植物纤维防护技术在黄土路堑边坡防护中的技术探讨.doc

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1、植物纤维防护技术在黄土路堑边坡防护中的技术探讨中国黄土分布面积约为64万平方公里，作为一种特殊土，黄土颗粒分布较均匀，但结构疏松，孔隙率大，垂直节理发育，富含钙质，遇水易崩解，抗侵蚀能力极弱。调研发现甘肃省黄土路堑边坡开挖后，表层土体（1cm〜5cm）经历1次秋冬季节交替就变得极为疏松，易溶盐大量析出，坡面剥蚀大面积发生，造成较严重的水土流失，影响了公路美观，个别路段由于剥蚀较为严重，剥落下的土体阻塞边沟，也给公路的安全运营带来隐患。公路工程中传统的浆砌片石护面墙、拱形与菱形骨架、混凝丄预制框格及喷射混凝土等丁程防护措施虽然能在

2、一定程度上减少坡面剥蚀和冲蚀的发生，但其造价高，施工工艺复杂，易因自身不稳定而出现坍塌，与周边自然生态环境不协调，影响了公路的路域景观。因此，研究新型边坡防护措施已成为必然趋势。1植物纤维防护机理分析1.1植物纤维防护简介北方农村常见的土坯墙，是用黄土混合一定比例的麦秸秆及水制成，强度高、耐侵蚀，类似于工程中的加筋土。根据黄土路堑边坡病害，结合十.坯墙的这一特点，提出一种新型植物纤维综合防护技术：将黄土、植物纤维（麦秸秆）、草种、肥料、保水剂等按一定比例搅拌均匀，通过水泥混凝土干喷机将其与一定量的水混合后喷射至坡面，在坡面形成5

3、〜8cm的植物纤维层。由于喷出的混合物具有很强的附着力和明显的颜色，喷射时可以不遗漏、不重复，均匀地喷射至坡面。根据此项技术在甘肃省多条公路的应用发现，在年降水量420cm以上的地区，草种迅速发芽生长，不仅能起到防护坡面的作用，还能起到美化环境、维持路域生态环境的作用。在年降水量420cm以下的地区，植物生长缓慢，但具有加筋土作用的植物纤维层仍能较好的防护黄土边坡，减少坡面冲蚀和剥蚀的发生。植物纤维防护技术源于客土喷播技术，但又有所不同。客土喷播喷射基材原材料种类多、配比复杂，造价高，而植物纤维防护主要利用为北方地区常见的麦秸秆

4、，以及公路修筑的弃方黄土，材料來源广泛，施工成本较低，且不需要专用的喷播机，工期短、工序少、工艺简单，较客土喷播技术经济、灵活、简单，适用于经济欠发达地区的公路建设。1.2植物纤维防护机理分析降水量不同的地区，因植物生长情况不同，导致植物纤维防护的主要防护机理不同。1.2.1年降水量420cm以上地区甘肃省年降水量420cm以上地区，喷射物中的草种能迅速发芽生长，4〜6个月内就能较好地覆盖坡面，所以该地区植物纤维防护主要依靠生长出的植被实现防护效呆。植被的防护功能主要体现在削弱雨滴动能，防治溅蚀，减少地表径流量，阻延流速、加固坡

5、面等方面。（1）降雨截流。一部分降雨在到达坡面之前就被植被茎叶截留并暂时储存在其中，以后再重新蒸发到大气中或落到坡面。植被通过截流作用降低了到达坡面的有效雨量，从而减弱了雨水对坡面土体的侵蚀。（2）削弱溅蚀。雨滴的溅蚀是雨滴对地面的击溅作用，它是水蚀的一种重要形式。降雨时雨滴从高空落下，因雨滴具有一定的重量和加速度，落地时产生一定的打击力量，裸露的表十.在这种力量的打击下，土壤结构即遭破坏，发生分离、破裂、位移并溅起。植被能够拦截高速落下的雨滴，通过地上茎叶的缓冲作用，消耗掉雨滴大量的动能，并且能使大雨滴分散为小雨滴，从而把雨滴

6、的动能大大减小，当植被相当旺盛吋，可以明显削弱甚至消除雨滴的溅蚀。（3）抑制坡面径流。地表径流集中是坡面土体冲蚀的主要动力，土体冲蚀的强弱取决于径流流速的大小及径流所具有的能量。草本植物枝多，从状生长，能够有效地分散、减弱径流，而且还阻截径流改变径流形态，径流在草丛间迂回流动，使径流由直流变为绕流。由丁径流在草丛间迂回流动，从而增大了流程，水力坡降减小，加上径流被分散和阻截，又减慢了流速。由此，依靠覆盖的草本植物延长了地表径流，增加了雨水入渗。径流减小，流速减缓，冲刷能量降低，从而土体冲蚀减弱。（4）加固坡面。坡面植物成活后，根

7、系在坡面土体表层形成网状构造物，将其周围土壤缚紧，使表层松散土体形成一个加筋的整体，增加其抗剪强度。同时，由于坡血植被的存在，减轻了雨季干湿循环和季节性冻融循环对表层土体的影响，提高了边坡整体强度，减少了坡面剥蚀的发生。（5）促进植物生长。喷射混合物中的麦秸秆，腐烂后可为坡面植物提供充足的养分，促进坡面植物生长，减少肥料的使用,降低了工程造价。1.2.2年降水量420cm以下地区甘肃省年降水量在420cm以下地区，气候干燥少雨，喷射物中的草种发芽率低，坡面植被稀疏，所以该地区植物纤维防护主要依靠坡面覆盖的植物纤维材料实现防护效果

8、。（1）联接作用。植物纤维的存在可以增强喷射混合物间的相互联结，避免喷播混合物的因雨季干湿循环和季节性冻融循环影响而产生开裂、剥落，进…步保护表层土体。（2）加筋作用。植物纤维在喷射混合物中错综盘结，使坡面喷播混合物在植物纤维的延伸范围内成为一体的复合材料，植物