1、 兼顧景觀與安全的公路防護(hù)研究與實(shí)踐李作敏(交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，100029，北京)摘要：傳統(tǒng)公路防護(hù)措施多采用工程防護(hù)的手段，缺乏對(duì)景觀和環(huán)保的充分考慮。本文結(jié)合多年的研究與實(shí)踐，從兼顧景觀和安全的角度闡述公路防護(hù)新的理念和技術(shù)，旨在為公路建設(shè)理念的創(chuàng)新提供參考。關(guān)鍵詞：路基防護(hù) 理念 生態(tài) 景觀 安全路基的穩(wěn)定性。公路建設(shè)單位對(duì)于路基防護(hù)向來(lái)十分重視，往往采取各種措施進(jìn)行防護(hù)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大陸公路路基防護(hù)多采用漿砌片石、混凝土、掛網(wǎng)噴射水泥砂漿等工程防護(hù)措施，雖然達(dá)到了防護(hù)效果，但存在以下不足：（1）植被恢復(fù)困難，不利于維持公路沿線的生態(tài)平衡，不利于水土保持，使大量的雨水直接流失，而且

2、加大了對(duì)公路周邊地區(qū)的沖刷，給農(nóng)田水利等帶來(lái)不利影響；（2）視覺(jué)效果非常差，嚴(yán)重影響公路景觀，不能滿足高速公路運(yùn)輸快捷、舒適的要求；（3）大量的混凝土擋墻、邊溝等成為公路行車的安全隱患；（4）無(wú)法吸收二氧化碳和汽車尾氣，不利于防止全球變暖和凈化空氣。 為此，從90年代中期開(kāi)始，路基生物防護(hù)逐步受到交通運(yùn)輸部門的重視。初期只是對(duì)土質(zhì)邊坡采用生物護(hù)坡的方法；近些年，兼顧景觀與安全的邊坡防護(hù)技術(shù)、生態(tài)邊溝技術(shù)等逐步得到推廣應(yīng)用。交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院在這方面做了大量有益的嘗試，現(xiàn)將有關(guān)研究與實(shí)踐情況簡(jiǎn)介如下。1 公路防護(hù)技術(shù)研發(fā)與推廣概況我院于1995年從瑞士引進(jìn)普通噴播技術(shù)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究和消化吸收，

3、首先在云南昆曲高速公路進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用。之后，該項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)各地進(jìn)行推廣應(yīng)用，成為邊坡防護(hù)綠化的一項(xiàng)通用技術(shù)。隨著環(huán)保意識(shí)的提高，巖石邊坡的防護(hù)綠化逐步受到人們的關(guān)注。為此，我院借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)，于上世紀(jì)末研發(fā)了客土噴播技術(shù)，先后在廣東、江蘇、湖南、陜西、吉林等地推廣應(yīng)用，現(xiàn)已成為巖石坡面防護(hù)綠化的常用技術(shù)。本世紀(jì)以來(lái)，又先后開(kāi)發(fā)了生態(tài)邊溝建設(shè)技術(shù)、邊坡綜合防護(hù)技術(shù)等系列技術(shù)，并在廣東、湖北、吉林等地推廣應(yīng)用，取得了良好成效。2.基本理念兼顧景觀與安全的公路防護(hù)理念是在保證公路工程自身安全的基礎(chǔ)上，充分考慮景觀和生態(tài)效應(yīng)對(duì)交通運(yùn)輸安全的促進(jìn)作用，從公路使用者的視覺(jué)感受出發(fā)，通過(guò)軟質(zhì)景觀設(shè)置（如植物

4、、地形等）和豐富視覺(jué)色彩等手法，減少人為硬質(zhì)防護(hù)的不安全因素，緩解視覺(jué)疲勞，降低硬質(zhì)防護(hù)對(duì)人和車傷害。突出如下原則：（1）植被優(yōu)先：邊坡防護(hù)優(yōu)先采用植被防護(hù)，盡可能減少工程措施；對(duì)必不可少的硬質(zhì)防護(hù)工程，盡量采用植被進(jìn)行柔化處理，在滿足安全防護(hù)功能的基礎(chǔ)上，營(yíng)造自然生態(tài)的路內(nèi)景觀。（2）融入自然：自然是最好的景觀，公路作為大自然的“外來(lái)者”，應(yīng)“融入自然”，讓公路看起來(lái)猶如大地上自然“生長(zhǎng)”出來(lái)的“作物”。公路防護(hù)應(yīng)盡可能考慮與周邊景觀的融合，減少人工痕跡，達(dá)到自然和使用者“雙重安全”的效果。（3）以人為本：公路作為一種公共設(shè)施，其本質(zhì)是一種服務(wù)社會(huì)的公共產(chǎn)品，因此必須“以人為本”。公路防護(hù)應(yīng)

5、保證公路使用者行駛安全、感受舒適的同時(shí)，具有最大化的“寬容性”，讓司機(jī)所犯的駕駛失誤不以付出生命為代價(jià)。（4）景觀優(yōu)化：良好公路景觀的營(yíng)造能夠減少公路使用者長(zhǎng)時(shí)間駕駛產(chǎn)生的心理和生理疲勞。對(duì)公路防護(hù)措施從景觀角度進(jìn)行優(yōu)化，能夠使公路防護(hù)成為愉悅使用者身心的優(yōu)質(zhì)景觀的一部分，起到防護(hù)和景觀的雙重功能。3 主要做法3.1 放緩公路邊坡公路建設(shè)中，由于受地形、經(jīng)濟(jì)條件等多方面因素制約，邊坡坡率一般為1：1.5，在傳統(tǒng)的安全理念下，多數(shù)路基填筑高度2米以上設(shè)置了防撞護(hù)欄。但同時(shí)這也人為地增加了行車的不安全因素，為二次事故埋下隱患。因此，為更好地體現(xiàn)寬容性和以人為本的理念，近年來(lái)我院開(kāi)展了緩邊坡設(shè)計(jì)研究

6、，并在吉林省大慶至廣州高速公路松原至雙遼段（簡(jiǎn)稱：大廣高速）進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。該項(xiàng)目屬于原有單幅一級(jí)路改造為高速公路項(xiàng)目，地處吉林省西部地勢(shì)平坦平原地區(qū)，周圍多為鹽堿地和草原。為增加路側(cè)凈空，體現(xiàn)以人為本和容錯(cuò)理念，緩解駕駛員從視覺(jué)到心理的緊張和疲勞，對(duì)路堤邊坡進(jìn)行安全改造放緩邊坡設(shè)計(jì)。但由于開(kāi)展大邊坡設(shè)計(jì)時(shí)，征地、路基邊坡等工作已經(jīng)完成，因此只能結(jié)合工程實(shí)際情況，在不增加占地的前提下，對(duì)4米以下的路堤邊坡（圖1、2）和互通匝道（圖3）利用工程棄方進(jìn)行放緩邊坡處理，減少路側(cè)護(hù)欄和邊坡工程防護(hù)設(shè)置，增加路側(cè)凈空，弱化人為的不安全因素。圖1 吉林省大廣高速公路邊坡放緩示意圖圖2 邊坡放緩后效果圖3

7、互通區(qū)放緩邊坡后效果2010年，大廣高速公路建成通車，公路景觀效果良好，行車安全性大大提高。一次，某大車司機(jī)在大廣高速上不慎駛出路外，正是由于放緩了公路邊坡，該事故才未發(fā)生人員傷亡，事后，該司機(jī)專門送錦旗感謝公路建設(shè)部門。3.2 建設(shè)生態(tài)邊溝以往高速公路建設(shè),排水邊溝形式多為矩形或梯形漿砌片石結(jié)構(gòu)，雖然能較好地滿足公路排水要求，但景觀效果不佳，同時(shí)還對(duì)行車安全造成一定的影響，對(duì)發(fā)生事故的車輛及人員造成二次傷害的可能性極大。為更好地使公路融入自然，體現(xiàn)寬容性理念，我們根據(jù)邊坡匯水量，將邊溝設(shè)置為斷面形式不同的淺碟形生態(tài)植草邊溝，同時(shí)取消路側(cè)護(hù)欄，增加了路側(cè)凈寬，大大降低事故造成的危害，同時(shí)植草生

8、態(tài)邊溝，還通過(guò)對(duì)地表徑流的過(guò)濾，起到環(huán)保的作用。例如，2007年吉林省吉林至延吉高速公路（簡(jiǎn)稱：吉延高速）建設(shè)中，我們將全線原設(shè)計(jì)的梯形漿砌邊溝全部改造為淺碟形生態(tài)邊溝（圖4、5），對(duì)矩形石砌邊溝進(jìn)行了填石、填土、植草等柔化改造，平緩的柔性邊溝不再讓司機(jī)的錯(cuò)誤以付出生命為代價(jià)，充分體現(xiàn)了“安全第一、預(yù)防為主”，取得了良好的效果。比如，2008年9月30日，一輛小汽車不幸發(fā)生交通事故，車?yán)锏膵雰核さ乖诠犯脑旌蟮纳鷳B(tài)邊溝中，安然無(wú)恙。圖4 吉延高速改造前的漿砌邊溝圖5 吉延高速改造后的生態(tài)邊溝3.3 邊坡生物防護(hù)（1）普通噴播該技術(shù)由我院于1995年從瑞士引進(jìn)，在我國(guó)南方地區(qū)已經(jīng)普遍使用，近年來(lái)

9、也逐步推廣到東北地區(qū)。2007年，吉林省吉延高速公路在長(zhǎng)白山區(qū)首次大面積推廣應(yīng)用普通噴播技術(shù)進(jìn)行路塹邊坡生態(tài)恢復(fù)，改變了當(dāng)?shù)匾酝灾沧纤牖钡膯我蛔o(hù)坡方式。普通噴播采用適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的鄉(xiāng)土樹(shù)種和草種，既可達(dá)到生態(tài)恢復(fù)、防治水土流失等功能性要求，還能形成草灌結(jié)合、錯(cuò)落有致、非常自然的效果，達(dá)到豐富邊坡景觀效果的作用。經(jīng)多年實(shí)踐和觀測(cè)，普通噴播的成活率、植被覆蓋度、景觀效果等指標(biāo)均比較理想，并且植被群落達(dá)到了草灌結(jié)合的穩(wěn)定效果（圖6、7）。圖6 普通噴播25天后覆蓋率100圖7 普通噴播后的灌木胡枝子等（2）客土噴播上世紀(jì)末，我院借鑒日本的經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了客土噴播技術(shù)，并已在云南、廣東等南方省份推廣應(yīng)用。

10、2005年，我們針對(duì)我國(guó)北方地區(qū)寒冷干燥的氣候特點(diǎn)，在我國(guó)長(zhǎng)白山區(qū)的吉延高速公路敦延段K57進(jìn)行了4000平米的風(fēng)化巖路塹邊坡客土噴播試驗(yàn)工程，并連續(xù)四年進(jìn)行了固定樣方的跟蹤觀測(cè)。結(jié)果表明：客土噴播后的坡面植被的覆蓋度穩(wěn)定，陰坡覆蓋度80%以上，陽(yáng)坡覆蓋度60%以上；坡面植物種類不斷增加，達(dá)到11種左右（表1）?？傮w上講，客土噴播通過(guò)創(chuàng)造人工土壤環(huán)境，為本地植物的侵入創(chuàng)造良好條件，通過(guò)人工導(dǎo)入方式加速了邊坡自然恢復(fù)進(jìn)程（圖8），最終達(dá)到自然、穩(wěn)定的植物群落，對(duì)改善邊坡景觀效果、增加邊坡生態(tài)效益的具有重要意義。圖 8 長(zhǎng)白山區(qū)風(fēng)化巖邊坡客土噴播與未客土噴播的效果對(duì)比，左側(cè)為噴播試驗(yàn)段，右側(cè)未噴播

11、（2007.7.28）因此，客土噴播技術(shù)適合在長(zhǎng)白山區(qū)推廣，但實(shí)施中應(yīng)注意以下兩方面：客土噴播種子配比宜減少草種用量，加大灌木種子用量，以減少草本生長(zhǎng)對(duì)灌木生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)灌木快速生長(zhǎng)；光照是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵生態(tài)因子，客土噴播邊坡可加強(qiáng)后期管理，適當(dāng)割草，為灌木提供有充足的光照，以提高灌木成活率并加速其生長(zhǎng)速度，最終逐步形成草灌結(jié)合、灌木為主的植被群落。表1 不同坡向樣地內(nèi)外植物物種數(shù)量的變化坡向物種來(lái)源2005200620072008陰坡初始噴播物種數(shù)8555侵入物種數(shù)0456總物種數(shù)891011陽(yáng)坡初始噴播物種數(shù)8666侵入物種數(shù)0445總物種數(shù)8101011（3）植生袋植生袋是用編織網(wǎng)縫成

12、4060厘米的口袋，袋的內(nèi)表面粘貼上雙層特制紙，在兩層紙的中間均勻地附著草種（或草、花種混合）和有機(jī)復(fù)合肥料而成。袋內(nèi)裝10-15cm種植土，經(jīng)澆水養(yǎng)護(hù)后植物種子就可發(fā)芽生長(zhǎng)。吉延高速公路綠化在窗式護(hù)面墻窗孔部分采用了植生袋綠化，這在長(zhǎng)白山區(qū)也是首次應(yīng)用。根據(jù)施工后效果的觀測(cè)研究，植生袋綠化發(fā)芽均勻，植物長(zhǎng)勢(shì)良好（圖9、10）。但比較大的種子（如樟子松）無(wú)法附著到植生袋上，可后期點(diǎn)播。圖9 內(nèi)部附著紙的植生袋 綠化發(fā)芽后的效果圖10 人工播種的植生袋生長(zhǎng)一段時(shí)間 后波斯菊開(kāi)花時(shí)的效果（2007.9）（4）草皮移植草皮移植是將公路占地內(nèi)或周邊原有的地被（含根系所帶的土壤）移植到需景觀恢復(fù)的邊坡上

13、，可形成與周圍環(huán)境非常協(xié)調(diào)、自然的邊坡景觀。這種植被恢復(fù)方式能營(yíng)造出植物豐富、與自然協(xié)調(diào)的邊坡景觀，并且還具有零養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。例如，2006年，吉延高速公路敦延段K31+200右側(cè)邊坡進(jìn)行了草皮移植。根據(jù)多年觀測(cè)，該邊坡在零養(yǎng)護(hù)條件下，形成了比較穩(wěn)定、草灌結(jié)合的自然植物群落，植物種類豐富，不同季節(jié)都有野花盛開(kāi)，與環(huán)境非常協(xié)調(diào)。（圖11）因此，今后可在公路清表階段移植草皮假植于路側(cè)，待邊坡開(kāi)挖完成后，迅速覆蓋到邊坡上，既最大限度的保護(hù)利用了原有植物資源，又可以營(yíng)造原生態(tài)的公路景觀。圖11 移植周圍自然草皮的景觀效果3.4 邊坡綜合防護(hù)針對(duì)峽谷地帶，山高坡陡，為了減少開(kāi)挖、穩(wěn)定邊坡，研究提出了一系列

14、工程防護(hù)與植被防護(hù)相結(jié)合的邊坡防護(hù)措施，并在湖北神宜路應(yīng)用。如：（1）漸縮式（階梯式）空心磚護(hù)面墻綠化技術(shù)漸縮式空心磚護(hù)面墻綠化（圖12）是一種改進(jìn)空心磚鋪置方式進(jìn)行防護(hù)綠化的新技術(shù)?？招拇u填土一側(cè)向上，磚與磚之間相互重疊。其施工工藝為：擋墻施工空心磚填土播撒種子空心磚鋪放。為了防止土壤從空心磚內(nèi)漏出來(lái)，在空心磚內(nèi)襯上一層土工網(wǎng)。為了盡量減少施工時(shí)交叉作業(yè)，先將空心磚填土及種子工序完成后再開(kāi)始鋪放，一般種子直接撒播于土壤表面，對(duì)于大粒種子則采用穴播方法播種。圖12 漸縮式空心磚護(hù)面墻（左）與普通空心磚護(hù)面墻（右）的比較（2）上擋墻L形種植槽綠化技術(shù)將圬工防護(hù)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，采用L形種植擋板預(yù)制模

15、塊（圖13），通過(guò)在坡面設(shè)置梯形的臺(tái)階并放置預(yù)制種植模塊，通過(guò)栽植實(shí)現(xiàn)垂直綠化。圖13 上擋墻L形種植槽綠化技術(shù)種植槽內(nèi)植物的選擇主要考慮幾方面因素：一是植物的生長(zhǎng)輪廓外形與周圍環(huán)境植被的林緣線相統(tǒng)一；二是植被類型與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一；三是植物能夠遮擋圬工面的不良景觀影響。（3）鋼筋骨架與植生袋固土綠化對(duì)于高度小于5m的一級(jí)擋墻，將植生袋按照1：0.3的坡度碼砌。填入植生袋的土壤加入有機(jī)質(zhì)和復(fù)合肥，以提高土壤肥力。植生袋碼砌完成后，先以鐵絲網(wǎng)罩面，再以預(yù)制的鋼筋骨架固定，錨桿間距1m。植生袋固定后，以液壓噴播方式播種，用無(wú)紡布覆蓋后進(jìn)行澆灌等養(yǎng)護(hù)工作，在出苗后補(bǔ)栽一定量的花灌木，加強(qiáng)美化效果。（

16、4）防護(hù)工程的美化除能輔以植物防護(hù)的框格防護(hù)形式以及上述形式之外，長(zhǎng)段封面、護(hù)面墻、石砌護(hù)坡、擋墻等防護(hù)形式還可進(jìn)行一定程度的美化，改善環(huán)境或景觀對(duì)駕駛員造成的不良視覺(jué)影響，進(jìn)一步創(chuàng)造對(duì)駕駛員心理有正面影響的環(huán)境和景觀，以達(dá)到提高安全水平的目的。對(duì)防護(hù)工程的美化強(qiáng)調(diào)采用普通、易獲取的裝飾材料，設(shè)計(jì)形式簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)特色突出。例如，四川川九公路路經(jīng)羌族聚居區(qū)時(shí)（圖14），對(duì)長(zhǎng)段擋墻表面進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难b飾，裝飾元素與沿途可見(jiàn)的羌族村寨的建筑形式保持一致，高度概括羌族建筑的特征，富于濃郁的少數(shù)民族特點(diǎn)，使整座擋墻與周邊環(huán)境融為一體，共同成為路側(cè)的一道可供體驗(yàn)和感受的風(fēng)景線。 圖14 川九路羌族村寨段擋墻設(shè)

17、計(jì)3.5 應(yīng)用新型護(hù)欄路側(cè)護(hù)欄景觀也對(duì)提高路側(cè)安全有著重要的意義。根據(jù)不同道路安全等級(jí)，盡量采用景觀效果安全較好的柔性護(hù)欄。注重安全、低碳、環(huán)保、時(shí)尚、自然；注重地形安全性分析，在部分線形較好、安全性較高的路段，可考慮取消護(hù)欄設(shè)置；注重護(hù)欄空間位置布設(shè)，避免遮擋觀景者視線，減少影響景觀質(zhì)量和阻隔觀景視線；注重護(hù)欄造型選擇，盡量選用形狀簡(jiǎn)單、色彩和諧、材料自然、通透性良好，能與周圍景觀相協(xié)調(diào)的護(hù)欄形式；注重護(hù)欄端部處理，護(hù)欄起點(diǎn)處端頭應(yīng)與地形相結(jié)合，逐漸引入路側(cè)邊坡，既達(dá)到了良好的安全性，又很好的與自然相融合；注重護(hù)欄過(guò)渡段的處理，保證護(hù)欄整體剛度的逐漸過(guò)渡，保持連續(xù)性，防止事故車輛在護(hù)欄不連續(xù)

18、的地方穿過(guò)。（1）纜索護(hù)欄纜索護(hù)欄不但具有良好的防撞效果，而且具有良好的通透性，達(dá)到良好的景觀效果。優(yōu)點(diǎn)主要有：與常見(jiàn)的“雙波型鋼板護(hù)欄”相比，柔韌性加強(qiáng)，高度增加，預(yù)防二次傷害，減少駕駛員和乘車人員生命安全事故。此外，通透性更好的纜索護(hù)欄將更有利于游客欣賞自然景觀，減少駕駛員眼睛疲勞。經(jīng)檢測(cè)，小型車每小時(shí)100公里和大型車每小時(shí)60公里速度，均在護(hù)欄安全防撞范圍內(nèi)。圖15 纜索護(hù)欄（2）安全輥安全輥（圖16）除安全性較強(qiáng)以外，景觀造型較為新穎、時(shí)尚感較強(qiáng)。安全輥可以通過(guò)吸收沖擊能量將撞擊過(guò)來(lái)的車輛導(dǎo)回安全的道路或使車輛停止；可以通過(guò)明顯的顏色和自發(fā)光作用有效幫助司機(jī)在夜間安全行駛。（3）木護(hù)欄鋼背木護(hù)欄（圖17）除達(dá)到較高的抵抗碰撞效果外，木護(hù)欄造型自然、原始、又具有良好的低碳環(huán)保效應(yīng)。木護(hù)欄與混凝土和鋼材的剛性相反，木材運(yùn)用柔韌性來(lái)分散沖擊波而不是阻止它。圖16 安全輥圖17 T40鋼背木護(hù)欄4 探討放緩邊坡與節(jié)約用地的矛盾我國(guó)人多地少，土地資源緊張；公路放緩邊坡雖然有利于提高行車安全性、增強(qiáng)景觀效果，但多占用了土地資源。在公路建設(shè)中如何處理這一對(duì)矛盾，還需要因地制宜、靈活處理。例如，在戈壁、草原、鹽堿地等土地資源不緊張、土地利用價(jià)