翟文光，羅愛道，閻宗嶺

(1.重慶交通大學(xué)， 重慶　400074； 2.廣州大廣高速公路有限公司， 廣州　510050；

3.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司， 重慶　400067)

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基于生態(tài)防護(hù)的公路邊坡景觀提升技術(shù)淺析

翟文光1,3，羅愛道2，閻宗嶺3

(1.重慶交通大學(xué)， 重慶400074； 2.廣州大廣高速公路有限公司， 廣州510050；

3.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司， 重慶400067)

摘要：基于邊坡生態(tài)防護(hù)內(nèi)涵的論述，提出公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及景觀美化提升思路。對(duì)19種生態(tài)防護(hù)技術(shù)的工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)、適用范圍及景觀效果進(jìn)行分析和比較，給出生態(tài)防護(hù)中植物的選擇和搭配方法，其對(duì)公路邊坡防護(hù)、路域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)及景觀提升具有指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：公路；邊坡；生態(tài)防護(hù)；景觀提升

近十幾年來，我國(guó)公路建設(shè)快速發(fā)展，但公路的建造也對(duì)沿線自然景觀、生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞，改變了路域自然地貌特征。傳統(tǒng)公路建設(shè)往往只注重技術(shù)方面的可行性和短期的經(jīng)濟(jì)效益，側(cè)重于公路的安全、舒適、迅速等功能，而忽略了公路沿線環(huán)境因素和邊坡的生態(tài)問題，缺乏對(duì)生態(tài)效益和社會(huì)效益的長(zhǎng)久考慮，以至出現(xiàn)嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致邊坡坍塌、滑坡、泥石流等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，使公路運(yùn)營(yíng)成本大幅度上升。為此，公路決策者和工程技術(shù)人員必須注重公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一，科學(xué)地處理公路邊坡防護(hù)所涉及的問題。

工程實(shí)踐證明，傳統(tǒng)工程防護(hù)方式雖在一定程度上能夠起到邊坡治理與加固的作用，但對(duì)公路沿線自然景觀會(huì)造成嚴(yán)重破壞，不利于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡。因此，對(duì)于新時(shí)期的公路建設(shè)，人們提出了“暢、安、舒、美”的新要求。其中，“美”是從生態(tài)美學(xué)的角度，要求生態(tài)環(huán)境美、景觀協(xié)調(diào)美：一方面，使公路與沿線自然景觀相融合，做到“路中有景，景中有路”；另一方面，使公路與自然生態(tài)系統(tǒng)相融合，建設(shè)“生態(tài)型”公路。

1邊坡生態(tài)防護(hù)內(nèi)涵

邊坡生態(tài)防護(hù)指應(yīng)用系統(tǒng)生態(tài)學(xué)原理，在邊坡植被建立后，對(duì)受損的公路邊坡重建穩(wěn)定的生產(chǎn)者、消費(fèi)者與分解者，實(shí)現(xiàn)邊坡生態(tài)學(xué)物質(zhì)與能量自循環(huán)的一種防護(hù)措施[1]。具體講，生態(tài)技術(shù)護(hù)坡指單獨(dú)使用植物或植物與非生命材料(礦料、砌石、圬工等)相結(jié)合的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純工程防護(hù)，主要通過植物根系與土壤之間的附著力(深根的錨固作用和淺根的加筋作用)及根莖之間的相互纏繞作用來提高邊坡的抗沖刷和侵蝕能力。不僅對(duì)邊坡有防護(hù)和加固作用，而且也對(duì)公路沿線生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)、恢復(fù)和改善。

2公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及景觀美化思路

2.1公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

2.1.1對(duì)水土流失的影響

1) 公路建設(shè)中，土石方開挖勢(shì)必對(duì)沿線原有地物地貌、地面植被造成一定程度的破壞，形成的裸露地面極易受到雨水的打擊、沖刷作用及地表徑流的影響，造成水土流失。

2) 施工過程中產(chǎn)生的棄渣、棄土結(jié)構(gòu)松散，若處置不當(dāng)，可能會(huì)受到暴雨的沖刷，造成新的水土流失。

3) 公路沿線的臨時(shí)性施工設(shè)施如施工便道、預(yù)制場(chǎng)、施工營(yíng)地等，破壞了原地面植被，更易受到暴雨的沖刷和雨水的侵蝕作用，造成水土流失。

2.1.2對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)期間可能出現(xiàn)邊坡崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害[2]。由于公路建設(shè)離不開填挖方作業(yè)，故路基的高填深挖必然對(duì)原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響，加之水土流失影響，可能產(chǎn)生一系列新的地質(zhì)災(zāi)害。

2.1.3對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響

公路建設(shè)中的各種施工活動(dòng)造成地表植被被破壞，改變了原地面的自然結(jié)構(gòu)，使土地的原始功能永久性喪失。有些公路截?cái)嗔斯分車鷦?dòng)物的生活區(qū)域，改變了它們的生活路徑及生存環(huán)境，甚至可能導(dǎo)致一些珍稀動(dòng)物滅絕[3]。

2.2生態(tài)防護(hù)及景觀美化思路

公路規(guī)劃與建設(shè)過程中，在注重道路安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、耐久的同時(shí)，要引入生態(tài)、環(huán)保、綠色和美化的新概念。這不僅是黨的“十八大”關(guān)于“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的新要求，也是可持續(xù)發(fā)展思想在公路工程建設(shè)中的新體現(xiàn)。因此，決策者與工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把景觀美化及提升作為一項(xiàng)重要內(nèi)容加以考慮。

公路景觀美化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)公路與沿線自然環(huán)境的高度協(xié)調(diào)，在滿足人們靜態(tài)視覺、動(dòng)態(tài)視覺要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一。公路沿線的美化設(shè)計(jì)，一定程度上可以減小公路對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，避免公路項(xiàng)目完成后對(duì)自然景觀重新進(jìn)行恢復(fù)與改造，從而滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)要求和人民日益增長(zhǎng)的公路交通資源需要[4]。景觀美化具有以下功能。

1) 滿足司乘人員的交通心理與視覺要求，以避免駕駛疲勞，提高行車安全。

2) 改善單調(diào)的公路景觀，使公路和周圍環(huán)境更加協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。

3) 有利于恢復(fù)自然，保護(hù)環(huán)境，維持生態(tài)平衡。

4) 有助于涵養(yǎng)水源，防止水土流失，避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

5) 有助于降低噪聲污染，凈化空氣。

3公路邊坡生態(tài)防護(hù)形式與比較

3.1防護(hù)形式

近年來，隨著公路建設(shè)進(jìn)程加快，生態(tài)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其防護(hù)形式也越來越多。根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)防護(hù)可分為以下幾種類型。

1) 按防護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，即有無(wú)支擋作用，可將生態(tài)防護(hù)分為直接防護(hù)、間接防護(hù)及二者相結(jié)合的形式。直接防護(hù)指利用支擋物對(duì)邊坡進(jìn)行加固防護(hù)，間接防護(hù)指一般的坡面生態(tài)防護(hù)，見圖1。

圖1邊坡生態(tài)防護(hù)分類(按防護(hù)結(jié)構(gòu)作用)

2) 按邊坡巖土體類型，可將生態(tài)防護(hù)劃分為土質(zhì)邊坡防護(hù)、巖質(zhì)邊坡防護(hù)，這是工程中常見分類方式，見圖2。

3) 按景觀營(yíng)造方式，可將生態(tài)防護(hù)分為草本防護(hù)、灌木防護(hù)、喬本防護(hù)。單純的草本防護(hù)和灌木防護(hù)往往不能起到良好的護(hù)坡效果，故工程上常采用二者相結(jié)合的方式，以達(dá)到持久護(hù)坡、改善沿線景觀的目的。

圖2邊坡生態(tài)防護(hù)分類(按巖土體類型)

3.2防護(hù)特點(diǎn)

3.2.1種草護(hù)坡

種草護(hù)坡是在坡面播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡生態(tài)防護(hù)措施，主要依靠根系與坡面土壤間的附著力(主要指淺根的加筋作用)固土護(hù)坡。該方法操作簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但草籽易受雨水沖刷，成活率較低，因此常造成坡面沖溝、水土流失等一系列邊坡病害，防護(hù)效果不佳，后期養(yǎng)護(hù)成本高。

3.2.2平鋪草皮

平鋪草皮是在坡面上直接鋪設(shè)天然草皮或草毯的一種傳統(tǒng)邊坡生態(tài)防護(hù)措施。該方法成坪時(shí)間短，護(hù)坡功效快，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但新鋪草皮易受各種自然災(zāi)害影響，前期養(yǎng)護(hù)管理困難。

3.2.3木本植物防護(hù)

單獨(dú)的木本植物防護(hù)效果較差，工程中常使用“喬木+灌木+草本植物”或“灌木+草本植物”的混播組合方式進(jìn)行護(hù)坡。采用該方法護(hù)坡可增加群落結(jié)構(gòu)層次，促進(jìn)生物多樣性，且各植物間形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，起到持久防護(hù)的作用。

3.2.4三維植被網(wǎng)護(hù)坡

三維植被網(wǎng)護(hù)坡是以三維網(wǎng)作為固土與防止沖刷的筋材，為植物的生長(zhǎng)提供空間，并結(jié)合液壓噴播技術(shù)進(jìn)行噴植綠化。該方法工藝簡(jiǎn)單，固土性能優(yōu)越，且三維網(wǎng)可做成塊狀草皮進(jìn)行移植，能夠滿足一些快速邊坡防護(hù)工程的需要。

3.2.5植生帶護(hù)坡

植生帶護(hù)坡是將帶有草種、肥料、保水劑等的植生帶固定于坡面并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的施工技術(shù)。其特點(diǎn)是造價(jià)低廉，后期養(yǎng)護(hù)成本低；播種均勻，可有效防止種籽流失，出苗率高；綠化迅速，成坪美觀。

3.2.6液壓噴播植草護(hù)坡

液壓噴播植草護(hù)坡是將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑、色素等按一定比例拌和攪勻，通過機(jī)械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工[5]。該方法機(jī)械化程度高，施工速度快，草籽噴播均勻，植被易成活，建植速度快，綠化效果顯著。其缺點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)土拌和復(fù)雜，要求品質(zhì)高。

3.2.7噴混植生植物護(hù)坡

噴混植生植物護(hù)坡是將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上，植物依靠“基材”生長(zhǎng)發(fā)育，形成植物護(hù)坡的施工技術(shù)[5]。其特點(diǎn)是機(jī)械化程度高，建坪速度快；草坪生長(zhǎng)均勻、致密，防護(hù)效果好；適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；造價(jià)低，并節(jié)省后期養(yǎng)護(hù)成本。

3.2.8草包技術(shù)

草包技術(shù)是將植物種子播撒在2層無(wú)紡布中間，并采用行縫、針刺及膠粘等工藝制成草包并填充土壤，將其壘積于坡面，形成植被[6]。該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，施工便捷，造價(jià)低廉。但草包易受土壤和雨水的侵蝕作用，不僅不能滿足植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，而且還增加了后期養(yǎng)護(hù)成本，植被覆蓋率低，景觀效果不明顯。

3.2.9TBS植被技術(shù)

TBS植被技術(shù)是使用經(jīng)改進(jìn)的混凝土噴射機(jī)將拌和均勻的厚層基材混合物噴射到巖石坡面上，達(dá)到護(hù)坡和改善生態(tài)環(huán)境的目的[7]。該方法應(yīng)用范圍廣，可有效抑制水土流失，護(hù)坡效果好。與傳統(tǒng)的護(hù)坡技術(shù)相比，其可節(jié)省投資20%左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.2.10客土噴播技術(shù)

客土噴播技術(shù)是將客土、纖維、保水劑、長(zhǎng)效緩釋性肥料和種子等按一定比例配合并加入專用設(shè)備中充分混合攪拌后，通過機(jī)械噴射到坡面上形成所需要的生育基礎(chǔ)[8]。該方法適用于普通條件下綠化效果較差，甚至不具備植物生長(zhǎng)條件的特殊邊坡。其特點(diǎn)是植物成活率高，可快速覆蓋坡面，防護(hù)效果好；經(jīng)濟(jì)美觀，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

3.2.11蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡

蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡是將預(yù)制的混凝土框磚拼鋪于坡面，形成蜂巢式網(wǎng)格，然后在網(wǎng)格內(nèi)覆蓋種植土，于其中栽植植物或種草的邊坡防護(hù)技術(shù)?；炷量虼u能有效減小雨滴的擊打作用，減小坡面水流速率，避免沖刷，保護(hù)植草生長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是造價(jià)較高，固土效果相對(duì)較差。

3.2.12OH液植草方法

OH液植草方法是將OH液與水按一定比例稀釋后同草籽一起噴灑于坡面，將邊坡表土固結(jié)成彈性固體薄膜，進(jìn)行植草護(hù)坡[9]。該方法施工簡(jiǎn)便，無(wú)需后期養(yǎng)護(hù)，綠化效果好。但OH液工程造價(jià)較高，限制了其推廣應(yīng)用。

3.2.13打樁編柵植生法

打樁編柵植生法是將具有萌芽力的木椿打入土中，并將竹片、PE、鐵絲網(wǎng)等材料編制成柵，再以噴植法或植生帶法予以植生覆蓋，穩(wěn)定坡面[10]。木樁本身可萌芽、生長(zhǎng)，具有固土及綠化的作用。打樁編柵植生法已在臺(tái)灣地區(qū)得到應(yīng)用，并取得了良好的工程效果，但目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。

3.2.14藤本植物方法

藤本植物方法是通過開挖栽種穴，栽植藤本植物，以遮掩生硬的圬工砌體，達(dá)到護(hù)坡和美化環(huán)境的目的。該方法施工便捷，成本低，護(hù)坡速度快，但形成的群落不穩(wěn)定，生態(tài)效益低。

3.2.15生態(tài)石籠方法

在傳統(tǒng)石籠防護(hù)的基礎(chǔ)上，向石塊之間的縫隙中充填泥土并播種草籽，為植物生長(zhǎng)提供培土空間，從而形成一個(gè)綠色柔性護(hù)面。其特點(diǎn)是無(wú)需重型機(jī)械和熟練的施工人員，易于施工；石籠本身十分透水，無(wú)需另設(shè)排水設(shè)施；網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)可提供植物生長(zhǎng)的條件，維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，因而與周圍景觀更加融洽[11]。

3.2.16生態(tài)植被毯方法

生態(tài)植被毯方法是將生態(tài)纖維氈層置于無(wú)紡布層之上，2層無(wú)紡布之間夾有草籽、保水劑和肥料等，施工時(shí)需將夾層內(nèi)的混合物固定。其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，施工便捷；抗沖刷、抗蝕能力強(qiáng)；植被毯的原材料主要為廢棄秸稈，可變廢為寶，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

3.2.17土工格室植草護(hù)坡

土工格室由強(qiáng)化的HDPE片材料組成，將其鋪設(shè)于坡面，往格室內(nèi)填充種植土，并按設(shè)計(jì)配合比撒播草種。其特點(diǎn)是土工格室聯(lián)接方便，施工速度快；受格室片材制約，一定程度上可減小坡面徑流的影響和水流沖刷作用，有利于保持水土。

3.2.18輪胎護(hù)坡

輪胎護(hù)坡是將廢棄輪胎置于坡面，將其固定，覆蓋客土，并在輪胎中央位置播種或栽植。其特點(diǎn)是“變廢為寶”，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；一定程度上可減少“黑色污染”，利于環(huán)保；固土量大，保水性能好[12-13]。

3.2.19草棒技術(shù)

草棒技術(shù)是把草棒按一定間距固定在坡面上，覆蓋客土，并播種或栽植。其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，施工方便，但植物的生長(zhǎng)與分布不均勻，且草棒抗土壤和雨水侵蝕差，后期養(yǎng)護(hù)成本高。

3.3比較結(jié)果

對(duì)上述19種常見生態(tài)防護(hù)技術(shù)的工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)、適用范圍及景觀效果進(jìn)行了比較和總結(jié)，見表1。

4公路邊坡生態(tài)防護(hù)的植物選擇

4.1植物選擇的原則及要求

根據(jù)“因地制宜，適地種樹”的原則，植物的選擇和配置應(yīng)與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相適應(yīng)，并注意種間關(guān)系的協(xié)調(diào)性和互補(bǔ)性。邊坡防護(hù)的植物應(yīng)滿足以下要求。

1) 適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?，生存能力?qiáng)，成活率高。

2) 根系發(fā)達(dá)，固土效果好。

3) 繁殖容易，易獲得植物種子或幼苗。

4) 抗病害能力強(qiáng)，易修剪，便于管理。

4.2適合作為邊坡綠化的植物

4.2.1草本類

草本植物是目前我國(guó)公路邊坡生態(tài)防護(hù)中采用較多的一種植物類型。該類植物一般具有生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)、護(hù)坡效果明顯、種植方便、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，適用于一般坡地及巖質(zhì)邊坡。由于其根系相對(duì)較淺，因此不適宜在年降雨量大的高陡變坡地區(qū)種植。我國(guó)公路邊坡生態(tài)防護(hù)中使用較多的草本植物[14]有白三葉、地毯草、羊茅、節(jié)水草、狗牙根、二月蘭、小冠花、黑麥草等。

4.2.2灌木類

由于灌木植物生長(zhǎng)期長(zhǎng)，植被難以迅速覆蓋地表，種植初期往往不能起到很好的護(hù)坡效果，因此，工程上常采用草本與灌木植物混合種植的方式進(jìn)行護(hù)坡。初期以草本植物防護(hù)為主，后期以灌木植物防護(hù)為主，從而形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到迅速持久護(hù)坡、恢復(fù)自然、改善景觀的目的。我國(guó)常使用的護(hù)坡灌木植物[15]主要有沙棘、錦帶花、迎春、胡枝子、紫穗槐、坡柳等。“草灌組合”的護(hù)坡形式主要適用于高陡、易受侵蝕和風(fēng)化的土質(zhì)邊坡。

表1　19種公路邊坡生態(tài)防護(hù)形式與比較

4.2.3喬木類

喬木類植物具有涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣、儲(chǔ)備資源的作用，適合于坡度較緩的土質(zhì)邊坡、強(qiáng)風(fēng)化的軟巖邊坡，或周圍為山地、丘陵、森林的環(huán)境[16]。可用于邊坡生態(tài)防護(hù)的喬木類植物主要有山合歡、漆樹、刺槐、油松等。

4.2.4藤本類

藤本植物對(duì)巖質(zhì)邊坡、土石混合邊坡和高陡邊坡具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，常用于邊坡的垂直綠化。邊坡防護(hù)常用的藤本植物[17]有爬山虎、常春藤、扶芳藤、葛藤等。

5結(jié)束語(yǔ)

雖然生態(tài)防護(hù)理念和技術(shù)已經(jīng)逐漸深入，但在生態(tài)功能設(shè)計(jì)、生態(tài)護(hù)坡技術(shù)模式及邊坡景觀美化等方面的研究尚有諸多不足之處。生態(tài)防護(hù)不僅僅是邊坡綠化，而是更應(yīng)強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與重建、景觀的美化與提升。本文對(duì)生態(tài)防護(hù)技術(shù)在邊坡景觀提升方面的探析可供今后公路邊坡生態(tài)防護(hù)及景觀改善參考。

參 考 文 獻(xiàn)

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Analysis of Techniques for Improvement of Highway Slope Landscapes Based on Ecological Protection

ZHAI Wenguang1, 3, LUO Aidao2, YAN Zongling3

Abstract:Based on the discussion of intension of ecological protection of side slopes, this paper proposes influences of highway construction on ecological environment and ideas for landscaping improvement. The paper analyzes and compares technological principles, technical features, applicable scopes and landscape effects of 19 ecological protection techniques and presents the methods to select and match plants in ecological protection, which play a role of guidance for highway slope protection, restoration for ecological environment in highway area and landscape improvement.

Keywords:highway; side slope; ecological protection; landscape improvement

文章編號(hào)：1009-6477(2016)01-0134-06

中圖分類號(hào)：U416.1+4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：翟文光(1990-)，男，河南省商丘市人，碩士研究生。

收稿日期：2015-08-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAK09B01)

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.01.030