土壤固化酶在公路建設(shè)中的推廣和應(yīng)用

1、土壤固化酶在公路建設(shè)中的推廣和應(yīng)用 土壤固化酶在公路建設(shè)中的推廣和應(yīng)用 【摘 要】 土壤固化酶與水稀釋參加土壤后使土壤固化形成板塊，且在空氣中二氧化氮的作用下使酶再生，并繼續(xù)發(fā)生作用，主要應(yīng)用于公路等根底設(shè)施建設(shè)。通過對它特性以及施工工藝進行分析，具有降低工程造價、減少維護、簡化工藝、提高質(zhì)量、延長道路使用壽命優(yōu)點?？蓮V泛用于二級及以下等級公路、縣鄉(xiāng)道路、便道等的各結(jié)構(gòu)各結(jié)構(gòu)層上，用于高等級公路底基層或墊層，可提高路面強度和穩(wěn)定性。對路基可加固補強、或做隔斷層處理。具有很好的推廣應(yīng)用價值。 【關(guān)鍵詞】 土壤固化酶 特性 施工 應(yīng)用 縣鄉(xiāng)道路和農(nóng)村公路的建設(shè)對完善國家公路網(wǎng)、對全面建設(shè)小康社會，

2、構(gòu)建和諧社會都具有重要意義，我國農(nóng)村公路的“十二五開展目標為：2021年所有具備通車條件的鄉(xiāng)、村通公路，農(nóng)村土地改造到達生產(chǎn)道路固化，由此可見縣鄉(xiāng)道路和農(nóng)村公路的建設(shè)規(guī)模宏大，任務(wù)艱巨。但另一方面，縣鄉(xiāng)道路和農(nóng)村公路的投資回報率低，建設(shè)資金十分匱乏，投、融資又特別困難，且目前縣鄉(xiāng)道路和農(nóng)村公路施工所用的材料和設(shè)備，已經(jīng)沒有降低造價的空間。因此，降低工程造價、減少維護、簡化工藝、提高質(zhì)量、延長道路使用壽命是目前縣鄉(xiāng)道路和農(nóng)村道路迫在眉睫的問題。 土壤固化酶的技術(shù)特點和他固有的特性能滿足上述的要求，并成功在-等局部省份的縣鄉(xiāng)道路中修建試驗并取得成功，進而大規(guī)模使用。 1 土壤固化酶特性 土壤固化酶

3、屬生物有機酶，是土壤細菌與氮、二氧化氮及其他營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生催化作用后的產(chǎn)物.該產(chǎn)物與水稀釋參加土壤后使土壤固化形成板塊，且在空氣中二氧化氮的作用下使酶再生，并繼續(xù)發(fā)生作用。主要應(yīng)用于公路等根底設(shè)施建設(shè)。土壤固化酶為濃縮液體，易溶水、無毒、無污染、對人、畜、植物均無害，綠色環(huán)保。 在公路等根底設(shè)施建設(shè)中，其高密實度、低透水性、用水量少、無需養(yǎng)護、造價低等特點，到達簡化工藝、降低造價、提高道路等級、延長使用壽命等目的?？蓮V泛用于二級及二級以下等級公路、縣鄉(xiāng)道路、便道等的各結(jié)構(gòu)層上，用于高等級公路底基層或墊層，可提高路面強度和穩(wěn)定性。對路基可以加固補強、或做隔斷層處理。 土壤固化酶的路用特性主要有以下

4、幾點： 增加土質(zhì)密度：土壤固化酶降低水的外表張力，促使水分快速滲透和擴散，使水合物小粒子排列更緊密，消除了路基材質(zhì)中的空隙。 增強道路承載能力：經(jīng)土壤固化酶處理過的土質(zhì)，產(chǎn)生一種粘聚作用，可通過加強土壤顆粒的粘結(jié)力，增強承載力，形成整體板塊。 低透水性：粘合的土壤顆粒減少了土壤中的空隙，同時減少了水分進入結(jié)構(gòu)層的時機。用土壤固化酶處理過的道路可有效處治翻漿、克服凍脹裂縫合反射裂紋。 用水量少：由于水分子滲透快，外表的揮發(fā)性減少，用其處理土壤到達最正確含水量時，僅需常規(guī)用水量的80%。道路成型后無需灑水養(yǎng)護，自然風(fēng)干即可。 適用范圍廣：筑路材料可就地取用，減少遠運本錢，減低工程造價。 減少維護：

5、結(jié)構(gòu)層壓實完畢后，自然風(fēng)干72小時即可通車或加封面層。 運輸方便、綠色環(huán)保：土壤固化酶以桶裝濃縮液體形式待用，防止大體積儲存；該產(chǎn)品無毒、無污染、不腐蝕設(shè)備、對人、畜、植物、土壤均無害。 2 技術(shù)原理 土壤固化酶為化學(xué)穩(wěn)定劑，經(jīng)過四個過程形成了液體穩(wěn)定劑。加固土的穩(wěn)定機理：改變外表能，是穩(wěn)定劑易進入擴散層，改善土顆粒外表電荷性質(zhì)。有利于離子交換作用并能改善土顆粒外表電荷性質(zhì)，由此降低土粒之間的相互排斥能，得到更為密實的壓實體。由于穩(wěn)定劑含有長鏈高分子，同易高分鏈又將相鄰的土顆粒通過高分于鏈橋搭接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這一過程是不可逆的，這也是固化劑加固土獲得穩(wěn)定強度的主要原因之一。通過上步作用形成疏

6、水性物質(zhì)。疏水性物質(zhì)所形成的凝膠及晶體堵塞了土壤中的毛細孔，這也是加固土獲得水穩(wěn)定性于凍穩(wěn)定性的主要原因之一。在這四個因素的綜合作用下，經(jīng)過固化劑于土顆粒及它們自身之間的物理、物理化學(xué)和化學(xué)作用下，形成了液體穩(wěn)定劑加固的根本機理。 3 設(shè)計參數(shù) 土壤固化酶穩(wěn)定土回彈模量 為了進一步認識土壤固化酶結(jié)構(gòu)層的適應(yīng)性，增加該結(jié)構(gòu)層的定性內(nèi)容，即結(jié)構(gòu)層碾壓成型后呈板塊狀并具有一定剛度，但與水泥穩(wěn)定土成形的剛度相差較大，其特征也不同，為了區(qū)別對待，將土壤固化酶結(jié)構(gòu)層定性為“柔性結(jié)構(gòu)層。 土壤固化酶結(jié)構(gòu)層無側(cè)限抗壓強度低于半剛性技術(shù)標準要求，強度介于水泥穩(wěn)定層和級配砂礫之間，因此，土壤固化酶結(jié)構(gòu)層設(shè)計中施工

7、技術(shù)指標，根本參照水泥穩(wěn)定土技術(shù)標準要求執(zhí)行，含粗骨料試件無側(cè)限抗壓強度，只做7天自然條件下風(fēng)干無側(cè)限抗壓強度，代表值大于1.0Mpa，素土試件無側(cè)限抗壓強度代表值不低于0.7Mpa。 土壤固化酶使用劑量：每立方米筑路材料，使用土壤固化酶0.03312升或0.03623千克。 4 混合料的組成設(shè)計 粉性土、粘性土、天然砂礫等筑路材料均可用于土壤固化酶結(jié)構(gòu)層中，具體情況可依據(jù)公路等級，實地情況按照以下各結(jié)構(gòu)層各定區(qū)間試驗確定。 基層天然砂礫：粉、粘性土含量不少于15%時直接使用。粉性土：摻配天然砂礫40%70%。粘性土：摻配天然砂礫30%70%。砂性土：分析顆粒粒徑，摻配骨料30%60%和粉性土

8、15%25%。 底基層天然砂礫：粉、粘性土含量不少于15%時直接使用。粉性土：可直接使用，或摻配天然砂礫30%60%。粘性土：可直接使用，或摻配天然砂礫30%60%。砂性土：分析顆粒粒徑，摻配天然砂礫30%50%和粉性土15%30%。 填筑路基天然砂礫：粉、粘性土含量不少于15%時直接使用。粉性土：可直接使用，或摻配天然砂礫10%30%。粘性土：可直接使用，或摻配天然砂礫10%30%。砂性土：分析顆粒粒徑，摻配天然砂礫15%30%和粉性土10%30%。 5 施工工藝 5.1 原材料試驗 顆粒分析、含水量試驗、擊實試驗、無側(cè)限抗壓強度、易溶鹽、承載比試驗，依照?公路土工試驗規(guī)程?以及?公路工程無

9、機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程?執(zhí)行和中國行業(yè)標準執(zhí)行。區(qū)別以下幾點：拌料時土壤固化酶溶液稀釋比例1：3000。試驗悶料時就參加土壤固化酶溶液，集料與土壤固化酶溶液應(yīng)拌和均勻，密封悶料8小時。擊實前擊實前集料再次拌和均勻。 5.2 用量及摻配方法 單位換算：1L質(zhì)量為：1.094kg；1加侖為：3.785L；1加侖質(zhì)量為：4.141kg；1桶為5加侖或18.925L；1桶質(zhì)量為：20.704kg。 設(shè)計使用劑量為：每立方筑路材料，使用土壤固化酶0.03312升或0.03623千克。 通常用專用桶進行儲藏和保管，為了計算方便，處理長1000m，寬8m，厚0.15m的路段需要2.1桶土壤固化酶溶液。 施

10、工摻配總用量分為兩局部。 壓實方按1200土壤固化酶溶液總用量為： 土壤固化酶溶液拌和用量： 土壤固化酶溶液外表噴灑用量： 5.3 考前須知 施工中應(yīng)通過邊坡、填土厚度、路段長度計算實際產(chǎn)生的土方量，確定土壤固化酶原液用量。 摻配時先將水罐或水池注滿水，再參加土壤固化酶原液攪拌均勻即可。 土壤固化酶結(jié)構(gòu)層施工溫度：白天10以上，夜間0以上。 土壤固化酶原液與水稀釋比不應(yīng)小于1：1000。 5.4 路拌法施工工藝 路拌法施工土壤固化酶結(jié)構(gòu)層的工藝流程： 準備下承層-噴灑溶液-灑水悶料-拌合-攤鋪整平-碾壓-驗收 路拌法施工考前須知： 準備下承層：下承層應(yīng)各項技術(shù)指標均應(yīng)滿足中華人民共和國行業(yè)標準

11、?公路工程質(zhì)量檢驗評定標準?的要求。遇雨季應(yīng)停止施工，集料過濕應(yīng)翻曬。在下承層通過驗收后，先噴灑1：10000的土壤固化酶溶液在進行下一道工序的施工。 灑水悶料：先將計算好的用水量的50%左右，均勻噴灑在預(yù)定寬度的土壤固化酶結(jié)構(gòu)層上，稍滲透后，即用路拌機械拌料至均勻，剩余的50%土壤固化酶溶液全部噴灑完后，再將集料充分拌勻。拌和過程中應(yīng)配備人工將雜物、超粒徑料去除，拌和結(jié)束時，混合料的含水量應(yīng)均勻。 攤鋪整平：將拌和好的集料整平，修整出路形，在此過程中有缺水現(xiàn)象可噴灑1：10000的土壤固化酶溶液或清水至最正確含水；整型時應(yīng)按照設(shè)計的坡度和路拱進行，并應(yīng)注意接縫處平整。 用自重不低于18t的壓

12、路機先靜壓1遍，然后振動2遍，靜壓4-6遍到達壓實度為止，各地實際情況應(yīng)在施工前試驗路段確定碾壓工藝。壓實要點均按現(xiàn)行中華人民共和國行業(yè)標準?公路工程路基路面施工技術(shù)標準?執(zhí)行，禁止壓路機在已形成強度的土壤固化酶結(jié)構(gòu)層上振動碾壓。 禁止壓路機在已完成碾壓的路段上“調(diào)頭和急剎車；碾壓過程中如出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象，應(yīng)翻曬整形后重新壓實；如出現(xiàn)松散現(xiàn)象，應(yīng)噴灑1：10000的土壤固化酶溶液，到達最正確含水量后再壓實，以保證質(zhì)量要求。 壓實成型后噴灑1：10000土壤固化酶溶液時水量要適中，防止沖壞路面。 土壤固化酶結(jié)構(gòu)層自然風(fēng)干72小時即可通車，其間禁止重型車輛通行，如土壤固化酶結(jié)構(gòu)層分多層施工時可連續(xù)施工

13、。 在土壤固化酶結(jié)構(gòu)層上做瀝青面層時，先噴灑1：10000的土壤固化酶稀釋水溶液，稍干后即可進行油面施工。 現(xiàn)場質(zhì)量控制考前須知： 施工過程中應(yīng)全程監(jiān)控土壤固化酶原液用量。施工作業(yè)段應(yīng)根據(jù)機械設(shè)備能力，確定長度后進行循環(huán)作業(yè)。應(yīng)根據(jù)預(yù)計可完成工作段長度進行1：10000溶液噴灑。施工中，應(yīng)嚴格按設(shè)計控制結(jié)構(gòu)層的寬度和填土厚度以及集料配比。噴灑溶液前，集料應(yīng)松散均勻，溶液噴灑后每次至少翻拌2遍。在縱坡過大路段進行灑水作業(yè)時應(yīng)配備人工處理，保證灑水均勻。 6 工程經(jīng)濟效益比擬 結(jié)構(gòu)層厚度相同比擬。用同等厚度的土壤固化酶結(jié)構(gòu)層代替原級配砂礫結(jié)構(gòu)層，土壤固化酶結(jié)構(gòu)層各項技術(shù)指標均優(yōu)于天然砂礫結(jié)構(gòu)層；經(jīng)

14、核定在砂礫運距為47km時采用土壤固化酶結(jié)構(gòu)層工程造價開始降低，砂礫料遠距越遠經(jīng)濟優(yōu)勢越明顯。 結(jié)構(gòu)層厚度不同比擬。以在范縣農(nóng)村公路中常用路基斷面6m寬為例，原設(shè)計為21cm厚天然砂礫底基層+10cm厚級配砂礫基層；現(xiàn)設(shè)計為15cm厚當?shù)卦瓲钔翐?0%天然砂礫摻配土壤固化酶基層；通過實施、運營比照后效果相似。因此，采用土壤固化酶結(jié)構(gòu)層可降低4cm厚度，相應(yīng)減少了天然砂礫用量76.8%；施工簡單，進度快。假設(shè)采用鐵犁配合路拌機施工方法，平均每天可完成1.3km左右。從使用效果看土壤固化酶結(jié)構(gòu)層各項技術(shù)指標均優(yōu)于原路面機構(gòu)層；經(jīng)核定砂礫料運距大于38km時工程造價開始降低，同樣砂礫料運距越遠優(yōu)勢越明顯。 7 結(jié)語 土壤固化酶在公路建設(shè)中的推廣與應(yīng)用技術(shù)經(jīng)過攻關(guān)，業(yè)主單位均認為該項技術(shù)可解決降低工程造價、減少維護、簡化工藝、提高質(zhì)量、延長道路使用壽命問題?？蓮V泛用于二級及二級以下等級公路、縣鄉(xiāng)道路、便道等的各結(jié)構(gòu)各結(jié)構(gòu)層上，用于高等級公路底基層或墊層，可提高路面強度和穩(wěn)定性。對路基可加固補強、或做隔斷層處理。具有推廣應(yīng)用價值，其技術(shù)指標