路基边坡冲刷及其防护研究

王林珍

平阳县交通投资集团有限公司

伴随着我国公路建设规模扩大的同时，逐渐产生越来越多的边坡，加上在边坡防护方面的措施不足，从上世纪的90年代开始，我国每年因为降雨所引发的公路边坡坍塌、滑坡现象不断增多。边坡的冲刷会对公路的建设与运行等方面都带来很大的经济损失，从而出现大规模的水土流失、交通阻断等现象。所以开展边坡冲刷方面相关的分析研究工作，对冲刷防护设计、防范水土流失与边坡失稳等方面具有十分重要的现实意义。

1 引言

路基属于公路的一个重要构成部分，路基边坡质量的好坏直接关系到道路的实际使用质量状况。坡面水流的冲刷破坏作用非常明显，因为边坡水流的浸润、冲刷情况容易导致边坡土颗粒之间的抗剪能力降低，由此导致失稳的破坏现象十分常见。第一种情况下，一般可以充分考虑和在设计中克服，并通过对边坡侵蚀的降雨产生的后者的不稳定性是难以预测和预防。路基边坡冲刷已经成为公路边坡极为常见的一种问题，在南方的多雨地区则更加明显。边坡冲蚀破坏的公路建设，给运行等带来巨大的损失，造成大量水土流失，交通中断和增加建设投资。由于影响边坡冲刷破坏的因素比较多，目前对边坡的冲刷破坏机理模糊不清，以及分析模型与稳定性评价方法的不重视，因而在设计和养护过程中导致这类病害的发生。而目前边坡冲刷设计往往千篇一律，不论路堤的高低均一样，通过以往经验或实验设定防护方法，对冲刷破坏的机理并未深入了解，这是一种不重视，盲目性的行为，因而出现防护过度或不当，造成严重的经济损失。所以开展边坡冲刷方面相关的分析研究工作，对冲刷防护设计、防范水土流失与边坡失稳等方面具有十分重要的现实意义。

2 路基边坡冲刷的影响因素

降雨特征

降雨是引发边坡冲刷的诸多因素当中至关重要的一个因素。主要是在一定的质量和速度下落的雨滴，随着土壤颗粒表面的瞬时接触是一个斜坡的影响更大的动力，从而促使这些土壤颗粒剥离的土壤变得松散颗粒，其中一些使土壤粒子跃迁。这种雨滴击溅不仅成为坡面冲刷最初的表现形式，而且为后续发展的径流冲刷，泥沙运动提供了大量的松散土颗粒来源。

边坡的形态特征

所谓边坡的形态特征是指边坡的坡高、坡长、坡度和坡形。实际工程实践中，路基的边坡加固防护设计主要依据边坡高度及边坡岩土体种类进行，目前使用的设计规范也做了相应规定。假如边坡高度大于相应的总高度时，则需要先进行稳定性计算验证后再确定实际的边坡坡度。

边坡土层性质

土体是三相体系，即由固相（固体颗粒）、液相（土中水）与气相（气体）构成。在土壤矿物组成的固体颗粒的变化，虽然它们之间的弱连接，但可能与周围的一系列复杂的物理和化学作用的土壤发生。故在外力作用下，土体既表现出一般固体的特性也表现出一般液体的特性。主要影响因素有矿物成分、颗粒级配、水和气含量、结构构造等。

3 路基边坡坡面防护工程措施

边坡防护是在边坡稳定的重要条件，其主要作用在于能够降低温差与湿度的变化影响，以延迟弱风岩石表面的破碎与侵蚀演化过程，同时隔离边坡土体减少坡面水流对表面土体的雨水冲刷作用，从而有利于维持边坡的稳定性，在很大程度上需要兼顾路基环境的美化与协调。现阶段已经形成一系列的工程防护措施，比如严格地控制边坡的压实度，通过植物防护与污工防护等方式。这些措施对径流变化具有一定的动态特性，同时能够充分改善土壤的强度与耐坡面径流冲刷边坡防护能力，从而起到良好的防护作用。

支挡加固

保留对不稳定的岩土边坡治理的基本措施，围护结构采用固定的治疗是一个更可靠的手段。其优势主要在于能够从根本上可以解决边坡的稳定性问题，从而达到防治的目的。加固是指对于边坡岩土体较软弱，边坡坡体破碎，节理裂隙较发育，坡体存在潜在的破裂面时，采用一定的固定材料共同持力，以提高边坡岩土体承载力。支挡加固的主要措施分为挡土墙、护面墙、抗滑桩、树根桩、砂浆锚杆加固、预应力锚索加固、秃顶加固以及注浆加固等形式。

排水

排水措施一般分为坡顶截水沟、坡面排水沟、地下盲沟以及坡内排水孔等各种形式。在边坡的外缘区域设置相应截水沟，可以拦截坡体外水流从而避免边坡以外的水流入到坡体中，对边坡进行冲刷会相应地影响到边坡的稳定性。在坡体内设置排水沟等各种排水设施可以使大气降雨尽快排出坡体，防止对边坡稳定造成不利的实际影响。

坡面防护

坡面防护手段有植物防护、污工防护等。植物保护覆盖的斜坡草坪，种植树木，等，取决于植物的根部，起到固土，防止侵蚀的保护措施。这种防护措施通常是适用在边坡较低、坡脚较小、土质较好等情况，同时有适宜植物生长环境的稳定边坡。植物防护最大的优势在于对于环境的美化与保护作用，存在的问题主要表现在抗冲刷能力较低，对部分土质不良地段只依靠植物防护的作用是无法达到防止冲刷的理想目的。砌石护坡措施可用于混凝土，砂浆和石膏，喷浆，喷浆，喷射混凝土边坡挂网，锚喷支护边坡，砌女儿墙等。该措施能有效避免开挖边坡坡面的岩石风化剥落及落石掉块等现象，这种类型的防护抗冲刷能力比较强，然而造价高、美观性较差同时对环境容易造成污染，因此通常都不使用，对一些土质较差的地段使用时，应当注意整体的美观以及与周围环境的协调性。

做好植被防护工作

坡面防护需要依靠植被，笔者认为可以通过种植草和铺草皮的方式来加强边坡的稳定，一旦坡面发生轻微的冲刷，再加上草类生长的土质路堤和路堑边坡，可以达到防止水土流失和表土固结等问题的出现，在一定程度上加强了路基的稳定性。铺草皮常用的方法有以下四种类型：方格式、平铺、平铺叠置和卵石方格等。

所选用的草籽一定要考虑当地的环境条件，比较适宜采用根部发达、枝叶茂密和生长较为容易的多年生草种，不过笔者认为若要形成良好的覆盖成，应当混合使用几种草籽。

众所周知，在路基边坡上适当地种植一些植物，路基得到加固的效果会比较明显。也可和种草、铺草皮配合采用艘坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡，有利于及早成林，起到良好的防护作用。

4 结束语

路基是公路边坡的一个重要构成部分，直接关系到路基的稳定与使用的质量状况。路面的损坏状况通常是路基排水不顺畅、边坡失稳等问题有很大关系，同时修复的难度大、费用高。近些年以来，伴随着我国公路建设事业的快速发展，各种公路设施不断增加，高陡边坡大规模出现，导致路基边坡冲刷现象不断发生，从而引发的滑坡、泥石流、道路交通阻断等问题，为国家与人民的生命财产安全造成重大的经济损失。边坡冲刷侵蚀过程，这个过程实际上是一个整体的、综合的行动系统。关于这项问题的分析研究首先应当充分了解其相应的物理力学机理，同时根据冲刷面的流水动力作用与边坡坡面上的物质特征分析，认识边坡岩土侵蚀、冲刷以及侵蚀强度对产生坡面侵蚀的具体条件因素，对于侵蚀边坡的稳定性评价应当采取科学合理、价格便宜的处理方法，对边坡实行有效的加固防护处理。