新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的应用研究

一、引言

新型生态混凝土作为一种兼具工程性能和生态功能的新型材料，近年来在铁路路基边坡防护中得到了越来越广泛的应用。新型生态混凝土具有良好的透水性、透气性和植物亲和性，能够在保证边坡稳定性的同时，为植物生长提供良好的环境，实现工程防护与生态修复的有机结合。本文旨在对新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的应用进行深入研究，为其推广应用提供理论支持和实践参考。

二、新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的作用机制

（一）增强边坡稳定性

新型生态混凝土铺设在铁路路基边坡表面，能够形成一层坚固的防护层，增加边坡土体的抗滑力。其高强度特性可以抵抗土体的侧向压力和列车振动产生的附加力，防止边坡土体的滑动和坍塌。同时，混凝土的自重也有助于稳定边坡，特别是在高填方边坡和陡坡地段，作用更为明显。

（二）防止水土流失

良好的透水性使得新型生态混凝土能够有效减少坡面径流。当雨水降落到边坡上时，大部分雨水通过混凝土孔隙渗入地下，只有少量雨水形成坡面径流。这大大降低了坡面径流对边坡土体的冲刷能力，减少了土壤颗粒的流失。此外，植物在新型生态混凝土上生长后，其根系能够固着土壤，进一步增强了边坡抵抗水土流失的能力。

（三）促进生态修复

新型生态混凝土的植物亲和性为植物生长创造了条件。在铁路建设过程中，往往会对周边生态环境造成一定的破坏。通过在路基边坡使用新型生态混凝土并种植适宜的植物，可以恢复植被覆盖，改善生态环境。植物的生长不仅可以美化景观，还能吸收二氧化碳、释放氧气，调节局部气候，促进生态系统的平衡和稳定。

三、新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的应用实例

（一）工程概况

某新建铁路工程，部分路段经过山区，地形起伏较大，路基边坡高度较高，坡度较陡。为了确保路基边坡的稳定性，同时实现生态环保的目标，工程采用了新型生态混凝土进行边坡防护。该路段路基边坡长度为 500m ，最大边坡高度为 10m，坡度为 1:1.5。

（二）材料选择与配合比设计

根据工程要求和当地的自然条件，选择了合适的新型生态混凝土材料。粗骨料采用当地的碎石，粒径为 5-20mm ；细骨料为河砂；水泥选用普通硅酸盐水泥；添加剂采用自主研发的生态混凝土专用添加剂，能够提高混凝土的强度、透水性和植物亲和性。通过试验确定了最佳配合比，水泥用量为 300kg/m³ ，粗骨料用量为 1200kg/m³ ，细骨料用量为 400kg/m³ ，添加剂用量为水泥用量的 5% 。

（三）施工工艺

在铺设新型生态混凝土前，需先对路基边坡进行修整，清除松散土体、杂物和浮石，保证坡面平整稳定；随后根据边坡形状尺寸安装强度与稳定性良好的模板。接着按设计配合比在搅拌站搅拌混凝土，搅拌时间不少于 2 分钟，确保均匀后用搅拌车运至现场；倒入模板内后，使用插入式振捣器振捣，以表面无气泡、泛浆为准，避免振捣器触碰模板与钢筋。浇筑完成后，及时压实、抹平混凝土表面，并在初凝前拉毛增强与种植层粘结力；最后在混凝土表面铺设5cm 厚含保水材料和缓释肥料的种植土，依据当地气候土壤条件选择适宜植物种子撒播或扦插，覆盖无纺布保湿养护 。

（四）应用效果

经过一年的运行观测，采用新型生态混凝土防护的铁路路基边坡稳定性良好，未出现滑坡、坍塌等病害。坡面植被生长茂盛，植被覆盖率达到90% 以上，有效防止了水土流失，改善了周边生态环境。与传统的浆砌片石防护相比，新型生态混凝土防护不仅具有更好的生态环保效果，而且在景观效果上也有了很大的提升，得到了各方的认可。

四、新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中应用的问题与对策

（一）问题

1. 早期强度发展较慢

新型生态混凝土在早期强度发展相对较慢，可能影响施工进度和工程质量。在混凝土浇筑后的初期，需要更加注意养护和保护，防止受到外力破坏。

2. 植物生长管理难度较大

虽然新型生态混凝土为植物生长提供了条件，但不同地区的气候、土壤条件差异较大，植物的选择和种植后的管理需要专业知识和技术。如果植物生长不良，可能影响边坡的防护效果和生态功能。

3. 施工技术要求较高

新型生态混凝土的施工工艺相对复杂，对施工人员的技术水平要求较高。在施工过程中，如配合比控制不当、搅拌不均匀、振捣不密实等，都可能影响混凝土的性能和防护效果。

（二）对策

1. 优化配合比设计

通过试验研究，进一步优化新型生态混凝土的配合比，添加早强剂等外加剂，提高早期强度发展速度，满足施工进度要求。

2. 加强植物生长管理

在植物种植前，进行详细的土壤和气候条件分析，选择适宜的植物品种。种植后，制定科学的养护管理方案，定期浇水、施肥、修剪，确保植物生长良好。

3. 加强施工人员培训

对施工人员进行专业培训，使其熟悉新型生态混凝土的施工工艺和技术要求。在施工过程中，严格按照操作规程进行施工，加强质量控制，确保施工质量。

五、结语

新型生态混凝土作为一种新型的建筑材料，在铁路路基边坡防护中具有显著的优势。其高强度、高透水性、良好的耐久性和植物亲和性，能够有效增强边坡稳定性，防止水土流失，促进生态修复，实现工程防护与生态环保的有机结合。通过实际工程应用实例和与传统防护材料的对比分析，证明了新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的可行性和有效性。

然而，新型生态混凝土在应用过程中也存在一些问题，如早期强度发展较慢、植物生长管理难度较大、施工技术要求较高等。针对这些问题，通过优化配合比设计、加强植物生长管理和施工人员培训等对策，可以有效解决，进一步推广新型生态混凝土在铁路路基边坡防护中的应用。随着技术的不断进步和完善，新型生态混凝土在铁路建设领域将具有更加广阔的应用前景，为铁路工程的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1] 刘芳，李金堂生态型柔性边坡护坡各种工程技术特色与远景展望，城市道桥与防洪，2010.

[2] 孙爱义三维排水柔性生态护坡施工技术. 铁道建设技术，2012.

[3] 刘娜 ; 任国俊 ; 王磊 ; 兴隆山矿山岩质边坡生态修复技术研究 [J]; 金属矿山 ;2022 年 10 期