浅谈公路路堤边坡病害的防治技术
2015-07-13
1 概述
公路路基是路面的基础，它承受着本身岩土自重和路面重量，以及由路面传递而来的行车荷载，是公路的承重主体。路基应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基边坡病害是路基常见的病害之一，处理不当，对路基的稳定性构成重要影响。路基边坡的常见病害是滑坡、表面溜坍、坍塌、崩塌、风化剥落、落石、错落、冲沟等。一旦发生路基边坡病害：一方面破坏植被，影响环境；另一方面造成交通中断，影响公路正常运行，带来重大经济损失。如今，随着经济的快速发展，我国的公路建设里程取得了长足发展，公路等级逐渐提高，随之出现了高填路堤和深挖路堑的路段。因此，对边坡病害进行预防、治理显得尤为重要。
2 路基边坡病害类型及表现形式的分析
构成路基边坡病害类型有：路基边坡滑坡、边坡溜坍、边坡坍塌、边坡坍塌、风化剥落以及边坡冲沟，其表现形式为：
2.1 路基边坡滑坡 滑坡是构成公路病害之一，滑坡一方面给行车安全带来隐患；另一方面影响公路的正常运营，甚至掩埋公路、中断交通。因此，需要对滑坡进行预防和治理。
滑坡的产生。滑坡是一种地质现象，在重力作用下堆积层沿着滑动面向下整体滑动。
滑坡的形成。形成滑坡的原因比较复杂，主要有：①自然条件方面。主要表现在：土质较差、地质构造复杂、风化严重、岩性松软等工程地质条件恶劣，降雨量偏大、冰冻、温差大等气候条件恶劣，地下水位较高等。②边坡设计不科学。施工前地质勘探不到位，断面和边坡取值不符合设计要求，边坡设计不符合当地的地质结构，以及边坡的防护、加固和排水设计的不合理。③因工程需要，对边坡进行了深挖路堑处理，地质结构遭到破坏。④施工现场的土壤中含水量变大，导致掩体体积膨胀，进而产生膨胀力，造成滑坡。⑤公路投入使用后，后期公路维修、保养乏力以及检测不到位等。另外，施工过程中工程质量不合格，操作不规范，使用大型爆破等。
2.2 边坡溜坍 对于黏土性质的土壤容易发生边坡溜坍，其危害表现为：发生边坡溜坍，造成侧沟堵塞，甚至掩埋线路，破坏整个边坡。根据多年的现场勘测和调研，边坡溜坍主要表现形式为：第一经过长期阴雨和暴雨侵袭后，黏土质边坡表层土的含水量增大，降低了边坡的抗剪强度，使边坡失去稳定性，进而发生溜坍；第二施工过程中采用黏土将边坡表层进行覆盖，导致地表水和地下水同时对表层的黏土进行双重影响，产生溜坍。
2.3 边坡坍塌 坍塌对边坡的危害持续时间比较长，首先在堑顶表面出现裂纹，然后逐渐扩大，当边坡裂纹达到一定规模，在外力（如地表水和地下水的侵袭以及车辆在行车过程中的震荡等）作用下，沿着边坡发生坍塌。边坡发生坍塌遵循一定的规律：边坡坡度陡于天然休止角，大坍塌前，常有局部的小坍塌发生，虽然坍塌移动没有固定的面，但坍塌体一定是临空的，当发现岩层或土层的休止角与边坡坡度相近时，为了规避行车事故，要进行提前预防。
2.4 风化剥落 所谓风化剥落是指，在风吹日晒雨淋的作用下，表面的涂层或岩层从边坡上剥离下来。对处于岩质、黄土路堑地带的边坡以及软硬相接的松软层容易发生风化剥落。风化剥落发生的初期通过对路基进行维修和养护就能解决，对行车影响不大，但如果继续恶化将破坏边坡的稳定性。
2.5 边坡冲沟 在汇水集中区或高填路段容易发生标牌边坡冲沟。施工过程中，因设置急流糟的位置或间距不合理，边坡压实不到位，防护形式不科学，边坡土质比较恶劣等，都会造成边坡冲沟。
3 路基边坡病害的防护与治理
为了确保行车安全，对一些存在变形和有可能发生变形的边坡，要进行及时有效的防护和治理。
根据路基坡面病害的成因和发展，需要对发生病害的坡面进行相应的治理和维修。边坡防护和维修过程中，按照“实用、经济、美观”的施工原则，以“为行车服务”为最终目的，在实用的前提下，尽力降低维修和防护的成本，对边坡进行防护追求“恢复自然，绿色通道，生态防护，水土保持，经济美观”人与自然和谐相处的境地。边坡的维修和防护方法可以分为三类：植物防护、圬工防护、综合防护。
3.1 植物防护 在边坡维修和防护的过程中，确保边坡稳定的同时，尽力恢复和保护生态环境，进行防护类型选择时，通过种草、铺草皮、植树的方式对边坡进行植物防护。通过种草的方式有利于固定边坡，保持边坡的稳定性。对于被雨水冲刷不严重并且有利于植被生长的路堤与路堑边坡坡面，选择适宜于当地土壤和气候条件的、根系发达、叶茎低矮、多年生的草种对边坡进行防护和维修。在种草过程中通过撒播法、喷播法和行播法等方法，将草植于40cm的表层土中。对于需要迅速绿化的土质边坡，通过平铺式、叠铺式、方格式、卵石方格式的方式将草皮铺置在需要维修和防护的边坡上。在铺种草皮的过程中，先对边坡的坡面进行整平处理，然后将边坡拍平，最后对草皮进行错缝式铺种。另外，为确保草皮的成活率，草皮应随采随用，在夏季或旱季进行铺种作业时，草皮铺设后应经常洒水，保证坡面湿润，提高草皮的成活率。对于土质边坡和膨胀土边坡，将植灌木与种草、铺草皮进行配合使用，保证坡面形成更良好的防护层，灌木种植过程中，应将灌木植于1：1.5或者更缓的边坡上，或在堤岸边的河滩上，通过种植灌木降低流速，促进泥沙的沉积。灌木对边坡的土质要求比较高，对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土地带的边坡不宜采用植灌木方式进行边坡防护维修。
3.2 圬工防护 通过圬工方式对边坡进行防护时，只要对圬工进行科学设计、严格施工，圬工防护在稳定风化岩石边坡方面防护效果非常好，能够有效防治岩石进一步风化和碎落，圬工防护形式主要有：抹面、喷浆、干砌片石护坡、护面墙、捶面、混凝土预制块、抹墙、勾缝、灌缝、导混构造物。抹面主要使用于各种易风化但尚未风化、无剥落的岩石边坡。其坡度不限，但须无地下水且坡面干燥的路基坡。具体步骤为：在路基边坡上将石灰和炉渣的混合土以及水泥、石灰、炉渣的混合土或者水泥砂浆进行摊平处理，然后经过压实、提浆、抹光工序后形成防护层。喷浆和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。进行喷浆防护时，首先对坡面不稳定的土、石在喷浆前进行处理；然后根据山体的实际情况确定合理的喷浆的次数和喷浆厚度，一般喷2～3次，厚度1～3cm，喷射时要保持喷射周到均匀，喷浆2～3小时后进行养护；最后防止水渗入，对边坡顶部和周围进行密封处理。护面墙的防护方式主要有实体、窗孔式、拱式等。利用防护墙进行防护时，挖方边坡控制在1：0.5的范围内，对于封闭的各种软质岩层、破碎的挖方边坡以及易受侵蚀坡面的土质边坡，根据边坡的实际情况选择合适的防护类型。对于易受水流侵蚀、软质岩石剥落严重以及周期性浸水和受水流冲刷较轻的河岸或水库岸坡易于采用干砌片石进行防护。总之，进行圬工防护也存在弊端是：工程造价较高，视觉效果不如植物防护好，从环护角度看，在边坡维修和防护过程中需要慎重考虑圬工防护方式。
3.3 综合防护 在防护过程中，通过吸取植被防护和圬工防护的优点，并对两种防护方式进行综合，在完成边坡维修和防护的前提下，一方面美化公路沿途景观；另一方面又能稳定路基和保护环境。所以说综合防护是一种应用前景非常广泛的形式。综合防护主要有：混凝土网格中空植草、土工合成材料种草、植物、圬工材料种草。
4 结语
综上所述，维修和防护路基，应对路基病害成因进行详细分析，在此基础上，选择适宜的方法对症整治，而选用何种路基边坡防护方案应根据公路等级、当地的自然环境、地质环境、边坡的实际情况等进行综合考虑，科学设计、合理布局，采用经济适用的防护施工措施，严格把关，对每一道工序的施工质量进行严格控制，确保公路的安稳、高效地运营，同时加强公路建设与环境建设的协调发展，保持生态环境的相对平衡。
