帕爾瑪土壤固化酶在縣鄉道路路基加強層的研究與應用

林愛萍商丘市交通局，河南商丘 476000

帕爾瑪土壤固化酶是美國國際酶制劑公司生產的高科技液態復合酶制品，該產品是一種用來催化土壤固化反應、改變土壤結構的專用添加劑，也是一種全新概念的道路施工添加劑。當帕爾瑪和土壤均勻混合并被壓緊時，就發生了高速的生物化學反應。土壤中的有機和無機物質與砂、石集料通過酶的催化作用產生一種強力的固結過程。在酶的催化作用下促使一些大分子聯合生成一種中間反應物，從而改變了黏土的原有結構，使整個基層變成一個致密而堅固的整體。

帕爾瑪路基加強層的具體做法是將帕爾瑪用水稀釋后按一定比例與現場黏土、碎石（或卵石）等拌合，在一定溫度下攤平壓實，經72小時干燥固化后，得到堅固穩定的路基。它具有強度高、造價低、施工簡便、使用年限久、養護費用低等特點，在此基礎上只需再敷以1cm左右的薄層瀝青封層即可得到一條表面光潔、經久耐用的高質量公路。瀝青封層可采用乳化瀝青稀漿封層，也可采用層鋪法進行表面處理，充分顯示出“強基薄面”的道路特點，因此適合縣鄉道路的建設。

隨著公路建設步伐進一步加快，而傳統的筑路方法資金投入大，施工工藝復雜，養護管理費用高，特別是在資金投入極度緊張的情況下，修建縣鄉公路更為困難。我們本著“科技興交”的總體思路，瞄準新材料、新工藝，決定采用帕爾瑪土壤固化酶筑路新技術，并對此進行了研究試驗，取得了成功，收到非常好的效果，并在我市全面推廣應用。

1 確定試驗路段

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

2 確定設計方案

1）根據現在交通量及今后發展，設計荷載為公路Ⅱ級；

2）試驗路按四級公路標準進行測量設計。路基寬9m，路面寬6m，路基按1.5%設計。設計彎沉值為100×10-2mm；

3）鋪筑帕爾瑪固化層前對原有路面進行找平，平均厚度為10cm；

4）鋪筑帕爾瑪固化層厚度定為15cm，寬度6.6m。為取得準確的試驗數據分兩段進行鋪筑，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（黏土質砂），塑性指數為12；

4）乳化瀝青：采用山東淄博乳化瀝青廠生產的快裂陽離子乳化瀝青，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，鋪筑找平補強層

在鋪筑試驗路前先對原路進行簡單處理，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壓路機碾壓成型。

4.2 清掃放樣

將經過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1.2設置好厚度控制樁。

4.3 拌合

試驗路段為800m，距離較短，運輸較方便，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）用裝載機慘拌，再用裝載機倒拌兩次達到碎石與土摻勻。

2）濕拌。濕拌前抽驗混合料的含水量，依據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，拌合濕度應比最佳含水量低2%。當土石混合料天然含水量過大至使稀釋比例大于1:500時需將混合料進行晾曬或烘干，直至達到允許稀釋比例范圍內方可濕拌。拌和時按每升帕爾瑪原液處理33m3混合料控制。用裝載機倒拌混合料，同時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。每天拌合混合料數量控制在500m3～800m3為宜，數量過少進度較慢，數量過多，如當天鋪筑不完將影響混合料使用質量。

5 攤鋪

5.1 分兩層鋪筑

1）鋪筑底層加強層（厚度8cm）

按運距配置好自卸汽車數量，用裝載機裝車每車裝料5m3運至攤鋪地點，根據攤鋪寬度（6.6m）、虛鋪厚度計算出每車混合料鋪筑面積，卸料時確保每段距離用料一致，人工鋪平后，用75馬力鏈軌式推土機穩定一遍，然后用路拱板進行刮平并作出路拱，對不平處進行填補、找平。

2）鋪筑面層加強層

待第一層碾壓成型后開始鋪筑面層，鋪筑方法與前面一樣，只是厚度控制在7cm，而找平標準更高。鋪筑時應注意碎石與土分散均勻，因黏土過于集中易出現彈簧現象，碎石過于集中時不易碾壓成型。

5.2 一層鋪筑

一層鋪筑程序與兩層鋪筑相同，只是壓實厚度控制在15cm。

6 碾壓

碾壓是關鍵工序，對濕度控制嚴格。首先測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噴灑，噴灑量均勻一致。然后用18t～21t壓路機碾壓一遍，再用擊振力達30t的壓路機碾壓4遍，最后用18 t～21t壓路機碾壓2遍。碾壓方法與做其他基層一樣，碾壓時對缺料處隨時找補，直至達到最佳路拱與平整度。碾壓成型后封閉交通72小時干燥養生。強度形成后做乳化瀝青面層。

7 質量檢測

利用帕爾瑪土壤固化酶技術鋪筑的基層固化72小時形成強度后，我們對該試驗段從壓實度、彎沉值、無側限抗壓強度等項進行檢測，結果見表1。

表1 帕爾瑪加強層檢測表

通過檢測可以看出，分兩層鋪筑和單層鋪筑的帕爾瑪加強層，其壓實度、彎沉值、無側限抗壓強度都達到質量要求。但采用兩層鋪筑的帕爾瑪加強層，施工較復雜，機械費用高，相對造價高。因此在鋪筑厚度不超過15cm時可選用單層鋪筑法。

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，通過試驗取得成功，在我市鄉村級公路建設中已廣泛推廣應用，收到可觀的經濟和社會效益，它與傳統的石灰土基層加鋪3cm的瀝青碎石相比具有以下優點：

8.1 降低工程造價

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18元，而石灰穩定土基層（15cm）加瀝青碎石（3cm）每平方米造價為35元。由此計算每平方米可節約資金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，僅此一項可節約資金939.6萬元。

8.2 施工簡便、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、裝載機、推土機等幾臺普通的筑路機械，可節約大量機械費用。施工時混合料為最佳含水量，改變了過去公路施工粉塵飛揚，污染環境，甚至影響糧食作物生長的不良現象，給交通職工和當地群眾帶來了方便。同時乳化瀝青1cm表處的施工只需一臺壓路機和瀝青撒布車，方法更是簡單易行。提高了生產效益，可節約大量的人力、物力，深受各級政府及群眾的歡迎。

8.3 施工速度快，工期短

帕爾瑪加強層施工程序簡單，進度快，而其固化期僅為72小時，易采用流水作業法；乳化瀝青表處層，鋪完后可馬上開放交通，大大縮短了斷交時間，對交通運輸影響小。

8.4 養護維《修簡便，投資少，易操作

帕爾瑪土壤固化酶鋪筑的路面，日常養護主要是路面保潔及邊溝疏通，如出現病害只需將原加強層刨出，采用相同混合料加帕爾瑪拌和填補壓實，將面層用乳化瀝青及碎石鋪筑上即可，方法簡便，養護費用低。

通過對帕爾瑪土壤固化酶鋪筑基層、乳化瀝青鋪筑面層的技術研究，我們認為，利用帕爾瑪筑路是一項新技術，此項技術開辟了公路建設的新途徑，對加快鄉村公路建設步伐有巨大的推動作用。