三维网值草技术在路堑边坡中的应用与研究.pdf

交通建设建材与装饰2014年7月三维网值草技术在路堑边坡中的应用与研究汪祥国（中铁十一局集团第二工程有限公司湖北十堰442000）摘要：本文在综合国内外研究现状的基础上，重点介绍了生态护坡的类型及其优缺点，主要有平铺铺草皮、蜂巢式网格植草护坡、三维植被网植草护坡、土工格室植草护坡。针对本项目工程实际和三维网植草技术的工程特性，采用三维网植草生态边坡进行施工，充分利用该生态防护的特性进行边坡施工设计，并且在实际应用中取得了良好的效果。关键词：生态边坡；三维网；数值分析；稳定性中图分类号：U417.1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）28-0184-03引言造价较低等特点，适用于附近草皮来源较易，边坡高度低且缓的近年来，随着大规模的工程建设和矿山开采，形成了大量的土质及强风化软岩边坡防护工程。由于其草皮需预先培育，即前裸露边坡，产生了大量无法恢复植被的岩土边坡；传统边坡工程期管理难度大，新铺草皮与坡面适应期易遭灾害，往往达不到满加固措施大多采用砌石及喷混凝土等防护，破坏了自然生态的意的效果，而造成边坡灾害。和谐。随着人们对生态环境保护的重视和我国经济实力的进一（2）六棱块植草护坡。六棱块植草护坡，是将边坡修整好，然步增加，植被护坡工程技术逐渐被应用到工程建设中去，减少了后拼铺正六边形混凝土框砖，在框砖内铺填种植土，再在砖框内生态灾害，保护了环境。栽草或种草的一项边坡防护措施。拼铺六棱块的在坡面上形成蜂巢型的框架能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止1生态护坡的发展坡面冲刷，保护草皮生长。该法施工简单，不但能防止水土流失，日本是植物护坡的应用较早的国家，植物护坡可以追溯到还能绿化边坡，且工程造价适中。多用于土质类路堤边坡防护工1633年，在那时候日本就用铺草皮，种植植物等方法进行边坡的程。防护，并且取得了很好的防护效果。于20世纪30年代左右，植（3）三维植被网植草护坡。三维植被网护坡是利用活性植物物护坡技术开始传入欧洲，40年代末，英国大量用植物对公路进与三维土工网构成一个自生体对边坡进行加固。通过植物的根行绿化防护，50年代后，随着道路建设日益增加，公路、铁路、市系加筋土壤，茎叶防止冲蚀，在表层土体形成茂密的根系，增加政建设对环境的影响越来越受到社会的关注，人们对生态环境土体的抗剪强度，减少孔隙水压力和土体重力，从而提高边坡的的保护油然而生，人工种植植物已不能满足现实需要，机械化施稳定性和防冲刷能力。工的喷播技术应运而生。我国直到20世纪90年代，随着建设的（4）客土喷播植草护坡。客土喷播植草防护是采用金属网铺发展和人们环保意识的提高，才开始开展系统的绿色防护研究。设工程+植被基材喷附的生态防护形式。其工程造价较高。1996年10月交通部在昆明举办的“全国交通环保培训班”，为公候温暖、湿润，雨量充沛。平均年降雨量为2268mm，年最高路绿化尤其是喷播技术的宣传和推广起到了积极的推动作用。降雨量3015.2mm，年最低降雨量1520.8mm，所以选择坡面透水近几年我国公路防护技术有了长足的进步，喷播技术等新技术性强和防止冲刷能力强的生态防护形式对边坡的稳定性至关重已经在公路绿化中得到了广泛应用[1]。要。针对三维网植草生态边坡特点：防止冲刷、保持土壤的作用，2生态护坡的主要形式及施工工艺对减少边坡土壤的水分蒸发，增加入渗量也有良好的作用。所以2.1生态护坡的主要形式选择本项目按三维网植草生态边坡进行施工。护坡即为防止边坡受到冲刷，运用各种相关措施在坡面上所2.2施工工艺流程做的各种铺砌和栽植的统称，简称边坡防护。传统的边坡工程加三维网边坡植草施工工艺：固措施，大多采用砌石及喷混泥土等灰色工程，破坏了生态环境三维网植草护坡施工工艺流程包括：平整坡面寅开挖沟槽铺的和谐。随着人们环境意识及经济实力的增强，生态防护技术逐网垫寅回填土寅喷播草种寅覆土寅盖无纺布寅养护管理。渐应用到工程建设中。生态防护的方法有多种，随着科学技术手（1）平整坡面段的提高，生态防护方法也不断改进。20世纪90年代以前，一般首先安排测量人员对边坡每20m放出基线，撒上白灰，然后多采用播草种、铺草皮、骨架护坡植草防护、六棱块植草防护等。进行机械刷坡。刷坡后人工清除边坡上的杂草碎石等杂物，将坡随着土工材料植草护坡技术的引进，三维植被网护坡、土工格室面的土块粉碎，并追施底肥，比例为氮肥：磷肥：钾肥=15：8：7。植草护坡等护坡技术在边坡工程中陆续获得应用。在借鉴国外（2）铺设三维植被网垫客土喷播护坡技术的基础上，我国开发了喷混植生技术，以及岩在坡顶及坡脚按照设计设计图纸开挖沟槽，挖一宽30cm，深石边坡厚层基材喷射植被护坡技术[2]。下面主要介绍几种常用的20cm的顶沟及底沟，每次开挖沟槽不易过长，防止雨水冲刷影响护坡方法的优缺点及适用条件，以供大家参考：边坡稳定。铺网时按照从坡顶至坡脚的顺序进行，应保持网垫与（1）平铺草皮护坡。平铺草皮护坡是在边坡铺设天然草皮的坡面紧贴，不允许悬空，使网整体平整，不歪斜或有褶皱，上下沟一种传统边坡植物防护措施，具有施工进度快，工艺简单、工程·184· 2014年7月建材与装饰交通建设槽内应使网垫有足够的反压量。相邻网垫之间要搭接，搭接宽度物护坡两种情况下进行对比分析，研究不同类型的植被加筋作大于5cm。当网垫需要上下连接时，应让坡上部分压住坡下部分用对边坡稳定性的影响。本文主要对两种工况的植物边坡进行10cm以上。网垫采用专用竹钉或U形钉呈梅花型固定，网垫左分析：淤无植被的裸坡；于生态防护边坡。右搭接及上下连接处竹钉需加密，大约每平方米使用6根竹钉，4.1工程概况对于坡顶及坡脚的固定，将网垫埋进，然后将上下沟槽回填土并本文以江西某高速公路中江西境内的一段为研究背景，地处夯实。赣南丘陵与低山地貌区，沿线地形地貌、地质条件复杂、地质构（3）回填土造发育，初步统计B测段20余公里20m以上的高边坡就有34坡面三维网垫回填土时应以细土回填，厚度以覆盖住网包为处。根据野外地质调查及工程地质钻探资料和区域地质资料分宜，大约2~3cm，土壤要求细碎、肥沃，回填土时应自上而下回填。析，该区地质构造不发育，地层发育出露严重缺失，主要地层以（4）喷播草种燕山期花岗岩为主，岩性主要为花岗岩残坡积土、全（强）风化将草籽与肥料、保水剂、黏合剂、纤维等辅助材料均匀搅拌，土、中风化土，主要呈现砂土状，在地表水作用下，边坡极易失利用专用液力喷播机进行喷播。喷播时应根据土壤结构，少量多稳。工程经过地区属亚热带季风气候区，气候温暖、湿润，雨量充次重复喷播，使草种均匀分布，避免顺坡面下流滑动。播撒时应沛。选在无风天气进行。4.2材料参数（5）覆土边坡岩土体为全风化花岗岩，假设边坡土体各向同性连续均喷播草种后应及时覆盖一层细土，并清除杂物和土块。覆土质介质。表面100cm范围内为植物加筋区，加筋的大小从0变化厚度不得超过1cm，以覆盖住草种为宜。至80kPa不等（0代表素土）。根据勘探资料和室内试验资料，重（6）盖无纺布度取19kN/m3，内聚力取19kPa，内摩擦角取26毅。加筋区重度取为加快草籽发芽，保持土壤温度和湿度，预防雨水冲刷，应覆盖17kN/m3，内聚力分别取19kPa、39kPa、59kPa、79kPa、99kPa五种土工织物或草帘进行保湿。覆盖物应在草长出数厘米后除去。情况，内摩擦角取29毅。（7）养护施工完毕后，应做好浇水、施肥等养护工作。浇水最好采用雾状喷洒，时间选在早晨或傍晚进行，洒水应坚持少量多次，必须避开阳光强烈的时段。肥料应根据土质和草的生长期进行科学选择，施肥应适量、适时进行病虫害检测，及时发现，及时防治。图1、图2分别是采用三维网施工防护前后的边坡效果图。图34.3计算方案本文以江西某高速公路上一个典型边坡进行简化分析，边坡图1防护前图2防护后坡长28.2m，不分级，坡度为1：1，坡顶和坡脚都为10m。左右对植3效益分析物根系的加筋作用的研究者较多，研究者大部分采用Wu和3.1经济效益Waldron最早对加筋作用进行研究，Waldron[4]于1977年提出了生态防护从根本上解决了传统圬工防护投资大、工期长，且加筋土的抗剪强度公式，如公式（1）。后来的随后Gray和Al-破坏了自然景观不利因素。采用三维土工网垫植草护坡不但稳Refeai也采用了这个模型进行加筋土的变形和破坏机理研究，分定了边坡，增加了自然景观，而且施工简便，劳动强度小，施工速析并得出了剪切平面为垂直和斜交时简化的力学模型[3]：度快。经济效益得到了有效提升，工程造价是普通坡面砌筑防护子r=c+滓tan准+吟S（1）的25%。本文以灌木为例通过植物根系的的加筋作用对边坡的稳定3.2社会效益性影响进行分析，灌木加筋作用分别分五个等级分别为0kPa、三维网植草防护不但改善生态环境，在人为因素下又增加了20kPa、40kPa、60kPa、80kPa进行分析，计算出的Morgenstern和自然景观。同时，绿色植被能吸收机动车尾气及灰尘，降低噪声，Janbu的结果如表1。引导司机视线，解除司机视觉疲劳，为运营线路打造了两路风表1景，给人以舒适的感觉，有利行车安全，具有显著的社会效益和吟C（kPa）020406080不可估量的环保价值。Morgenstern1.081.1181.151.1821.203Janbu1.0381.0771.1111.1231.1494数值分析通过对植物不同强度的加筋作用研究得出：本文以江西某高速公路作为研究背景进行分析。本文针对不（1）植物根系的加筋作用能够提高边坡的稳定性，植物根系同植被类型下的植物根系的加筋作用进行分析，通过对裸坡、植对边坡的加筋作用对浅层稳定性影响较大，但是对整体稳定性·185· 交通建设建材与装饰2014年7月LED道路照明节能改造项目碳减排分析杨枫（广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广东广州510507）摘要：道路照明是一项民生工程，随着城市化进程的不断发展，道路照明所覆盖的地域越来越宽广，能源的节约问题逐渐受到社会各界的广泛关注。本文通过分析对比LED道路照明和传统道路照明的能耗及相关照明指标，结合具体施工项目进行简单核算，分析了采用LED进行道路照明后，道路照明的能源消耗降低和碳减排的效果。关键词：LED；道路照明；碳减排中图分类号：U491.5+3文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）28-0186-021引言扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光照明用电量所占比例可达全社会用电量的12%左右，部分能，因此它的能源转化效率可以达到90%以上，一些高品质的地区所占比例甚至更高。随着我国经济的发展和社会的进步，国LED灯甚至可以达到95%，能源利用率非常高。同时，即使是大家越来越重视节能减排和可持续发展，通过采取提高能效的措功率LED路灯的光源也能够采用低压直流供电、由GaN基功率施，可大幅度减少温室气体排放。因此，我国把控制温室气体排型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，与传统的高放纳入应对全球气候变暖问题的重要任务中，全国多地陆续出压钠灯相比，其具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度台控制温室气体方案，其中就包含对照明产品的改造，主要方法快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。同时，之一就是在照明行业内大力推广使用高效节能的照明产品来替在LED灯光的传播过程中，没有光的漫射，LED灯光的单向性减代传统的低效高耗的照明工具。LED路灯，采用环保物料，LED少了光能的浪费，且在使用过程中，LED灯光衰也远小于高压钠材料不含汞、铅等有害物质，对环境无污染，最重要的是路灯节灯，仅为其10%左右，使它的寿命和长期使用后的效果也高于传约电费，相对于传统的高压钠灯节能高达75%以上；160W亮度统路灯。当然，LED等还具有其他很多优点，如模块化、安全性能相当于250W高压钠灯，极小消耗功率。2011年底，珠海市政府高、光色均匀、质量可靠等等。LED节能路灯应用过程中，还要考宣布了一项重大决定，在2013年底要将珠海市9万余盏路灯全虑照度、亮度比（即E/L）照度亮度比是指道路计算面的平均照度部改造为LED路灯，可见LED灯已逐步成为了节能减排的照明与平均亮度的比值，可由下面公式计算：E利器。减少能耗就是减少二氧化碳的排放，落实国家“节能减排”E/L=avgL的政策，而采用LED灯进行道路照明是否真的能够大量减少能avg源消耗，进行节能改造的的量化效果到底有多大，在具体的改造从配光设计角度谈LED道路照明节能，式中：Eavg为道路计项目中能否实现客观的经济效益和能源节约，需要通过进一步算面内的平均照度；Lavg为道路计算面内的平均亮度。该技术指标的认证和核算。由灯具配光的类型、路面的材质、光线照射到路面的入射角大小、观察员的位置和视线方向等因素有关。观察员位置为距离道2LED节能路灯技术特点路计算面60m远、高度1.5m的位置。根据CJJ45-2006的规定，LED即发光二极管，LED路灯就是以LED作为发光单元的一般的道路灯具配光的照度亮度比值在14耀19范围内，需要28耀照明灯具，其仅需要提供微弱的电能就能够发光的高效固态光38lx的照度才能使R3沥青路面达到2cd/m2的亮度水平，即通过源，在一定正向偏置电压以及注入电流下，注入的空穴和电子在并不是很大。对生活环境的不断追求，不久的将来一定能得到更广泛的使用。（2）由于有生态防护的作用，边坡浅层稳定提高明显，但是植物根系的加筋作用对边坡整体稳定性影响不明显，只是通过水参考文献文效应影响边坡的整体稳定性。[1]陈向波.高速公路边坡生态防护技术及其应用研究[D].武汉理工大学，（3）植物护坡初期阶段由于植物处于生长期，护坡能力相对2005，3.较弱，无法充分发挥根系固土护坡的能力，植物与土工相结合，[2]周德培，张俊云，著.植被护坡工程技术.北京：人民交通出版社，2003.既能充分为植物初期生长提高保障又能绿化环境。[3]GrayDH，Al-RefeaiT.Behaviouroffabricversusfiber-reinforcedsandASCE.J.Geotech.Engrg，1986，112（8）：804~820.5结语三维网结合植草是通过植物生长对边坡加固的新技术，其根收稿日期：2014-6-28系的盘根错节和茎叶的茂密有效的控制了坡面水土流失。不但作者简介：汪祥国（1981-），男，湖南永州人，工程师，本科，从事结构稳固，而且具有护坡、环保及改善景观的功效，施工方法简工作方向为道路工程。便，与传统的砌体护面相比成本降低、工期缩短，具有很高的推广应用价值。是边坡处理中优化环境较好的防护形式。随着人类·186·