帕尔玛土壤固化酶在县乡道路路基加强层的研究与应用

2010-08-29林爱萍商丘市交通局河南商丘476000

科技传播 2010年18期

林爱萍商丘市交通局，河南商丘 476000

帕尔玛土壤固化酶是美国国际酶制剂公司生产的高科技液态复合酶制品，该产品是一种用来催化土壤固化反应、改变土壤结构的专用添加剂，也是一种全新概念的道路施工添加剂。当帕尔玛和土壤均匀混合并被压紧时，就发生了高速的生物化学反应。土壤中的有机和无机物质与砂、石集料通过酶的催化作用产生一种强力的固结过程。在酶的催化作用下促使一些大分子联合生成一种中间反应物，从而改变了黏土的原有结构，使整个基层变成一个致密而坚固的整体。

帕尔玛路基加强层的具体做法是将帕尔玛用水稀释后按一定比例与现场黏土、碎石（或卵石）等拌合，在一定温度下摊平压实，经72小时干燥固化后，得到坚固稳定的路基。它具有强度高、造价低、施工简便、使用年限久、养护费用低等特点，在此基础上只需再敷以1cm左右的薄层沥青封层即可得到一条表面光洁、经久耐用的高质量公路。沥青封层可采用乳化沥青稀浆封层，也可采用层铺法进行表面处理，充分显示出“强基薄面”的道路特点，因此适合县乡道路的建设。

随着公路建设步伐进一步加快，而传统的筑路方法资金投入大，施工工艺复杂，养护管理费用高，特别是在资金投入极度紧张的情况下，修建县乡公路更为困难。我们本着“科技兴交”的总体思路，瞄准新材料、新工艺，决定采用帕尔玛土壤固化酶筑路新技术，并对此进行了研究试验，取得了成功，收到非常好的效果，并在我市全面推广应用。

1 确定试验路段

为能使试验路段具有代表性和普遍性，我们把试验路段定在虞城县职业中专东边。路段长800m，路基宽9m，原路面为砂砾土铺筑的简易路面，昼夜混合交通量在300次以上，初测其弯沉值为350×10-2mm。与我县其他乡村路状况基本相符。

2 确定设计方案

1）根据现在交通量及今后发展，设计荷载为公路Ⅱ级；

2）试验路按四级公路标准进行测量设计。路基宽9m，路面宽6m，路基按1.5%设计。设计弯沉值为100×10-2mm；

3）铺筑帕尔玛固化层前对原有路面进行找平，平均厚度为10cm；

4）铺筑帕尔玛固化层厚度定为15cm，宽度6.6m。为取得准确的试验数据分两段进行铺筑，每段各厂400m，一段分两层铺筑，底层厚8cm，面层厚7cm，另一段单层铺筑；

5）路面采用乳化沥青表面处治，厚度为1cm。

3 帕尔玛加强层及乳化沥青表处层材料

1）帕尔玛土壤固化酶由北京怡天生物工程公司提供。稀释率为帕尔玛：水为1:500～1:4000之间；

2）碎石：为降低成本，碎石采用普通矿石，料径在0.5cm～3cm；

3）土：就地取土（黏土质砂），塑性指数为12；

4）乳化沥青：采用山东淄博乳化沥青厂生产的快裂阳离子乳化沥青，配合比例，沥青：水=60%:40%；

5）表处用碎石，采用山东矿石厂生产的碎石，粒径为5mm～10mm、3mm～5mm。

4 帕尔玛基层施工工艺

4.1 整修原路面，铺筑找平补强层

在铺筑试验路前先对原路进行简单处理，具体做法是：先疏通边沟，保证原路面不受浸泡；然后，对原路面坑洼处利用碎石土混合料找平；最后，用路拱板刮平，做好路拱并用18t～21t压路机碾压成型。

4.2 清扫放样

将经过找平的路面清扫干净，并按铺筑宽度6.6m放出边缘线，按虚铺系数1.2设置好厚度控制桩。

4.3 拌合

试验路段为800m，距离较短，运输较方便，我们确定采用集中拌合法。

1）干拌。将黏土和碎石按4:6（重量比）用装载机惨拌，再用装载机倒拌两次达到碎石与土掺匀。

2）湿拌。湿拌前抽验混合料的含水量，依据天然含水量及最佳含水量之差确定每立方米混合料的加水量，计算出帕尔玛原液的稀释比例，一般控制在1:500～1:4 000范围内，拌合湿度应比最佳含水量低2%。当土石混合料天然含水量过大至使稀释比例大于1:500时需将混合料进行晾晒或烘干，直至达到允许稀释比例范围内方可湿拌。拌和时按每升帕尔玛原液处理33m3混合料控制。用装载机倒拌混合料，同时将帕尔玛稀释液均匀喷洒到拌混合料中，注意喷洒速度要与倒拌速度保持一致。最后将拌好的混合料堆放在一起，闷10h左右，使帕尔玛均匀分布于混合料中。每天拌合混合料数量控制在500m3～800m3为宜，数量过少进度较慢，数量过多，如当天铺筑不完将影响混合料使用质量。

5 摊铺

5.1 分两层铺筑

1）铺筑底层加强层（厚度8cm）

按运距配置好自卸汽车数量，用装载机装车每车装料5m3运至摊铺地点，根据摊铺宽度（6.6m）、虚铺厚度计算出每车混合料铺筑面积，卸料时确保每段距离用料一致，人工铺平后，用75马力链轨式推土机稳定一遍，然后用路拱板进行刮平并作出路拱，对不平处进行填补、找平。

2）铺筑面层加强层

待第一层碾压成型后开始铺筑面层，铺筑方法与前面一样，只是厚度控制在7cm，而找平标准更高。铺筑时应注意碎石与土分散均匀，因黏土过于集中易出现弹簧现象，碎石过于集中时不易碾压成型。

5.2 一层铺筑

一层铺筑程序与两层铺筑相同，只是压实厚度控制在15cm。

6 碾压

碾压是关键工序，对湿度控制严格。首先测定已铺段混合料含水量，将其与最佳含水量相比，不足部分用装有帕尔玛稀释液的洒水车喷洒，喷洒量均匀一致。然后用18t～21t压路机碾压一遍，再用击振力达30t的压路机碾压4遍，最后用18 t～21t压路机碾压2遍。碾压方法与做其他基层一样，碾压时对缺料处随时找补，直至达到最佳路拱与平整度。碾压成型后封闭交通72小时干燥养生。强度形成后做乳化沥青面层。

7 质量检测

利用帕尔玛土壤固化酶技术铺筑的基层固化72小时形成强度后，我们对该试验段从压实度、弯沉值、无侧限抗压强度等项进行检测，结果见表1。

表1 帕尔玛加强层检测表

通过检测可以看出，分两层铺筑和单层铺筑的帕尔玛加强层，其压实度、弯沉值、无侧限抗压强度都达到质量要求。但采用两层铺筑的帕尔玛加强层，施工较复杂，机械费用高，相对造价高。因此在铺筑厚度不超过15cm时可选用单层铺筑法。

8 效益分析

利用帕尔玛土壤固化酶铺筑基层，面层采用乳化沥青表面处治，通过试验取得成功，在我市乡村级公路建设中已广泛推广应用，收到可观的经济和社会效益，它与传统的石灰土基层加铺3cm的沥青碎石相比具有以下优点：

8.1 降低工程造价

采用帕尔玛土壤固化酶铺筑基层（15cm）加乳化沥青表面处治（1cm）每平方造价18元，而石灰稳定土基层（15cm）加沥青碎石（3cm）每平方米造价为35元。由此计算每平方米可节约资金17元。近几年我市铺筑帕尔玛基层乳化沥青表处面层路面540km2/120km，仅此一项可节约资金939.6万元。

8.2 施工简便、改善施工条件、防止污染

利用帕尔玛土壤固化酶铺筑基层，只需压路机、装载机、推土机等几台普通的筑路机械，可节约大量机械费用。施工时混合料为最佳含水量，改变了过去公路施工粉尘飞扬，污染环境，甚至影响粮食作物生长的不良现象，给交通职工和当地群众带来了方便。同时乳化沥青1cm表处的施工只需一台压路机和沥青撒布车，方法更是简单易行。提高了生产效益，可节约大量的人力、物力，深受各级政府及群众的欢迎。