公路工程坡面及场地植被恢复技术综述

公路工程坡面及场地植被恢复技术综述
林伟，王薇，张林
【摘要】摘要:公路建设工程是线性建设项目，对原地形地貌存在巨大扰动，破坏了原路域的生态环境，于是公路工程坡面及场地植被的恢复就日显重要。

本文是在阅读大量文献基础上，对国内外公路工程坡面及场地植被的恢复技术的综述，系统阐述各国对该技术研究发展的过程和技术特点，最后对3种当今常用公路工程坡面及场地植被的恢复技术进行归纳总结。

【期刊名称】交通节能与环保
【年(卷),期】2010(000)003
【总页数】3
【关键词】关键字:公路工程；坡面及场地；概述；植被恢复技术
1 前言
根据交通部出台的《交通、水运交通发展三阶段战略目标（基础建设部分）》，2010年全国公路总里程将达180万公里，其中二级以上公路达36万公里；2020年全国公路总里程将达230万公里，二级以上公路达55万公里；2040年公路总里程将超过300万公里，高速公路总里程达8万公里。

可见我国的公路建设任务是非常繁重的。

公路建设不可避免地要对道路通过地区的生态环境产生影响，主要表现为改变地形地貌、扰乱土壤结构、破坏植物群落、降低生物多样性、影响局地气候、增加水土流失危险性等。

如不对其实施保护措施，不仅公路自身的设施安全和行车安全得不到保障，还将对周边地区的生态环境带来不利影响。

我国有三分之二国土地处山区或丘陵地区，公路的大量建设，形成了和必将形成大量的坡
面及裸露场地。

边坡的开挖使地表植被遭到破坏，水土流失加剧；同时在坡度较大或构造不良的地方，还可能造成崩塌、滑坡等，给工农业生产和人民生活带来严重危害。

因此，公路工程坡面及场地植被的恢复与重建技术的研究，将成为今后公路工程中不可缺少的重要研究内容。

2 国内外公路坡面及场地植被恢复技术概述
2.1 国外概况
西方等发达国家在公路建设中十分重视人与自然的和谐与统一，公路工程坡面及场地植被的恢复技术的应用在发达国家已有很长的历史，如美国于1936年在南加利福尼亚州的Angeles Crest公路边坡治理中就首次应用了生态护坡技术。

美国人认为边坡自然植被遭到了不同程度的人为或地质灾害破坏，无论采取什么手段对其治理，最好的方法就是恢复边坡原有生态系统，这也就是美国人推崇的需从生态学的角度看待边坡治理，传统的栽树不等于绿化的观念，即利用恢复生态学的基本理论指导边坡治理。

在过去的30年的时间里，随着一系列国际会议的召开和杂志、专著的出版，恢复生态学逐渐取得了应有的科学地位，它建立了完整的理论体系，如生态限制因子原理、生态系统的结构理论、生物适宜性原理、生态位原理、生物群落演绎理论等。

它们为边坡的生态系统的恢复提供了有力的指导，在植物选择，恢复过程，恢复评价，能量和物质循环等多个方面为边坡生物治理提供支持。

同时，美国高速公路设计中，尽量避免高填深挖，减少对原地形、地貌的影响，对可能出现大挖、大填的地段或采用较大纵坡减少开挖深度及填方高度，或是采用隧道或桥梁。

路基横断面布置非常灵活，根据地形采用整体式，有时采用分离式，力求路线与环境相协调，不过分追求最为短捷的线路，以减少对自然
环境的破坏。

州际高速公路边坡坡度一般很缓，土质挖方边坡一般为1∶1.25～1∶3，填方边坡为1∶3～1∶6。

边坡防护大多为植树、种草或采用草杆、废旧轮胎加工成的絮状物等覆盖物将边坡坡面覆盖，除了在桥台前的边坡用圬工铺砌和局部路段的混凝土（加筋）挖土墙外，边坡几乎全用生态防护。

美国公路的排水设计非常注重环境保护，其边沟表面上看基本都是坦三角形或浅蝶形，边沟内并不用圬工铺砌，而是土工织物种草，真正的排水系统还在下面，由于公路两边的植被非常好，滞留系数大，水流缓慢，雨水通过边坡漫流至边沟，再渗至边沟下面的暗沟里，然后由地下排水系统排除。

即使下大雨也很难看到两面边沟哗哗的流水，地表径流对边坡冲蚀力很小。

对没有地下排水系统的一般公路边沟，采取在沟内铺碎石和天然石头，以减慢水流速度，防止水土流失。

所有方法分为两类，一类单独利用植物，对边坡进行防护绿化，如植物篱笆（living fascine）、植物桩(living staking)、植树、栽草皮等；另一类和护坡建筑物或土工材料配合对边坡进行防护和绿化，如绿化墙（包括栅墙）（vegetated wall）、框格绿化法、植生带（毯）绿化法、土工网（袋，一维或三维）绿化法、阶梯墙绿化法、带孔砖（或砌快）等。

在公路路域生态技术研发方面，日本做了大量的工作。

日本是一个多山的国家，加之公路又多数修建在山岭之间，从20世纪50年代首次提出“绿化工程”的概念起，到80年代山寺喜成等对绿化工程理论和技术体系的不断发展和提高，大量绿化新技术在工程实践中不断涌现，例如吹附工法、筋袋工法、网垫工法、连续纤维工法等。

这些新技术不仅有绿化速度快、坡面保护效果好的特点，还强调了道路与自然的协调、景观与生态的统一。

近年来，日本又开发出了厚层基质挂网喷附、水泥混凝土框格喷附和生态水泥喷附等技术，使以往难易解决
的高、陡、岩石边坡的绿化问题也得到解决。

对于公路建设施工中植被破坏严重的地方，如取弃土场坡面及场地、路堑工程中高填深挖处坡面及场地等，美国日本都以“最大限度恢复”为原则，采用以种植树木(木本植物)和灌木为主、植草辅助的方式来恢复植被，在条件可许的情况下改建为成耕种农田。

这样能起到先期对坡面的防护作用，树木长大后，能有效的挡风、挡雨、避荫保水，控制较陡峭边坡的土壤侵蚀，有效的防止水土流失，几年以后能形成较好的景观效果。

其中对于劣质土及垃圾处理场，废石等种类的弃土场，发达国家为了解决劣质土的危害问题，成立了再利用中心，进行土质改良，以达资源再利用的目的，比如制造为建筑材料、混凝土，日本还常用于填海建地。

2.2 国内概况
我国的公路工程常用坡面及场地植被技术，经历了从简单到多样、从传统技术到现代技术的发展过程，这种发展变化是与公路绿化的模式和公路建设规模直接相关的。

我国最初的公路绿化模式就是种行道树，绿化技术主要借鉴林业部门的造林技术。

随着全国公路网的初步形成，绿化的范围扩展到公路边坡，园林部门的种草和铺草皮技术被引入公路领域，并与植树技术相结合，形成了公路绿化的传统技术模式。

我国在20世纪80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，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供鉴铁路部门的经
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，有的甚至中断交通。

今天随着人们环保意识的加强，公路建设者们在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种了花草树木，既可防风护坡，又可恢复生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。

但是，由于各处工程项目所处地理气候的差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，如何处理好公路边坡综合防护问题，使公路边坡与生态环境能够协调发展是我们面临的一个重大的课题。

目前在边坡综合防护工程中，液压喷播、客土喷播、喷混植生、植生袋、三维网等是具有典型生态防护施工技术；在边坡绿化养护工程中，滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术。

随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入，其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

相比于我国高速公路的主体工程建设，取弃土场的设计水平较低，发展相对落后。

但通过对以往的经验教训的总结，现在的综合设计也正在本着不破坏生态环境的基础上，尽量使其在农林业生产方面发挥效益，维持自身的生态能力，具有观赏性的方向发展着。

弃土场的生态恢复以达成在自然环境下，本身可以良性运营，逐渐接近周边自然环境为设计目标，建成的弃土场要求具有平坦的表面，高陡的要进行削坡升级，实施排水工程，弃渣弃土进行分项设计，增加
稳定性，尽量恢复成适合一般农作物或树木的生长环境。

从经验得出对土质边坡可采取乔灌草结合的立体植被进行防护，对石质边坡的弃土场，可先进行覆土整治，再恢复植被。

取土场的处治是不容忽视的。

现在高速公路设计中，对于小型的取土坑，能够回填恢复的，利用路基建设不需要的废方进行回填，其上覆盖腐植土种植草皮或恢复复耕。

其次，对于大型的取土坑，难以恢复原状的，要经过研究讨论，能利用为如鱼塘等的最好，不可行的也要尽量种植被，可采用林、草、藤结合，这样覆盖快、效果好，避免了大面积的土石裸露，提高了周围环境和自然景观。

随着高等级公路的建设，促使我国公路工程常用坡面及场地植被技术开始向现代化转变，以机械喷附为代表的新型植被建植技术在国内许多高速公路建设中被尝试应用，绿化范围也从公路边坡扩展到中央分离带、互通立交和服务区，全方位、立体式、多功能、景观生态的设计理念和绿化模式正成为我国公路路域生态建设的指导思想。

可以说，具有中国特色的现代化公路工程常用坡面及场地植被技术体系已经有了初步的框架结构。

3 公路工程坡面及场地植被恢复技术介绍
3.1 回填（或换填）客土技术
公路工程边坡（挖方或填方）和场地种植植物绿化，进行路域植被恢复时通常都要进行回填（或换填）客土，并对回填的客土的进行土壤改良处理。

回填（或换填）客土存在的土壤问题在挖方边坡表现得尤为严重。

对于挖方边坡而言，土壤的有机质层被破坏，心土层或母质层外露，土壤的理化性质很差。

如果不在其表层添加改良土壤或有机合成物质，只是简单地在其上部栽种植物的话，即便植物能够发芽，但也难以正常生长并形成稳定的植被层。

对于填方边坡和场地的客土土壤情况要略好于挖方边坡，大部分的填方边坡和场地或多或少地会有一些沙质或泥质颗粒外露，但其养分情况也难以与该地的自然土壤相比，如果不对其进行改良的话，填方边坡和场地的植被也很难早期恢复，往往呈现处稀少、散落、发育不良的状态。

我国许多公路工程边坡和场地经常出现一年绿、二年黄、三年死亡的问题，很重要的原因之一就是忽视了路域客土土壤的改良，只是简单地把草种播撒在缺少土壤或土壤肥力极差的客土表面所致。

回填的客土土壤改良处理的方法通常有两种方式:（1）添加土壤改良剂处理技术；（2）施加肥料处理技术。

3.2 喷播技术
该技术的核心是在岩石坡面上营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。

它利用专用的喷射设备将土壤、有机质、保水材料、肥料、木纤维、粘合剂和植物种子（灌木或草种）等混合后喷射到岩石上，由于专用粘合剂的粘结作用，混合物可在岩石表面形成一层连续的具有孔隙的硬化体。

一定程度的硬化使种植基质免遭冲蚀，而混合物中的保水材料、营养成分适合植物种子的生根发育。

施工时，首先应对坡面进行整修，清除坡面上不稳定的石块，保证坡面稳定，其次利用专用的客土喷播机将按比例混合后呈干粉状的种植基材和种子、肥料等的混合物喷播到坡面上，然后利用无纺布或草帘进行覆盖，待植物种子发芽生长后，进行后期养护管理。

该技术可以有效地解决裸露边坡的生态植被恢复难题，可形成稳定的植被覆盖和良好的生态系统，从根本上减弱由于高速公路修建对环境所带来的恶劣影响。

3.3 植生袋技术
植生袋是最近几年发展起来的坡面及场地植被恢复新型技术，它用化纤制品或棉麻制品制作的表面网眼较大的袋子，袋子内装有客土和植物种子。

也有的植生袋是用纸质植生带外套编织网缝制而成，袋子内只装上客土就行。

植生袋可按一定的间距固定在坡面上，也可以相互重叠地沿着坡面码放，在坡面上形成一种完全由植生袋构成的防护层。

当水热条件合适时，植生袋内的种子就会发芽并穿透袋子长出来，在坡面上形成植被层，达到保护坡面、恢复植被的目的。

植生袋内也可以移栽灌木或乔木的幼苗。

4 结语
综上所述，公路工程坡面及场地植被恢复生态防护工程建设中，应树立“尊重自然、恢复自然”和“最大限度恢复”为理念，积极探索创新公路坡面及场地植被恢复技术，采取一切措施，尽快恢复公路坡面及场地原来的自然植物，使防护工程的植被与周围环境融为一体。

参考文献:
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