿線邊坡水土流失和風(fēng)化沙化。
呼集高速公路是呼市進(jìn)出北京的咽喉要道,恢復(fù)沿線優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境和多彩的路域景觀,將充分展示內(nèi)蒙古優(yōu)美的草原風(fēng)光,提升內(nèi)蒙古高速公路的整體形象。
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[2]高德彬,倪萬(wàn)魁,楊泓全.黃土地區(qū)公路路塹高邊坡植物防護(hù)探討[J].路基工程,2007( 05).
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