兼顾景观与安全的公路

1、兼顾景观与安全的公路防护研究与实践李作敏(交通运输部科学研究院，100029，北京)摘要：传统公路防护措施多采用工程防护的手段，缺乏对景观和环保的充分考虑。本文结合多年的研究与实践，从兼顾景观和安全的角度阐述公路防护新的理念和技术，旨在为公路建设理念的创新提供参考。关键词：路基防护 理念 生态 景观 安全路基的稳定性。公路建设单位对于路基防护向来十分重视，往往采取各种措施进行防护。长期以来，我国大陆公路路基防护多采用浆砌片石、混凝土、挂网喷射水泥砂浆等工程防护措施，虽然达到了防护效果，但存在以下不足：（1）植被恢复困难，不利于维持公路沿线的生态平衡，不利于水土保持，使大量的雨水直接流失，而且加

2、大了对公路周边地区的冲刷，给农田水利等带来不利影响；（2）视觉效果非常差，严重影响公路景观，不能满足高速公路运输快捷、舒适的要求；（3）大量的混凝土挡墙、边沟等成为公路行车的安全隐患；（4）无法吸收二氧化碳和汽车尾气，不利于防止全球变暖和净化空气。 为此，从90年代中期开始，路基生物防护逐步受到交通运输部门的重视。初期只是对土质边坡采用生物护坡的方法；近些年，兼顾景观与安全的边坡防护技术、生态边沟技术等逐步得到推广应用。交通运输部科学研究院在这方面做了大量有益的尝试，现将有关研究与实践情况简介如下。1 公路防护技术研发与推广概况我院于1995年从瑞士引进普通喷播技术，经过试验研究和消化吸收，首

3、先在云南昆曲高速公路进行了试验应用。之后，该项技术在全国各地进行推广应用，成为边坡防护绿化的一项通用技术。随着环保意识的提高，岩石边坡的防护绿化逐步受到人们的关注。为此，我院借鉴日本的经验，于上世纪末研发了客土喷播技术，先后在广东、江苏、湖南、陕西、吉林等地推广应用，现已成为岩石坡面防护绿化的常用技术。本世纪以来，又先后开发了生态边沟建设技术、边坡综合防护技术等系列技术，并在广东、湖北、吉林等地推广应用，取得了良好成效。2.基本理念兼顾景观与安全的公路防护理念是在保证公路工程自身安全的基础上，充分考虑景观和生态效应对交通运输安全的促进作用，从公路使用者的视觉感受出发，通过软质景观设置（如植物、

4、地形等）和丰富视觉色彩等手法，减少人为硬质防护的不安全因素，缓解视觉疲劳，降低硬质防护对人和车伤害。突出如下原则：（1）植被优先：边坡防护优先采用植被防护，尽可能减少工程措施；对必不可少的硬质防护工程，尽量采用植被进行柔化处理，在满足安全防护功能的基础上，营造自然生态的路内景观。（2）融入自然：自然是最好的景观，公路作为大自然的“外来者”，应“融入自然”，让公路看起来犹如大地上自然“生长”出来的“作物”。公路防护应尽可能考虑与周边景观的融合，减少人工痕迹，达到自然和使用者“双重安全”的效果。（3）以人为本：公路作为一种公共设施，其本质是一种服务社会的公共产品，因此必须“以人为本”。公路防护应保

5、证公路使用者行驶安全、感受舒适的同时，具有最大化的“宽容性”，让司机所犯的驾驶失误不以付出生命为代价。（4）景观优化：良好公路景观的营造能够减少公路使用者长时间驾驶产生的心理和生理疲劳。对公路防护措施从景观角度进行优化，能够使公路防护成为愉悦使用者身心的优质景观的一部分，起到防护和景观的双重功能。3 主要做法3.1 放缓公路边坡公路建设中，由于受地形、经济条件等多方面因素制约，边坡坡率一般为1：1.5，在传统的安全理念下，多数路基填筑高度2米以上设置了防撞护栏。但同时这也人为地增加了行车的不安全因素，为二次事故埋下隐患。因此，为更好地体现宽容性和以人为本的理念，近年来我院开展了缓边坡设计研究，

6、并在吉林省大庆至广州高速公路松原至双辽段（简称：大广高速）进行了应用实践。该项目属于原有单幅一级路改造为高速公路项目，地处吉林省西部地势平坦平原地区，周围多为盐碱地和草原。为增加路侧净空，体现以人为本和容错理念，缓解驾驶员从视觉到心理的紧张和疲劳，对路堤边坡进行安全改造放缓边坡设计。但由于开展大边坡设计时，征地、路基边坡等工作已经完成，因此只能结合工程实际情况，在不增加占地的前提下，对4米以下的路堤边坡（图1、2）和互通匝道（图3）利用工程弃方进行放缓边坡处理，减少路侧护栏和边坡工程防护设置，增加路侧净空，弱化人为的不安全因素。图1 吉林省大广高速公路边坡放缓示意图图2 边坡放缓后效果图3 互

7、通区放缓边坡后效果2010年，大广高速公路建成通车，公路景观效果良好，行车安全性大大提高。一次，某大车司机在大广高速上不慎驶出路外，正是由于放缓了公路边坡，该事故才未发生人员伤亡，事后，该司机专门送锦旗感谢公路建设部门。3.2 建设生态边沟以往高速公路建设,排水边沟形式多为矩形或梯形浆砌片石结构，虽然能较好地满足公路排水要求，但景观效果不佳，同时还对行车安全造成一定的影响，对发生事故的车辆及人员造成二次伤害的可能性极大。为更好地使公路融入自然，体现宽容性理念，我们根据边坡汇水量，将边沟设置为断面形式不同的浅碟形生态植草边沟，同时取消路侧护栏，增加了路侧净宽，大大降低事故造成的危害，同时植草生态

8、边沟，还通过对地表径流的过滤，起到环保的作用。例如，2007年吉林省吉林至延吉高速公路（简称：吉延高速）建设中，我们将全线原设计的梯形浆砌边沟全部改造为浅碟形生态边沟（图4、5），对矩形石砌边沟进行了填石、填土、植草等柔化改造，平缓的柔性边沟不再让司机的错误以付出生命为代价，充分体现了“安全第一、预防为主”，取得了良好的效果。比如，2008年9月30日，一辆小汽车不幸发生交通事故，车里的婴儿摔倒在公路改造后的生态边沟中，安然无恙。图4 吉延高速改造前的浆砌边沟图5 吉延高速改造后的生态边沟3.3 边坡生物防护（1）普通喷播该技术由我院于1995年从瑞士引进，在我国南方地区已经普遍使用，近年来也

9、逐步推广到东北地区。2007年，吉林省吉延高速公路在长白山区首次大面积推广应用普通喷播技术进行路堑边坡生态恢复，改变了当地以往栽植紫穗槐的单一护坡方式。普通喷播采用适应当地环境的乡土树种和草种，既可达到生态恢复、防治水土流失等功能性要求，还能形成草灌结合、错落有致、非常自然的效果，达到丰富边坡景观效果的作用。经多年实践和观测，普通喷播的成活率、植被覆盖度、景观效果等指标均比较理想，并且植被群落达到了草灌结合的稳定效果（图6、7）。图6 普通喷播25天后覆盖率100图7 普通喷播后的灌木胡枝子等（2）客土喷播上世纪末，我院借鉴日本的经验，研发了客土喷播技术，并已在云南、广东等南方省份推广应用。2

10、005年，我们针对我国北方地区寒冷干燥的气候特点，在我国长白山区的吉延高速公路敦延段K57进行了4000平米的风化岩路堑边坡客土喷播试验工程，并连续四年进行了固定样方的跟踪观测。结果表明：客土喷播后的坡面植被的覆盖度稳定，阴坡覆盖度80%以上，阳坡覆盖度60%以上；坡面植物种类不断增加，达到11种左右（表1）。总体上讲，客土喷播通过创造人工土壤环境，为本地植物的侵入创造良好条件，通过人工导入方式加速了边坡自然恢复进程（图8），最终达到自然、稳定的植物群落，对改善边坡景观效果、增加边坡生态效益的具有重要意义。图 8 长白山区风化岩边坡客土喷播与未客土喷播的效果对比，左侧为喷播试验段，右侧未喷播（

11、2007.7.28）因此，客土喷播技术适合在长白山区推广，但实施中应注意以下两方面：客土喷播种子配比宜减少草种用量，加大灌木种子用量，以减少草本生长对灌木生长的竞争，促进灌木快速生长；光照是植物生长的关键生态因子，客土喷播边坡可加强后期管理，适当割草，为灌木提供有充足的光照，以提高灌木成活率并加速其生长速度，最终逐步形成草灌结合、灌木为主的植被群落。表1 不同坡向样地内外植物物种数量的变化坡向物种来源2005200620072008阴坡初始喷播物种数8555侵入物种数0456总物种数891011阳坡初始喷播物种数8666侵入物种数0445总物种数8101011（3）植生袋植生袋是用编织网缝成4

12、0×60厘米的口袋，袋的内表面粘贴上双层特制纸，在两层纸的中间均匀地附着草种（或草、花种混合）和有机复合肥料而成。袋内装10-15cm种植土，经浇水养护后植物种子就可发芽生长。吉延高速公路绿化在窗式护面墙窗孔部分采用了植生袋绿化，这在长白山区也是首次应用。根据施工后效果的观测研究，植生袋绿化发芽均匀，植物长势良好（图9、10）。但比较大的种子（如樟子松）无法附着到植生袋上，可后期点播。图9 内部附着纸的植生袋 绿化发芽后的效果图10 人工播种的植生袋生长一段时间 后波斯菊开花时的效果（2007.9）（4）草皮移植草皮移植是将公路占地内或周边原有的地被（含根系所带的土壤）移植到需景观恢

13、复的边坡上，可形成与周围环境非常协调、自然的边坡景观。这种植被恢复方式能营造出植物丰富、与自然协调的边坡景观，并且还具有零养护等优点。例如，2006年，吉延高速公路敦延段K31+200右侧边坡进行了草皮移植。根据多年观测，该边坡在零养护条件下，形成了比较稳定、草灌结合的自然植物群落，植物种类丰富，不同季节都有野花盛开，与环境非常协调。（图11）因此，今后可在公路清表阶段移植草皮假植于路侧，待边坡开挖完成后，迅速覆盖到边坡上，既最大限度的保护利用了原有植物资源，又可以营造原生态的公路景观。图11 移植周围自然草皮的景观效果3.4 边坡综合防护针对峡谷地带，山高坡陡，为了减少开挖、稳定边坡，研究提

14、出了一系列工程防护与植被防护相结合的边坡防护措施，并在湖北神宜路应用。如：（1）渐缩式（阶梯式）空心砖护面墙绿化技术渐缩式空心砖护面墙绿化（图12）是一种改进空心砖铺置方式进行防护绿化的新技术。空心砖填土一侧向上，砖与砖之间相互重叠。其施工工艺为：挡墙施工空心砖填土播撒种子空心砖铺放。为了防止土壤从空心砖内漏出来，在空心砖内衬上一层土工网。为了尽量减少施工时交叉作业，先将空心砖填土及种子工序完成后再开始铺放，一般种子直接撒播于土壤表面，对于大粒种子则采用穴播方法播种。图12 渐缩式空心砖护面墙（左）与普通空心砖护面墙（右）的比较（2）上挡墙L形种植槽绿化技术将圬工防护设计成台阶式，采用L形种植

15、挡板预制模块（图13），通过在坡面设置梯形的台阶并放置预制种植模块，通过栽植实现垂直绿化。图13 上挡墙L形种植槽绿化技术种植槽内植物的选择主要考虑几方面因素：一是植物的生长轮廓外形与周围环境植被的林缘线相统一；二是植被类型与周围环境协调统一；三是植物能够遮挡圬工面的不良景观影响。（3）钢筋骨架与植生袋固土绿化对于高度小于5m的一级挡墙，将植生袋按照1：0.3的坡度码砌。填入植生袋的土壤加入有机质和复合肥，以提高土壤肥力。植生袋码砌完成后，先以铁丝网罩面，再以预制的钢筋骨架固定，锚杆间距1m。植生袋固定后，以液压喷播方式播种，用无纺布覆盖后进行浇灌等养护工作，在出苗后补栽一定量的花灌木，加强美

16、化效果。（4）防护工程的美化除能辅以植物防护的框格防护形式以及上述形式之外，长段封面、护面墙、石砌护坡、挡墙等防护形式还可进行一定程度的美化，改善环境或景观对驾驶员造成的不良视觉影响，进一步创造对驾驶员心理有正面影响的环境和景观，以达到提高安全水平的目的。对防护工程的美化强调采用普通、易获取的装饰材料，设计形式简洁，设计特色突出。例如，四川川九公路路经羌族聚居区时（图14），对长段挡墙表面进行了适当的装饰，装饰元素与沿途可见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，富于浓郁的少数民族特点，使整座挡墙与周边环境融为一体，共同成为路侧的一道可供体验和感受的风景线。 图14 川九路羌族村

17、寨段挡墙设计3.5 应用新型护栏路侧护栏景观也对提高路侧安全有着重要的意义。根据不同道路安全等级，尽量采用景观效果安全较好的柔性护栏。注重安全、低碳、环保、时尚、自然；注重地形安全性分析，在部分线形较好、安全性较高的路段，可考虑取消护栏设置；注重护栏空间位置布设，避免遮挡观景者视线，减少影响景观质量和阻隔观景视线；注重护栏造型选择，尽量选用形状简单、色彩和谐、材料自然、通透性良好，能与周围景观相协调的护栏形式；注重护栏端部处理，护栏起点处端头应与地形相结合，逐渐引入路侧边坡，既达到了良好的安全性，又很好的与自然相融合；注重护栏过渡段的处理，保证护栏整体刚度的逐渐过渡，保持连续性，防止事故车辆在

18、护栏不连续的地方穿过。（1）缆索护栏缆索护栏不但具有良好的防撞效果，而且具有良好的通透性，达到良好的景观效果。优点主要有：与常见的“双波型钢板护栏”相比，柔韧性加强，高度增加，预防二次伤害，减少驾驶员和乘车人员生命安全事故。此外，通透性更好的缆索护栏将更有利于游客欣赏自然景观，减少驾驶员眼睛疲劳。经检测，小型车每小时100公里和大型车每小时60公里速度，均在护栏安全防撞范围内。图15 缆索护栏（2）安全辊安全辊（图16）除安全性较强以外，景观造型较为新颖、时尚感较强。安全辊可以通过吸收冲击能量将撞击过来的车辆导回安全的道路或使车辆停止；可以通过明显的颜色和自发光作用有效帮助司机在夜间安全行驶。（3）木护栏钢背木护栏（图17）除达到较高的抵抗碰撞效果外，木护栏造型自然、原始、又具有良好的低碳环保效应。木护栏与混凝土和钢材的刚性相反，木材运用柔韧性来分散冲击波而不是阻止它。图16 安全辊图17 T40钢背木护栏4 探讨（1） 放缓边坡与节约用地的矛盾我国人多地少，土地资源紧张；公路放缓边坡虽然有利于提高行车安全性、增强景观效果，但多占用了土地资源。在公路建设中如何处理这一对矛盾，还需要因地制宜、灵活处理。例如，在戈壁、草原、盐碱地等土地资源不紧张、土地利用价值不高