摘要
高速公路边坡的稳定性关系到高速公路运营的安全性，传统的工程护坡技术能够较好的解决边坡的稳定性问题，但却破坏了生态环境。随着人们环保意识的不断增强，要求工程建设的同时还必须保护周边的生态环境。 近几年来，铺草皮护坡、植生带护坡、液压喷播植草护坡、三维植被网护坡、挖沟植草护坡、土工格室植草护坡等绿化护坡技术得到了迅速的应用。由于这些技术在保证边坡稳定性的同时，又恢复了因工程建设破坏了的生态环境，因而这些新型的护坡技术—出现就受到广泛的重视。 与传统的支护方式相比，这些绿化护坡技术有一个本质上的区别：那就是它不同于传统的抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护墙、挂网喷浆护坡等护坡方式，将边坡封密的非常严密；也不同于挡土墙、抗滑桩、长锚杆、锚索、锚索桩等工程手段，让边坡的局部面完全暴露于空气中。它是一种用植被将边坡覆盖的护坡方式，边坡与空气处于非完全封密状态。因为植被在将边坡与外界隔开的同时，它与外界还有各种物质的交换，比如水分、热量、矿物质、养料等；所以将它概括为非完全封密护坡方式，与传统的护坡方式区分开来。在适合植被护坡的边坡上使用植被护坡技术，有很多优点。工程量小，无须为之做辅助工程；工程材料为当地土壤、草籽、少量的水泥和其它的添加剂，节约资源，而且几乎没有污染；可以有效的调节沿线的生态平衡，不会产生“热岛效应”；工程造价低，而且服务年限长。可以有效的弥补以往工程的缺陷。目前的非完全封密护坡方式主要以植被护坡为主，随着护坡技术的发展，必定会有更多的护坡技术采用这种非完全封密方式。 非完全封密护坡的概念首先由作者导师—中国地质大学工程学院的陈建平教授于2003年5月提出，它揭示了传统与现代护坡方式之间的本质区别。 植被护坡技术于1976年首先由日本开发出来，主要用于岩石边坡的生态防护。20年余来，此项技术在日本得到不断的改进、完善。目前，该技术已成为日本应用最为广泛的生态护坡技术之一。国内在研究绿化基盘材料方面，最早为西南交通大学(2000年)开始研究，并在岩石边坡进行了应用尝试。总体上国内在这方面的研究与应用资料却还不多见，尤其研究植被的护坡性能还未见有报道，本论文的研究将会在此领域做一些探索。 植被护坡技术在国内的高速公路建设中应用不多，因为各地的气候、生态环境、工程地质条件、工程要求等的差异，植被护坡采用的施工工艺、材料配方、后期管理维护各不相同，很难用工程类比法来应用，所以有必要针对各自不同的条件，选择适当的方法来护坡。植被护坡技术必须保证边坡在规定服务年限内的稳定性，必须达到预期的绿化效果，还必须经济。 本论文首先分析了传统的边坡支护方式的优缺点，及能够较好的支护边坡，但是破坏了生态环境；接着提出了近年来出现的绿化护坡技术，具有较好的工程护坡效果、保护环境和经济等特点；并提出了非完全封密护坡的概念，及不同于普通护坡的完全封密和完全暴露的特点。将绿化护坡归入非完全封密护坡范围内；然后分析了依托工程荆宜高速公路的具体工程概况，及该公路的岩石边坡抗雨水冲刷能力差的特点，在这种情况下选择非完全封密护坡方式是非常合适的。在非完全封密护坡方式中，我们选择了厚层基材植被护坡作为实施方案和研究对象。 本论文一直围绕着边坡护坡的稳定性，通过实验与理论研究，得出结论如下：论文首先分析了影响边坡稳定性的因素，结合荆宜高速公路边坡的现场调研，得出该自然边坡稳定性较好，但是在大雨的冲刷后稳定性很差的特点；接着研究植被护坡的护坡机理，从植被护坡采用的材料及其功能入手，采用实验室研究、现场调研以及理论研究相结合的方式，对厚层基材植被护坡的机理、效果等进行了探讨。实验室研究包括生长基材与护坡基材的配方的研究、基材的物理力学性质研究、植被的生长统计和基材的成分分析等内容，得出了合理的基材配方及配方变化对材料的物理力学性质的影响；现场调研包括在施工现场所用的施工方案以及对沿线调查工作的总结；理论研究中分析了植被护坡的机理，结合理论和实践对植被的护坡机理、基材的护坡机理以及网的护坡机理。特别是草根的护坡机理，文中采用了有限元软件进行分析研究。得出了在有草根存在的区域，土壤与草根的复合体抗剪性能增强，没有草根的区域变化不大的结论；除了对边坡坡体的稳定性进行研究，本论文还对边坡上植被的长期稳定性进行了研究，因为它关系到边坡的长期稳定性。研究运用生态学理论预测边坡上植被的变化，并得出了边坡上植被必须多样化的结论；文章最后结合一些工程实践来谈论植被护坡的效果，肯定了植被护坡的效果，也提出了部分工程的缺陷。
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