边坡植被防护理论概述

植被护坡资料摘要

1 植被边坡防护的意义

防护工程是公路建设的重要组成部分，是防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观及保护生态平衡的重要措施。高速公路路堑边坡防护方法通常分植物防护和工程防护两大类。工程防护主要利用污工砌体或混凝土形成一定的结构对路堑边坡进行处治，由于其取材方便，设计施工技术较成熟，处理深层失稳坡安全性高，故成为公路部门一长久以来一直采用的防护方法，但该法造价较高，易破坏公路沿线自然景观及生态平衡。缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于水上保持，大量的雨水直接流失，还加大了对道路周边地区的冲刷，给农田水利带来不利影响;另一方面也不利于改善高速公路的行车效果，大量裸露的岩石和混凝土视效果非常差，也不利于吸收阳光和汽车尾气，与高速公路快捷舒适的特点不相协调，在一定程度上也给高速公路的行车带来不安全因素。

国际上一般把植物防护定义为:“用活的植物，单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀。其途径与手段是利用植被进行坡面保护和侵蚀控制。因此，植物防护被誉为有“生命”防护。工程防护是植被防护的基础，两类防护形式是相互支持相互渗透的，只有将两者有机结合，才能起到永久防护美观耐用的目的，而且能大幅降低工程造价。一般来说，边坡生态防护就是将二者结合，在边坡基本稳定的基础上，主要是靠植物根茎与土壤间的附着力以及根茎间的互相缠绕来达到加固坡面、提高坡表抗冲刷的能力。边坡生态防护不仅可以加固边坡，保土涵养水源，减少水土二流失，而且还可以净化空气，保护生态，美化环境，保证行车安全，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益，在越来越重视环境保护和人类自身生存质量的今天，生态防护己成了公路边坡防护的一种趋势，代表着边坡防护的发展方向。

日前，国内大多直接从国外引进现有的防护技术，生态材料也直接进口，造

成了一方面防护成本过高，无法在国内广泛推广;另一方面由于地形、气候、施工等多种因素的影响，防护效果并不明显。因此，如何结合我国的实际情况，综合考虑防护效果和环境美化，进行高速公路边坡生态防护技术系统性研究，提高我国边坡防护工程的设计水平，降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，对高速公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究，有着重要的生态效益、社会效益与经济效益;通过此类对边坡生态防护的研究对其它诸如铁路、水电等边坡的防护也有重要的借鉴意义。

2研究现状

植物防护是生态防护技术中最重要的部分。利用植物防护是一种古老的方法，它的实践可以追溯到遥远的人类古代文明。但是，把植物防护作为一种工程技术方法进行深入系统地研究，则是近十几年的事。例如，国际上直到1994年刁‘在英国的牛津召开了第一次专门以植物防护为主题的国际学术会议。植物防护至今没有形成一个贴切的术语，英文中有称Biotechnique, Soil bioengineering Vegetation或Revegetation等。和国外相比，国内这方而的研究工作总体来说起步较晚，鲜见此方面的专门研究文章，只是近儿年刁‘对植物固坡研究逐渐重视起来。

植物防护边坡作为一项工程技术，人们从防护理论及技术应用两个方面进行了大量的研究。

2.1国外研究现状

植物防护边坡的实践在欧美国家历史久远，在中世纪，法国、瑞士的运河岸就采用栽植柳树的方法来防护。在饱尝了“黑风暴”等生态灾难后果之后，美国

首先开始认识到了生态平衡和环境治理的重要性。1943年Moohsh R. H进行了利用草皮恢复路边植被的实验。进行了公路两侧草皮种植的试验，通过不同播种时间、不同草种及草种组合的小区试验来探讨建立草皮的方法。五十年代后，随着公路的大量兴建，公路建设对环境的影响越来越受到社会的关注，为此美国制订法律要求新建公路必须进行绿化。机械化施工的喷播技术应运而生，1953年Finn公司首先开发出了喷播机。从六十年代开始，美、德、法等发达国家开始大规模修建高速公路。喷播技术等绿化新技术在稳定边坡、防止土壤侵蚀和恢复植被等方面得到了少“泛应用。日本提出了功能栽植的概念，对于公路绿化起到了重要作用。七、八十年代，山于公路植被的大量建植，如何管理和养护这对植物根系的主根与侧根加固作用的力学机理进行分析，并建立了模型可计算边坡的安全系数。Robert R.Ziemer O'Loughlin &Ziemer , Kazutoki A B E&Robert R.Ziemer 等也都认为，有根系的土壤比没有根系的土壤达到破坏前，能承受较大的剪切位移。Piers Villaggio(ibl >N.S.Nilaweera&P.Nutalayal1'1, Donald H. Gray & Robbin B. Sotirl"11191、仓田益二郎和安保昭1211等人对植物根系固坡力学机理和施工方法进行了大量的理论研究，取得了丰富成果。此外，国际上发达国家已有专门的设计机构和专业研究人员进行了较深入全面的研究，并制定了较完备的设计、施工规范。

植物护坡工程技术的应用，欧美国家主要是围绕着防止坡地免受雨水侵蚀的目的而进行的，目前常用的护坡方法有活枝捆垛(live fascine)、活枝扦插(live cutting)、树枝压条(brush layer)、枝条篱墙((wattle fence)等，主要应用于公路边坡的植被防护及河堤护岸。另外液压喷播技术(hydroseeding或hydraulic mulching)自20世纪50年代发明后至今也获得广泛应用。20世纪80年代又发明了三维网植草护坡方法。从总体上看，目前日本在植物护坡工程技术研究方面处于领先地位。在日本，植物护坡被称为坡面绿化。二战结束后，日本大规模的公路建设为其现代坡面绿化提供了大量的机会，发展至今己有半个多世纪的历史，期间己经历了无数的变化。最初以川端勇作为代表，开发了采用外来草种的植生盘用于道路坡面，标志着以牧草类为代表的外来草种开始用于坡面绿化。随后是京都大学农学部造园学研究室研究快速绿化工法，开发了喷射种子法并应用于高速公路取得良好效果。在其后数年开发出的纤维土绿化工法(Fiber-soil Greening Method)