生物酶土壤固化剂加固土现场试验研究

第38卷，第1期2013年2月

公路工程Highway Engineering

Vol．38，No．1

Feb ．，

2013［收稿日期］2012—10—28

［项目来源］湖南省科技重大专项（2010FJ1008）

［作者简介］吴冠雄（1978—），男，湖南长沙人，工程师，主要从事高速公路建设与管理工作。

生物酶土壤固化剂加固土现场试验研究

吴冠雄

（湖南省新溆高速公路建设开发有限公司，湖南新化417600）

［摘

要］采用生物酶土壤固化剂（TerraZyme ）进行了固化土壤的室内外试验，研究了不同级配、不同材料组

成、不同外加剂的生物酶固化土的路用性能，探讨了粗集料含量对生物酶混合料密度的影响，建立了粗集料含量与生物酶固化土最大干密度、最佳含水率的关系式，推荐了生物酶固化土最佳配合比，为生物酶试验路的施工提供技术指导，也为将来生物酶道路的设计及施工提供借鉴。

［关键词］生物酶；土壤固化；现场试验；最佳配合比［中图分类号］U 416．212

［文献标识码］A

［文章编号］1674—0610（2013）01—0070—05

Field Test Study on Stabilized Soil by TerraZyme Soil Stabilizer

WU Guanxiong

（Hunan Xinxu Expressway Construction and Development CO．，LTD．Xinhua ，Hunan 417600，China ）

［Abstract ］The study of the road performance of TerraZyme solidified soil with different gradations ，material composition ，admixture was conducted through indoor and field test．The influence of the coarse aggregate content on the biological enzyme mixture density is Discussed．The relation of the coarse aggre-gate content of the soil maximum dry density ，optimum moisture curing is established．The best fit of the biological enzyme stabilized soil is recommend．The technical guidance for the biological enzyme test road construction and the reference for future biological enzymes road design and construction is Provided．

［Key words ］TerraZyme ；soil stabilization ；field test ；optimum mix

0前言

利用土壤固化剂稳定土体的研究已有几十年的

历史，至今已经形成一门综合性的交叉学科。目前，国内外学者研制和开发了一系列土壤固化剂，总体按其物理、化学机理可分为生物酶类土壤固化剂、电离子类土壤固化剂、高分子类土壤固化剂和新型复

合类土壤固化剂等。其中，

生物酶土壤固化剂作为一种新型的土壤稳定材料，和现有的筑路材料相比，

它具有路用性能好、造价低廉、施工工艺简单、环保无污染等优点，可以作为农村公路基层，也可用于干线公路、高速公路的底基层，已经成功在全世界30多个国家的公路建设中成功推广使用。

生物酶土壤固化剂由植物活细胞制成，可以很好的稳定、固化土壤，通过它的催化作用，可使粘土中大量存在的有机大分子联合生成一种中间反应酶，该物质被粘土离子置换吸附，从而削弱了土粒吸

附水的能力，使之亲水性降低，即削弱了土粒吸附水

分而膨胀的倾向，又产生了对水的屏蔽作用，形成防水土层，通过压实，使土壤密度增大，增加了土壤的强度和稳定性，延长了道路的寿命。生物酶能够对长期存在土壤中，因此，能够长期保持固化效果。

本文依托某公路，路面结构采用24cm 水泥混凝土面层+20cm 生物酶基层。本文进行室内外试验，

研究不同级配、不同材料组成、不同外加剂的生物酶固化土的路用性能，推荐生物酶固化土最佳配合比，

为该生物酶试验路的施工提供技术指导，也为将来生物酶道路的设计及施工提供借鉴。

1原材料试验

本试验所用土样均为长沙市宁乡县试验路周围

具有代表性的材料，分别为刘檀线土、莲花山土、三桥风化岩材料。其颗粒分析试验结果如表1所示。

进行刘檀线土、莲花山土、三桥风化岩3种材料

第1期吴冠雄：生物酶土壤固化剂加固土现场试验研究

表1颗粒分析

Table1particle analysis

材料

通过下列筛孔尺寸（mm）的质量百分率/%

4020105210．50．250．075

刘檀线土10096．686．778．362．351．540．433．728．2莲花山土10010010010099．799．498．898．097．3

的界限含水率试验，试验步骤按照规范《公路土工试验规程》（JTG E40－2007）进行，并结合试验结果，得到3种材料的定名见表2。

表2界限含水率试验

Table2limit moisture content test

样品液限/%塑限/%塑性指数土的定名

刘檀线土45．320．424．9粘土质砾GC 莲花山土50．825．125．7高液限粘土CH 三桥风化岩22．617．35．3级配不良砾GP

三桥风化岩材料为花岗岩强风化产物，其粒径分布见图1，其压碎值试验结果表明，该材料压碎值24%，能满足规范的要求，同时，该材料比碎石和卵石的价格低，因此，可用来代替卵石及碎石修筑生物酶试验路。

2现场试验方案

根据前期多次进行现场原材料调查及系统的室内试验结果，先进行现场试验，修筑试验段，以便根据现场试验情况，

确定整条生物酶试验路的配方及

图1三桥风化岩粒径分布

Figure1the size distribution of Sanqiao weathered rock

施工参数，从而更好的指导生物酶试验路的全线施工。

本文所用生物酶为美国Nature Plus，Inc．生产的泰然酶（TerraZyme），用量为每升泰然酶11X原液固化处理混合料25m3（松方）。现场共进行了12种生物酶固化层方案，共修筑试验段475m。具体方案见表3。

表3现场试验方案

Table3field test scheme

方案原材料配合比（质量比）外加剂

1三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=40%ʒ40%ʒ20%3%水泥2三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=50%ʒ30%ʒ20%3%石灰3三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=50%ʒ30%ʒ20%3%水泥4三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=60%ʒ20%ʒ20%3%水泥5三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=70%ʒ10%ʒ20%3%水泥6三桥风化岩ʒ刘檀线土=80%ʒ20%3%水泥7三桥风化岩ʒ刘檀线土=50%ʒ50%/

8三桥风化岩ʒ刘檀线土=60%ʒ40%/

9三桥风化岩ʒ刘檀线土=70%ʒ30%/

10三桥风化岩ʒ刘檀线土ʒ莲花山土=70%ʒ10%ʒ20%/

11三桥风化岩ʒ刘檀线土=80%ʒ20%/

12三桥风化岩=100%/注：所有方案都掺加生物酶拌合；“/”表示不掺加外加剂。

3现场试验检测结果及分析

3．1颗粒分析试验

每种试验方案混合料拌合时，均取现场拌和好的生物酶混合料，带回工地试验室进行筛分试验，其方法参照《公路工程集料试验规程JTG E42－2005》的（T0302－2005）粗集料及集料混合料的筛分试验，以检测各方案集料实际级配情况。其试验结果如表4所示。

根据表4，得出各方案的级配曲线见图2。3．2击实试验

取料场拌和均匀的混合料，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51－2009）进行击实试验和筛分试验，试验结果见表5，图3。

试验结果表明：方案12的密度最大，但因为该方案0．075mm以下颗粒的含量仅有1．76%，而采

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