一种高填方土质路堤边坡防护结构技术领域
本实用新型涉及道路工程防灾减灾技术领域，尤其涉及一种高填方土质路堤边坡
防护结构。
背景技术
进入二十一世纪以来，我国的交通基础建设取得了喜人的成绩，基本实现了“县县
通高速”。在高速公路建设过程中，受地形和线性的影响，公路跨山跃河工程屡见不鲜，在山
岭区高边坡路堤常常是设计、施工单位所恐惧的项目。在工程地质不良的地区或者自然天
气恶劣的地区，高边坡路堤经常出现沉陷、冲刷等病害，严重的情况下引起边坡滑塌事故。
这严重的影响了道路行车的安全性能，从社会影响以及人民经济考虑，都是急需要解决的
问题。
在常规路堤设计中，常通过放缓边坡的形式来达到增加边坡稳定的目的。但对于
土质路堤而言放缓边坡意味着增加了边坡径流的路程和时间，这会导致更多的水分渗入边
坡内部，在增加了边坡土体的自重的同时，对土体强度会带来不同程度的负面影响。因此，
在设计人员难以把握高填方路堤边坡坡度值，现有工程经验难以覆盖所有土质，并且难以
保证在不同交通、轴载条件下的稳定性。国内外学者提出了在路堤中分层增加土工布、土工
格栅等，通过增加路堤土体在侧向变形过程中的摩擦来提高边坡稳定性。然而，在湿润的状
态下土质路基强度较低难以起到摩擦的作用。针对于上述问题，若能开发一种设备能够借
助边坡渗水深度范围内的土体强度，起到加固边坡的效果，对于提高路堤边坡稳定性，保障
道路安全具有推广前景。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种高填方土质路堤
边坡防护结构，可以有效的防止边坡滑塌，对于提高高填方路堤的运营稳定性具有重要意
义；高填方土质路堤边坡防护结构具有结构简单、施工方便等优点，能够有效地加强边坡结
构的稳定性，可在恶劣的自然、交通条件下发挥良好的路用性能。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种高填方土质路堤边坡防护结构，包括路堤、防护板和若干个防护组件，所述防
护组件由拉杆和膨胀嘴固定连接而成，所述路堤的边坡上覆盖安装有若干个防护板，所述
防护组件穿过路堤的边坡并置于路堤内部，防护组件靠近路堤边坡的一端与所述防护板固
定连接。所述膨胀嘴包括中线杆、膨胀叶、传力叶和滑管，所述中线杆一端端部为膨胀端部，
中线杆另一端端部为连接端部A，中线杆的膨胀端部活动铰接连接有所述膨胀叶，所述中线
杆外部滑动套装有滑管，所述滑管与膨胀叶之间连接有传力叶，传力叶的一端端部与滑管
铰接，传力叶的另一端端部与膨胀叶铰接。所述拉杆具有连接端部B和防护板连接端，中线
杆的连接端部A与拉杆的连接端部B相互铰接，拉杆的防护板连接端与防护板对应固定连
接。
为了更好地实现本实用新型，所有防护板在路堤的边坡上均匀排布，相邻两个防
护板之间的缝隙通过沥青灌缝材料灌缝而成，所述防护板与防护组件一一对应连接。
本实用新型优选的膨胀嘴结构技术方案如下：所述防护组件的中线杆的膨胀端部
铰接连接有两个膨胀叶，两个膨胀叶相对于中线杆中轴线呈中心对称，所述防护组件的中
线杆的膨胀端部对称设有两个活动铰A，两个膨胀叶中部分别设有活动铰B，所述膨胀叶的
端部与中线杆的活动铰A对应活动铰接(即膨胀叶的端部与中线杆之间通过活动铰A相互铰
接)，所述滑管上对称设有两个活动铰C，所述传力叶的一端端部与滑管的活动铰C活动铰接
(即传力叶端部与滑管外壁通过活动铰C相互铰接)，传力叶的另一端端部与膨胀叶的活动
铰B活动铰接(即传力叶端部与膨胀叶中部通过活动铰B相互铰接)。所述滑管在中线杆外部
滑动使得两个膨胀叶之间所构成的角度变大或变小。
作为优选，所述中线杆的连接端部A与拉杆的连接端部B之间通过活动铰D相互铰
接。
作为优选，所述拉杆的防护板连接端与防护板通过固定螺栓连接固定。
为了更加有效的防护高填方路堤边坡的稳定性，经过详细调查，全面分析了边坡
防护机理，依据膨胀支撑原理开发了一种高填方土质路堤边坡防护结构，可以有效的防止
边坡滑塌，对于提高高填方路堤的运营稳定性具有重要意义。本实用新型为实现上述目的
所依据的技术原理如下：
本实用新型的路堤边坡在侧向60～100cm范围内会由于雨水渗入而强度下降，在
自重和行车荷载的作用下，会向侧方、下方滑动。滑动的土体会挤压边坡侧面的防护板，防
护板随土体产生侧向位移，防护板移动会带动拉杆的侧向位移，拉杆进一步拉动路堤横向
深处膨胀嘴的中线杆。由于土体的自身压力，滑管基本不产生位移或者有微小位移，故中线
杆和滑管出现位移差，此时受传力叶的作用，膨胀叶与中线杆的夹角扩展，直到滑管接触中
线杆的末端(即膨胀端部)。这个状态下，膨胀嘴就形成一个较大的受力面，起到增加抗拉强
度的效果。同时，相邻两个防护板的连接部位采用沥青灌缝材料进行灌缝，尽量减少雨水对
路堤边坡强度的影响。
本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本实用新型防护结构抗拉强度高，不仅借助了土体与拉杆之间的摩擦阻力，还
增加了膨胀嘴的受力，大幅提高了拉杆的抗拉出性能，提升了高填方土质路堤边坡的稳定
性。本实用新型防护结构在施工时，将上述构件放到路堤中，进行常规的碾压即可，不需要
增加其他工序。
(2本实用新型防护结构的边坡上增加了防护板，可以减少雨水渗入路堤，提高边
坡表面的径流效率。同时增加了工程美观程度。本实用新型防护结构结构简单，所使用的材
料均为普通材料，材质的应用比较广泛，在施工现场可直接焊接制造，因而防护结构的制造
成本非常低廉。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中膨胀嘴与拉杆连接后的结构示意图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－路堤，2－防护板，3－拉杆，4－膨胀嘴，5－固定螺栓，6－膨胀叶，61－活动铰
A，62－活动铰B，7－传力叶，8－滑管，9－活动铰C，10－中线杆，101－膨胀端部，11－沥青
灌缝材料，12－活动铰D。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：
实施例
如图1、图2所示，一种高填方土质路堤边坡防护结构，包括路堤1、防护板2和若干
个防护组件，防护组件由拉杆3和膨胀嘴4固定连接而成，路堤1的边坡上覆盖安装有若干个
防护板2，防护组件穿过路堤1的边坡并置于路堤1内部，防护组件靠近路堤1边坡的一端与
防护板2固定连接；膨胀嘴4包括中线杆10、膨胀叶6、传力叶7和滑管8，中线杆10一端端部为
膨胀端部101，中线杆10另一端端部为连接端部A，中线杆10的膨胀端部101活动铰接连接有
膨胀叶6，中线杆10外部滑动套装有滑管8，滑管8与膨胀叶6之间连接有传力叶7，传力叶7的
一端端部与滑管8铰接，传力叶7的另一端端部与膨胀叶6铰接；拉杆3具有连接端部B和防护
板连接端，中线杆10的连接端部A与拉杆3的连接端部B相互铰接，拉杆3的防护板连接端与
防护板2对应固定连接。
所有防护板2在路堤1的边坡上均匀排布，相邻两个防护板2之间的缝隙通过沥青
灌缝材料11灌缝而成，防护板2与防护组件一一对应连接。
如图2所示，本实施例优选的膨胀嘴4实施方式如下：防护组件的中线杆10的膨胀
端部101铰接连接有两个膨胀叶6，两个膨胀叶6相对于中线杆10中轴线呈中心对称，防护组
件的中线杆10的膨胀端部101对称设有两个活动铰A61，两个膨胀叶6中部分别设有活动铰
B62，膨胀叶6的端部与中线杆10的活动铰A61对应活动铰接，滑管8上对称设有两个活动铰
C9，传力叶7的一端端部与滑管8的活动铰C9活动铰接，传力叶7的另一端端部与膨胀叶6的
活动铰B62活动铰接；滑管8在中线杆10外部滑动使得两个膨胀叶6之间所构成的角度变大
或变小。膨胀叶6远离活动铰A61的一端端部设有阻挡板；开始安装使用时，滑管8所处的位
置使得两个膨胀叶6之间所构成的角度值较小，当路堤1的边坡积水膨胀时，边坡的土质就
会推动防护板2向着路堤1外部运动，防护板2依次拉动拉杆3、中线杆10运动，这样滑管8就
在中线杆10外部朝向膨胀端部101运动，膨胀叶6端部的阻挡板会阻挡膨胀叶6该端端部运
动，这样两个膨胀叶6之间所构成的角度变大，由于在使用时，中线杆10的膨胀端部101以及
两个膨胀叶6、两个传力叶7是深深地插入到路堤1内部深处，可以利用路堤1内部深处较为
干燥、土质密实的抗拉伸力使得防护组件更能应对边坡的膨胀滑坡危害发生；两个膨胀叶6
所构成的角度展开变大以及膨胀叶6端部的阻挡板都会增加抗拉伸力。
如图2所示，中线杆10的连接端部A与拉杆3的连接端部B之间通过活动铰D12相互
铰接。
如图1所示，拉杆3的防护板连接端与防护板2通过固定螺栓5连接固定。
为了更加有效的防护高填方路堤边坡的稳定性，经过详细调查，全面分析了边坡
防护机理，依据膨胀支撑原理开发了一种高填方土质路堤边坡防护结构，可以有效的防止
边坡滑塌，对于提高高填方路堤的运营稳定性具有重要意义。本实用新型为实现上述目的
所依据的技术原理如下：
本实用新型的路堤1边坡在侧向60～100cm范围内会由于雨水渗入而强度下降，在
自重和行车荷载的作用下，路堤1的边坡会向侧方、下方滑动。滑动的土体会挤压边坡侧面
的防护板2，防护板2随土体产生侧向位移，防护板2移动会带动拉杆3的侧向位移，拉杆3进
一步拉动路堤1横向深处膨胀嘴4的中线杆10。由于土体的自身压力，滑管8基本不产生位移
或者有微小位移，故中线杆10和滑管8出现位移差，此时受传力叶7的作用，膨胀叶6与中线
杆10的夹角扩展(即膨胀叶6与中线杆10之间的夹角变大)，直到滑管8接触中线杆10的末端
(即膨胀端部)。这个状态下，膨胀嘴4就形成一个较大的受力面，起到增加抗拉强度的效果。
同时，相邻两个防护板2的连接部位采用沥青灌缝材料11进行灌缝，尽量减少雨水对路堤边
坡强度的影响。
一种高填方土质路堤边坡防护结构施工方法，其方法步骤如下：
A、按照设计的厚度填筑路堤1的底层，待对路堤1的底层碾压完成后，再在路堤1的
底层中布设若干个防护组件，每个防护组件由一个拉杆3和一个膨胀嘴4构成，膨胀嘴4包括
中线杆10、膨胀叶6、传力叶7和滑管8，中线杆10一端端部为膨胀端部101，中线杆10另一端
端部为连接端部A，中线杆10的膨胀端部101铰接连接有两个膨胀叶6，两个膨胀叶6相对于
中线杆10中轴线呈中心对称，防护组件的中线杆10的膨胀端部101对称设有两个活动铰
A61，两个膨胀叶6中部分别设有活动铰B62，膨胀叶6的端部与中线杆10的活动铰A61对应活
动铰接，滑管8上对称设有两个活动铰C9，传力叶7的一端端部与滑管8的活动铰C9活动铰
接，传力叶7的另一端端部与膨胀叶6的活动铰B62活动铰接，滑管8在中线杆10外部滑动使
得两个膨胀叶6之间所构成的角度变大或变小；膨胀嘴4的连接端部A与拉杆3的连接端部B
之间通过活动铰D12相互铰接，让拉杆3的防护板连接端置于路堤1的底层外部；然后在路堤
1的底层上布设完一层防护组件，在路堤1的底层上的防护组件上覆盖填筑材料并进行平整
处理；
B、在步骤A的路堤1底层上的平整面上填筑路堤2的第二层，待对路堤1的第二层碾
压完成后，再在路堤1的第二层中按照步骤A的方法布设若干个防护组件，每个防护组件由
一个拉杆3和一个膨胀嘴4构成，让拉杆3的防护板连接端置于路堤1的第二层外部；然后在
路堤1的第二层上布设完一层防护组件，在路堤1第二层上的防护组件上覆盖填筑材料并进
行平整处理；并采用同样的方法布设路堤2的第三层、第四层…，直到路堤2填筑结束；
C、在路堤1的边坡上铺设防护板2，各个防护板2与拉杆3的防护板连接端通过固定
螺栓5一一对应连接固定，直至将所有防护板2铺设到路堤1的边坡上；
D、所有防护板2在路堤1的边坡上均匀排布，相邻两个防护板2之间具有缝隙，在相
邻两个防护板2之间的缝隙中通过沥青灌缝材料11进行灌缝处理。
上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的
实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近
似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。