帕爾瑪土壤固化酶在縣鄉(xiāng)道路路基加強(qiáng)層的研究與應(yīng)用

林愛(ài)萍商丘市交通局，河南商丘 476000

帕爾瑪土壤固化酶是美國(guó)國(guó)際酶制劑公司生產(chǎn)的高科技液態(tài)復(fù)合酶制品，該產(chǎn)品是一種用來(lái)催化土壤固化反應(yīng)、改變土壤結(jié)構(gòu)的專(zhuān)用添加劑，也是一種全新概念的道路施工添加劑。當(dāng)帕爾瑪和土壤均勻混合并被壓緊時(shí)，就發(fā)生了高速的生物化學(xué)反應(yīng)。土壤中的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)與砂、石集料通過(guò)酶的催化作用產(chǎn)生一種強(qiáng)力的固結(jié)過(guò)程。在酶的催化作用下促使一些大分子聯(lián)合生成一種中間反應(yīng)物，從而改變了黏土的原有結(jié)構(gòu)，使整個(gè)基層變成一個(gè)致密而堅(jiān)固的整體。

帕爾瑪路基加強(qiáng)層的具體做法是將帕爾瑪用水稀釋后按一定比例與現(xiàn)場(chǎng)黏土、碎石（或卵石）等拌合，在一定溫度下攤平壓實(shí)，經(jīng)72小時(shí)干燥固化后，得到堅(jiān)固穩(wěn)定的路基。它具有強(qiáng)度高、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便、使用年限久、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上只需再敷以1cm左右的薄層瀝青封層即可得到一條表面光潔、經(jīng)久耐用的高質(zhì)量公路。瀝青封層可采用乳化瀝青稀漿封層，也可采用層鋪法進(jìn)行表面處理，充分顯示出“強(qiáng)基薄面”的道路特點(diǎn)，因此適合縣鄉(xiāng)道路的建設(shè)。

隨著公路建設(shè)步伐進(jìn)一步加快，而傳統(tǒng)的筑路方法資金投入大，施工工藝復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用高，特別是在資金投入極度緊張的情況下，修建縣鄉(xiāng)公路更為困難。我們本著“科技興交”的總體思路，瞄準(zhǔn)新材料、新工藝，決定采用帕爾瑪土壤固化酶筑路新技術(shù)，并對(duì)此進(jìn)行了研究試驗(yàn)，取得了成功，收到非常好的效果，并在我市全面推廣應(yīng)用。

1 確定試驗(yàn)路段

為能使試驗(yàn)路段具有代表性和普遍性，我們把試驗(yàn)路段定在虞城縣職業(yè)中專(zhuān)東邊。路段長(zhǎng)800m，路基寬9m，原路面為砂礫土鋪筑的簡(jiǎn)易路面，晝夜混合交通量在300次以上，初測(cè)其彎沉值為350×10-2mm。與我縣其他鄉(xiāng)村路狀況基本相符。

2 確定設(shè)計(jì)方案

1）根據(jù)現(xiàn)在交通量及今后發(fā)展，設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí)；

2）試驗(yàn)路按四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量設(shè)計(jì)。路基寬9m，路面寬6m，路基按1.5%設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)彎沉值為100×10-2mm；

3）鋪筑帕爾瑪固化層前對(duì)原有路面進(jìn)行找平，平均厚度為10cm；

4）鋪筑帕爾瑪固化層厚度定為15cm，寬度6.6m。為取得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分兩段進(jìn)行鋪筑，每段各廠400m，一段分兩層鋪筑，底層厚8cm，面層厚7cm，另一段單層鋪筑；

5）路面采用乳化瀝青表面處治，厚度為1cm。

3 帕爾瑪加強(qiáng)層及乳化瀝青表處層材料

1）帕爾瑪土壤固化酶由北京怡天生物工程公司提供。稀釋率為帕爾瑪：水為1:500～1:4000之間；

2）碎石：為降低成本，碎石采用普通礦石，料徑在0.5cm～3cm；

3）土：就地取土（黏土質(zhì)砂），塑性指數(shù)為12；

4）乳化瀝青：采用山東淄博乳化瀝青廠生產(chǎn)的快裂陽(yáng)離子乳化瀝青，配合比例，瀝青：水=60%:40%；

5）表處用碎石，采用山東礦石廠生產(chǎn)的碎石，粒徑為5mm～10mm、3mm～5mm。

4 帕爾瑪基層施工工藝

4.1 整修原路面，鋪筑找平補(bǔ)強(qiáng)層

在鋪筑試驗(yàn)路前先對(duì)原路進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，具體做法是：先疏通邊溝，保證原路面不受浸泡；然后，對(duì)原路面坑洼處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壓路機(jī)碾壓成型。

4.2 清掃放樣

將經(jīng)過(guò)找平的路面清掃干凈，并按鋪筑寬度6.6m放出邊緣線，按虛鋪系數(shù)1.2設(shè)置好厚度控制樁。

4.3 拌合

試驗(yàn)路段為800m，距離較短，運(yùn)輸較方便，我們確定采用集中拌合法。

1）干拌。將黏土和碎石按4:6（重量比）用裝載機(jī)慘拌，再用裝載機(jī)倒拌兩次達(dá)到碎石與土摻勻。

2）濕拌。濕拌前抽驗(yàn)混合料的含水量，依據(jù)天然含水量及最佳含水量之差確定每立方米混合料的加水量，計(jì)算出帕爾瑪原液的稀釋比例，一般控制在1:500～1:4 000范圍內(nèi)，拌合濕度應(yīng)比最佳含水量低2%。當(dāng)土石混合料天然含水量過(guò)大至使稀釋比例大于1:500時(shí)需將混合料進(jìn)行晾曬或烘干，直至達(dá)到允許稀釋比例范圍內(nèi)方可濕拌。拌和時(shí)按每升帕爾瑪原液處理33m3混合料控制。用裝載機(jī)倒拌混合料，同時(shí)將帕爾瑪稀釋液均勻噴灑到拌混合料中，注意噴灑速度要與倒拌速度保持一致。最后將拌好的混合料堆放在一起，悶10h左右，使帕爾瑪均勻分布于混合料中。每天拌合混合料數(shù)量控制在500m3～800m3為宜，數(shù)量過(guò)少進(jìn)度較慢，數(shù)量過(guò)多，如當(dāng)天鋪筑不完將影響混合料使用質(zhì)量。

5 攤鋪

5.1 分兩層鋪筑

1）鋪筑底層加強(qiáng)層（厚度8cm）

按運(yùn)距配置好自卸汽車(chē)數(shù)量，用裝載機(jī)裝車(chē)每車(chē)裝料5m3運(yùn)至攤鋪地點(diǎn)，根據(jù)攤鋪寬度（6.6m）、虛鋪厚度計(jì)算出每車(chē)混合料鋪筑面積，卸料時(shí)確保每段距離用料一致，人工鋪平后，用75馬力鏈軌式推土機(jī)穩(wěn)定一遍，然后用路拱板進(jìn)行刮平并作出路拱，對(duì)不平處進(jìn)行填補(bǔ)、找平。

2）鋪筑面層加強(qiáng)層

待第一層碾壓成型后開(kāi)始鋪筑面層，鋪筑方法與前面一樣，只是厚度控制在7cm，而找平標(biāo)準(zhǔn)更高。鋪筑時(shí)應(yīng)注意碎石與土分散均勻，因黏土過(guò)于集中易出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象，碎石過(guò)于集中時(shí)不易碾壓成型。

5.2 一層鋪筑

一層鋪筑程序與兩層鋪筑相同，只是壓實(shí)厚度控制在15cm。

6 碾壓

碾壓是關(guān)鍵工序，對(duì)濕度控制嚴(yán)格。首先測(cè)定已鋪段混合料含水量，將其與最佳含水量相比，不足部分用裝有帕爾瑪稀釋液的灑水車(chē)噴灑，噴灑量均勻一致。然后用18t～21t壓路機(jī)碾壓一遍，再用擊振力達(dá)30t的壓路機(jī)碾壓4遍，最后用18 t～21t壓路機(jī)碾壓2遍。碾壓方法與做其他基層一樣，碾壓時(shí)對(duì)缺料處隨時(shí)找補(bǔ)，直至達(dá)到最佳路拱與平整度。碾壓成型后封閉交通72小時(shí)干燥養(yǎng)生。強(qiáng)度形成后做乳化瀝青面層。

7 質(zhì)量檢測(cè)

利用帕爾瑪土壤固化酶技術(shù)鋪筑的基層固化72小時(shí)形成強(qiáng)度后，我們對(duì)該試驗(yàn)段從壓實(shí)度、彎沉值、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 帕爾瑪加強(qiáng)層檢測(cè)表

通過(guò)檢測(cè)可以看出，分兩層鋪筑和單層鋪筑的帕爾瑪加強(qiáng)層，其壓實(shí)度、彎沉值、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度都達(dá)到質(zhì)量要求。但采用兩層鋪筑的帕爾瑪加強(qiáng)層，施工較復(fù)雜，機(jī)械費(fèi)用高，相對(duì)造價(jià)高。因此在鋪筑厚度不超過(guò)15cm時(shí)可選用單層鋪筑法。

8 效益分析

利用帕爾瑪土壤固化酶鋪筑基層，面層采用乳化瀝青表面處治，通過(guò)試驗(yàn)取得成功，在我市鄉(xiāng)村級(jí)公路建設(shè)中已廣泛推廣應(yīng)用，收到可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，它與傳統(tǒng)的石灰土基層加鋪3cm的瀝青碎石相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

8.1 降低工程造價(jià)

采用帕爾瑪土壤固化酶鋪筑基層（15cm）加乳化瀝青表面處治（1cm）每平方造價(jià)18元，而石灰穩(wěn)定土基層（15cm）加瀝青碎石（3cm）每平方米造價(jià)為35元。由此計(jì)算每平方米可節(jié)約資金17元。近幾年我市鋪筑帕爾瑪基層乳化瀝青表處面層路面540km2/120km，僅此一項(xiàng)可節(jié)約資金939.6萬(wàn)元。

8.2 施工簡(jiǎn)便、改善施工條件、防止污染

利用帕爾瑪土壤固化酶鋪筑基層，只需壓路機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等幾臺(tái)普通的筑路機(jī)械，可節(jié)約大量機(jī)械費(fèi)用。施工時(shí)混合料為最佳含水量，改變了過(guò)去公路施工粉塵飛揚(yáng)，污染環(huán)境，甚至影響糧食作物生長(zhǎng)的不良現(xiàn)象，給交通職工和當(dāng)?shù)厝罕妿?lái)了方便。同時(shí)乳化瀝青1cm表處的施工只需一臺(tái)壓路機(jī)和瀝青撒布車(chē)，方法更是簡(jiǎn)單易行。提高了生產(chǎn)效益，可節(jié)約大量的人力、物力，深受各級(jí)政府及群眾的歡迎。

8.3 施工速度快，工期短

帕爾瑪加強(qiáng)層施工程序簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，而其固化期僅為72小時(shí)，易采用流水作業(yè)法；乳化瀝青表處層，鋪完后可馬上開(kāi)放交通，大大縮短了斷交時(shí)間，對(duì)交通運(yùn)輸影響小。

8.4 養(yǎng)護(hù)維《修簡(jiǎn)便，投資少，易操作

帕爾瑪土壤固化酶鋪筑的路面，日常養(yǎng)護(hù)主要是路面保潔及邊溝疏通，如出現(xiàn)病害只需將原加強(qiáng)層刨出，采用相同混合料加帕爾瑪拌和填補(bǔ)壓實(shí)，將面層用乳化瀝青及碎石鋪筑上即可，方法簡(jiǎn)便，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。

通過(guò)對(duì)帕爾瑪土壤固化酶鋪筑基層、乳化瀝青鋪筑面層的技術(shù)研究，我們認(rèn)為，利用帕爾瑪筑路是一項(xiàng)新技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)辟了公路建設(shè)的新途徑，對(duì)加快鄉(xiāng)村公路建設(shè)步伐有巨大的推動(dòng)作用。