生物酶土壤固化筑路技术-设计与施工指南

湖南省科技厅重点项目（项目编号：2007FJ4291）生物酶土壤固化筑路技术应用研究设计与施工指南课题主持单位：湖南省科技厅湖南省交通厅课题承担单位：湖南省交通科学研究院泰然路通科技（深圳）有限公司湖南省建筑工程集团第三工程公司二00九年元月目录1 总则 (1)2 泰然生物酶固化结构层原材料的选择与技术要求 (2)2.1 泰然生物酶土壤固化剂 (2)2.2 土 (2)2.3 级配 (3)2.4 水 (3)2.5 土性调整材料 (3)3 泰然生物酶固化结构层混合料的组成与配合比设计 (4)3.1 一般规定 (4)3.2 原材料的试验 (4)3.3 混合料的配合比设计 (5)4 泰然酶固化路面基层与底基层的结构设计 (10)5 泰然生物酶固化路面基层与底基层的质量控制和施工 (13)5.1 质量控制及原理 (13)5.2 路拌法施工 (14)5.3 场拌法施工 (16)5.4 施工组织与作业段划分 (17)6 泰然生物酶类道路的养生与维护、维修 (18)6.1 养生原理及方法 (18)6.2 维护、维修方法 (19)7 泰然生物酶类道路的质量要求与检查验收 (20)7.1 一般规定 (20)7.2 材料试验 (20)7.3 质量要求 (21)7.4 检查验收 (23)本规程用词说明 (24)附件A：《泰然酶液态土壤固化剂行业标准》TZ-AASH/96附件B: 泰然酶固化土基础配方自动电子运算表 (25)附件C：DCP法检测作业面CBR值检测与演算方法 (26)附件D 路拌法工艺流程图： (32)附件E 场拌法工艺流程图： (33)1 总则1.0.1 为统一泰然生物酶固化泥土技术，修建路面基层与底基层的设计与施工，保证泰然生物酶固化泥土技术所修建的路面基层与底基层的工程质量，制定本指南。

1.0.2 本指南适用于各种新建与改建城市道路、县乡道路、通村公路、村内公路路网道路的泰然生物酶固化泥土技术类路面基层与底基层的设计、施工及验收。

1.0.3 泰然生物酶固化泥土类路面基层与底基层的设计与施工等，除应符合本指南外，尚应符合国家现行的柔性路面基层、底基层的有关标准、规范的规定。

2 泰然生物酶固化结构层原材料的选择与技术要求2.1 泰然生物酶土壤固化剂2.1.1 泰然生物酶土壤固化剂，是液态土壤固化剂，其属于通过生物酶催化作用，改善泥土材料工程性能的催化型土壤固化剂。

2.1.2 泰然酶材料按不同用途和性能侧重，有5X型TerraZyme泰然酶、11X型TerraZyme泰然酶、裸用路面防尘剂三种。

2.1.3 泰然酶土壤固化剂各材料的技术性能与指标，应符合美现行《泰然酶液态土壤固化剂行业标准》TZ-AASH/96的规定。

（见附件A）2.2 土2.2.1 基本要求：凡是泥土或土的细粒部分，只要土质分类属于高、中、低液限粘土和粘质粉土的范围，均为技术上泰然酶的可作用泥土。

都可用作固化层混合料的基料。

2.2.2 土中石料的最大粒径，不宜超过固化层设计厚度的60%，其中大于100mm粒径的石料，摊铺时应埋在最底部。

2.2.3 基层和底基层用土，土中石料成分的压碎值不能大于30%。

2.2.4 土中的有机质含量（重量比）不宜超过10%。

2.2.5 酸、碱质泥土，须按2.1.3附件中规定的试件试验方法，进行试件性能改善试验。

达到2.1.3中的试件性能改善要求，方可使用。

2.2.6 土的检测方法，应符合国家现行标准《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)的规定。

2.3 级配2.3.1 粗集料：其中硬骨料的压碎值不能大于30%，包括含泥土、杂质（非有机杂质），硬骨料含量足够大的所有中粒、粗粒等集料。

2.3.2 细集料：其中硬骨料的压碎值不能大于30%，包括含泥土、杂质（非有机杂质），硬骨料含量足够大的所有细粒、砂粒、粉粒、石粉等集料。

2.4 水凡人和牲畜的饮用水均可使用。

2.5 土性调整材料2.5.1 消石灰：调整泥土液限和塑性指数，辅助增加强度。

其等级应符合现行行业标准《建筑消石灰粉》（JC/T481-92）中的规定。

2.5.2 表面活性剂：改善泥土亲、疏水性能的添加剂，其技术指标尊其标准。

3 泰然生物酶固化结构层混合料的组成与配合比设计3.1 一般规定3.1.1 泰然酶技术对原材料的选择，往往比传统技术更加宽泛。

所以，面对众多选择，设计不同原材料的配合比，也更加灵活。

配合比设计的目的，是在满足泰然酶技术要求的诸多原材料中，在兼顾质量性能、建设成本、取用方便、环境保护、减少可使用土地占用增加可使用的土地面积等综合因素的前提下，获取最佳的综合建设效果的原材料配合比。

3.1.2 混合料配合比应采用质量比。

3.1.3 混合料配合比设计的骨料要求与最佳标准配合比的精度要求，应根据需要的强度标准确定。

3.1.4 混合料中各原料、集料的试验方法可按现行行业标准《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）进行。

3.2 原材料的试验3.2.1 对各原料、集料，应取代表性试样，进行如下试验：1、颗粒分析试验；2、界限含水率试验；3、有机质含量试验；4、骨料的压碎值试验；5、泥土的酸碱度试验。

3.2.2 对于石灰，宜测定有效钙和氧化镁的含量。

3.2.3 对于表面活性剂，宜测定其有效活性物的含量。

3.3 混合料的配合比设计3.3.1 泰然酶固化路面基层和底基层，应满足道路实际使用需要的强度和稳定性要求。

混合料强度要均匀一致。

3.3.2 是否采用泰然酶固化路面基层和底基层，应进行技术经济比较，以选择确定建设方案。

3.3.3 首先确定泰然酶固化土的基础配方，我们已经编制为自动计算的电子表格，这样可极大地提高配方工作的效率并确保其计算的准确（见附件B）。

再根据下列各原则调整基础配方。

1、泰然酶作用适宜性原则：基础配方通过软件自动计算后，如果混合料的塑性指数在8%～18%范围内，则为理想的数据范围。

否则必须进行如下调整：当塑性指数小于8%时，则材料中某成分中的土为粉土或0.5mm以下细沙的含量比较高，不适合泰然酶作用，要进行配方调整，增加粘土的成分。

当塑性指数大于18%时，则相反可增加0.5mm以下细沙的含量进行调整，如差距比较大，则要使用消石灰调整。

若要修建不罩面层的裸用道路，则塑性指数的调整范围须控制在11%～13.5%的范围。

2、强度配方原则：混合料的基础配方所获得的级配值为下表：表3.3.1 基础配方级配通常我们先仅用廉价的就地取用之材，配合出与上表相近的级配，然后评价配方的CBR值。

若达到设计的要求，则宜无须另购进和运输商品级配材料。

如其评价的CBR值，未达到设计要求，则应另购进和运输，获得高质量的商品级配材料，对配方进行调整，增加配方混合料的承载强度。

另外，还可以通过添加石灰，同时达到调整塑性指数和增加强度的效果，但要保证调整后塑性指数不小于5%。

3、抗渗性原则：防止水渗透，保护最怕水侵害的素土路床，是泰然酶筑路技术的特点和优势。

在加强配方混合料的承载强度的同时，还要兼顾其有足够粘土细料填塞缝隙以防止水的渗透，达到设计要求的渗透率。

配方混合料渗透系数的设计数据的确定，可根据当地的气象信息资料设定。

检测时先用轮碾仪制作试样，然后每天轮碾1小时，7天后检测。

若水渗透率过高，则应适当增加粘土的含量，降低水渗透率。

4、经济性原则：通过调整满足上述条件的配方，寻求最佳成本的配合比。

然后和传统的施工技术进行经济性比较，判断它们之间的性、价比优劣。

以确定采用何种修建技术。

相比传统方法，泰然酶配方，更需要对信息的广泛把握和综合。

3.3.4 对使用配方基础数据的检测与收集：这些数据将是我们获得重要的施工参数和进行质量检测的理论依据。

1、配方混合料的最大干密度和最佳含水量。

2、场地拌和情况下，配方混合料的压实系数。

3、97%密实度下配方混合料的CBR值。

4、97%密实度下配方混合料的渗透系数。

5、97%密实度下配方混合料的动力触探值。

其中，前三项是必测数据。

3.3.5 11X泰然酶对完成配合比的混合料处理量，即泰然酶用量：11X 泰然酶能够处理混合料的紧方体积量，与混合料的塑性指数及其0.075mm孔径通过率，有下图所示的关系。

我们按下图3.3.1确定泰然酶的用量。

TerraZyme Dosage GuidelinesCubic meters of soil to be treated by one liter of TerraZyme Concentrate18% Plasticity Index of soil in road15%5%15% 65%% fines passing # 200 Sieve (0.075 mm)图3.3.1 泰然酶用量设计图3.3.6 泰然酶溶液的浓度，即水的使用量：泰然酶技术施工中，水的使用量，通常由混合料的现场干湿度确定，理想状态是掺拌泰然酶溶液后混合料达到最佳含水量。

但为保证泰然酶的掺拌均匀，用水量必须大于混合料干重的1%。

若混合料的天然含水量比较高，可掺拌适量的石灰，但须兼顾其对混合料塑性指数的影响，不应使混合料塑性指数小于5%。

正常情况下，每升11X泰然酶浓液的配水量按下式计算：r=1/δ（ωop-ω）αm0×1000式中：δ——自3.3.1图表查算的每升11X泰然酶浓液对配方混合料的体积处理量（m3/L）ωop——混合料体的最佳含水量（%）；ω——混合料体的天然含水量（%）；α——压实系数；m0——混合料体的最大容重（t/ m3）；r——每升11X泰然酶浓液的配水量（kg）。

4 泰然酶固化路面基层与底基层的结构设计4.0.1 泰然酶固化路面基层与底基层结构的设计，应符合现行行业标准《城市道路设计规范》（CJJ37-90）的有关规定。

4.0.2 泰然酶固化路面基层与底基层为柔性路面基层与底基层的技术范畴，其相关设计参数应结合各地实际情况进行测定，可按现行行业标准《柔性路面设计参数测定方法标准》（CJJ/T59-94）进行。

4.0.3 道路最大载重小于15吨标准车载时，可采用厚度不小于15cm 的单层式结构。

小于30吨标准车载时，可采用厚度不小于25cm的单层式结构。

大于30吨标准车载时，应结合各地实际情况，采用路面基层与底基层的双层式结构。

4.0.4 路面基层与底基层之间不得有素土夹层。

各结构层的回弹模量，宜自上而下递减。

4.0.5 为确保泰然酶固化层碾压密实，路基床应配合设计为倒横坡结构，并于适当距离，设置排水开槽；底基层应设计为平表面结构；基层为正常横坡设计。

如下图示：横坡中线不偏移，基层顶横坡为圆滑双曲线。

4.0.6 沥青面层与泰然酶固化基层间，应结合紧密牢固，并应喷洒透层沥青，其用量宜为：0.8～1kg/m2。

4.0.7 常用泰然酶固化路面基层、底基层结构组合，宜符合下列图示规定，并应经论证后使用。