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高速公路边坡绿化工程

      边坡是高速公路破坏最严重的地方,由于有些边坡较陡,雨水的冲刷会造成边坡水土的大量流失。因此,边坡绿化其首要功能是生态防护,保护路基,稳定边坡,恢复边坡的自然生态。公路边坡防护大体上可分为两类,即工程防护和植物防护。工程防护多为钢筋、水泥组成的刚性防护;植物防护则为柔性防护,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。 
 
      高速公路边坡绿化 
 
    随着我国社会经济的迅速增长,高速公路已成为国民经济以及现代生活的重要交通枢纽。2006年末我国高速公路总里程已达到4.53万km,2010年将达到6.5万km。高速公路绿化是国土绿化的重要组成部分,是公路建设中不可缺少的主要内容。公路绿化的首要任务是提高公路的服务功能,绿化要达到稳定路基、保护路面、诱导交通、保障行车安全、减轻噪音、保护环境与自然相协调等目的,同时有利于行车安全,为司乘人员诱导视线、减轻眼睛疲劳,从而减少交通事故的发生。 
 
     1 边坡绿化布置原则  
边坡植物防护的主要目的是固土护坡、防止冲刷,兼有美化环境的功能。一般应选择干旱、瘠薄、根系发达、覆盖度好、易于成活、便于管理、同时兼顾景观效果的草本或木本植物。边坡以种植草本地被为主,根据不同地段的实际情况,采用丛植、列植等绿化模式,尽量做到乔、灌、花、草搭配,形成不同景观的植物群落。  
      边坡生态防护植物配置技术原则是采用以水土保持为主,兼具生态景观效果边坡防护要考虑对整个植被进行逐步恢复,应以林草植物为主进行生态模式配置,有利于固土护坡,防止水土流失,改善高速公路边坡景观和行车效果,有利行车安全。以适应生态学理论为依据,尊重自然、正视自然、保护自然、恢复自然,兼顾生态效益、经济效益和社会效益,以达到四季常绿并可体现有当地特色的景观效果;同时在选择植物种类时要坚持生物多样性,多科属结合,乔、灌、草结合,营建乔、灌、草结合的多树种、多结构、多功能的复层生态景观群落,有效增加绿量和绿叶面积,挖掘单位面积上的潜在生态力,提高叶面积指数,整个绿化沿线注意立体空间上的线条变化和节奏感。但应在考虑气候、土壤、立地类型的基础上,优先选择耐干旱、耐瘠薄、抗污染、观赏性强的树种及草坪地被植物,既能适应当地土地条件,又能满足公路绿化的要求,达到功能、艺术、科学的统一。 
      在路堑边坡(上边坡)应考虑采用不同草种或草灌混栽技术,一年生草本(或越年生)与多年生草本搭配,再混栽一定比例的灌木或小型乔木。起初一年生草本迅速生长,固土护坡、防止冲刷效果明显。以后多年生草本和灌木或小型乔木成为优势种,固土护坡及景观功能进一步加强。路堤边坡(下边坡)宜选用多年生、耐寒、耐旱、耐瘠薄、生长势健壮、再生能力强的草种。  
 
      2 边坡绿化植物选择  
      边坡绿化主要目的是防止流水冲刷、风蚀、保护路基、降低噪音、吸收有害气体、创造优美的行车环境。路堤边坡的绿化,由于土质和保水性能很差,应尽量不破坏自然地形地貌和植被,采用抗逆性强、根系发达、易于成活、便于管理、兼顾景观效果的多年生草本或木本植物。  
目前用于护坡的主要植物材料乔木种有:紫穗槐、美国地锦、荆条、沙地柏、柠条、柽柳、垂叶榕等;藤本植物:长春藤、藤本月季、爬墙虎、紫藤、扶芳藤等;杜鹃等灌木种;天堂草、狗牙根、假俭、锦鸡儿、金钟、小冠花等多年生草本植物。 
      3 边坡绿化植物养护  
公路边坡的植物定居后,在其群落结构中,仍是以草本植物为主,灌木属于从属的位置,因为草本植物早期生长速度非常快,而且耐贫瘠,这样可以尽快恢复边坡的植被覆盖,控制土壤流失,美化路容。但是这样的植物群落结构非常的不稳定,如果措施跟不上,草本植物过度发育,群落中的灌木很快就会因为营养、阳光、水分和其他资源不足而被草本植物“吃掉”,另一方面一旦草本植物把土壤中的营养捎耗到一定程度,很可能出现大面积的衰退,并且重新回到裸地的状态。这种现象已经在以往的高速公路植被恢复建设中已经是屡见不鲜。未雨绸缪,制定合理养护管理措施,促进植物群落向目标群落转化,是公路边坡绿化的重要内容,主要养护措施包括肥水管理措施、补栽措施、其他辅助管理措施等。  
     3.1 肥水管理措施  
      制定肥水管理计划,在施肥这个环节,针对植物群落的不同发育时期,采用不同的肥料配比,抑制草本的生长,促进木本植物的发育,从而达到逐步以木本植物为主的植物群落;水分是植被能否存活的另一个重要的原因,植物在不同的生长发育时期对水的需求量有很大差异,不同植物对水分的需求量也不同,通过对水的管理可以实现对群落演替方向的调控。其中包括喷水养护和追施肥料等措施。喷水养护分前、中、后期水分管理,前期喷灌水养护为60天,中期靠自然雨水养护,若遇干旱,每月喷水2~3次;后期养护每月喷水2次;追施肥料,为满足草本植物氮磷钾等营养需求,维持草苗正常生长,须在苗高8~10cm时进行第一次追肥,追肥分春肥(3~4月)和冬肥(10~11月)两次,另外,还可依据实际情况进行叶面追肥,如用0.1%的磷酸二氢钾或0.3%的尿素液喷施。  
     3.2 补栽措施  
培育稳定边坡植物群落,由于公路的养护资金非常有限,培养稳定的群落,充分发挥自然力在其中所起的作用,逐步减少养护费用。其中一个主要的措施是增加群落中的多样性。一个群落中如有多个物种,而且各物种的数量较均匀,则该群落具有高的多样性;如果一个群落中物种少,而且各物种的数量不均匀,则该群落的多样性较低。一般认为群落的结构越复杂,多样性越高;群落也越为稳定;并把群落多样性作为其稳定性的一个重要尺度,在植被建植的早期由于恶劣的立地环境,仅有少量植物可以在边坡上定居,
      群落的多样性指数很低,其稳定性和恢复力都很弱,需要大量的人工辅助措施才能确保群落不退化,在后期随着小气候条件、土壤条件和其他条件的完善,需要在未来群落的不同发展时期,适当加入一些本地的其他植物,提高群落多样性和群落的稳定性。  
 
     3.3 其他辅助管理措施  
      其他辅助管理措施,如修剪、间苗、疏枝以及采用化学药剂等多种措施控制边坡群落的演替方向。包括防治病虫害和防除杂草等措施,防治病虫害是出苗后随时观察有无病虫为害,不同草本植物所发生的病害和虫害是不一样的,一经发现,需及时喷洒针对性农药。防病害可用59%多菌灵可湿性粉剂1 000倍液,甲基托布津800~1 000倍液等;防虫害一般可用敌百虫800倍液、氧化乐果、三氯杀螨醇1 000~1 500倍液等高效低毒农药;防除杂草,杂草主要与主栽草类争光、争水、争肥,且有碍草坪景观,防治方法为播种前土壤使用草甘膦、卡可基酸除灭,草苗播出前使用地散灵、恶灵草、环已隆等灭除杂草种子发芽,杂草生长已高出主草丛,可采取人工拔除。 
 
      4 边坡植被恢复  
      公路在建设过程中,尽管采取多种避让措施,特别在靠近山地的区域,但还是不可避免地破坏了相当大面积的天然植被和人工植被,使之成为裸露的坡面;另外公路建设中产生了大量的坡面也从另一个方面增加了裸地的面积,选择适宜的手段,恢复边坡的植被覆盖,减少土壤侵蚀,巩固路基,是公路景观中一个不可或缺的重要环节,边坡在路域可绿化的面积中所占的比例最大,最适宜创造一个具有地带性特点的植物群落。应用植被恢复的理论体系建立公路边坡绿化植被恢复体系,力图建立一个利用当地物种资源,撒播与管理,逐步恢复的公路边坡植被恢复理论体系,并加强相关步骤的推广试验研究,其恢复理论目前国内还没有成熟,有待研究。  
 
     5 新技术应用及推广  
      近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又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。目前已根据不同的边坡土质条件,创造出人工种草护坡、平铺草皮护坡、液压喷播植草护坡、土工网植草护坡、OH液植草护坡、行栽香根草护坡、蜂巢式网格植草护坡、客土植生植物护坡、喷混植生植物护坡、岩石边坡喷混植生植物护坡。客土喷播、三维网植草等不同边坡植物防护技术。另外值得一提的是沪蓉西高速公路湖北宜(昌)长(阳)段采用了“布鲁特”岩石边坡生态防护技术,摒弃了以往单纯的以边坡土壤为植物生长的唯一载体,转变成以土壤改良剂改良坡脚、坡顶的土壤,为植物生长提供稳定的基质;同时,通过安装、固定在坡面的罩面网,强制绿化边坡,固定坡面的石块,为后期的攀援植物的生长提供支架,为最终实现自然的人工生态恢复提供了保障。大多数公路绿化根据各路段立地条件的不同,采用的是多种方式相结合,如广梧高速公路(马安~河口段)采用了挂镀锌铁丝网(或土工格栅网)喷混植生、挂三维网植草、直接喷草植生、客土喷播植草等4种形式综合整治的绿化方案,总体采取挂网客土喷播进行绿化,注重藤、灌、草的相互搭配,确保立体绿化的效果,从而达到绿化防护和景观建设的目的。在未来还将有很多新技术应运而生,这些新技术将为高速公路边坡绿化布置的合理性与生态效应的发挥达到理想水平。  
 
     6 展望  
      高速公路边坡绿化主要起到护坡、稳定路基、减少水土流失和丰富路域景观的目的,在以往的设计中多采用大面积的满铺浆砌片石的方法进行防护,这样不仅不美观,而且与自然环境也不协调,设计时应将美观、环保和防护功能结合起来,多采用植草种花和衬砌护坡,如确实要做护面墙护坡的,也宜做成窗格式,在窗格内植草、种花,总的来说公路边坡设计绿化布置时千篇一律,没有创新点。主要缺乏对边坡植被恢复的研究和高速公路边坡植被恢复体系的建立,今后应加强此方面的研究,不盲目种草、种树,要尽量考虑本地物种,慎重选择先锋物种,避免外来物种入侵;加强对新技术的研究,工程措施与植物措施相结合,达到社会效益、经济效益和生态效益的统一。 
 
     植物绿化边坡的分类 
 
      生态边坡已经在发达地区得到广泛应用,除了美观和环境友好[environment friendly]等特性,有很好的根固作用,特别是优越的抗拉强度[香根草根系抗拉强度大,达75MPa!!!],让人叹为观止。 
 
     1 人工种草护坡  
       人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。  
 
     2 平铺草皮护坡  
      平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。  
 
    3 液压喷播植草护坡  
     液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好, 
      正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。  
 
    4 土工网植草护坡  
      土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。  
 
    5 OH液植草护坡  
     该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL?OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL?OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。  
 
    6 行栽香根草护坡  
      香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。  
 
    7 蜂巢式网格植草护坡  
 蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。  
 
 
    8  客土植生植物护坡
     客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土) 和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。  
 
    9 喷混植生植物护坡  
     喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。 
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