DB43_T+2751-2023生物酶土壤固化路面技术规范.pdf
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1、 ICS 93.080.20 CCS P66 43 湖南省地方标准 DB 43/T 27512023 生物酶土壤固化路面技术规范 Pecifications for enzyme soil solidified pavement 2023-08-22 发布 2023-11-22 实施 湖南省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 固化路面结构设计.2 5 生物酶土壤固化路面材料配合比设计.5 6 生物酶固化路面施工工艺.9 7 质量控制与验收.10 附录 A(规范性)土壤固化剂质量要求.14 附录 B(资料性)生物酶土壤固化路面结
2、构层路拌法施工工艺流程.15 附录 C(资料性)增柔改性碾压混凝土面层施工工艺流程.16 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件的某些内容可能涉及专利,发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖南省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位:湖南瑞霦科技有限公司、湖南省高速公路集团有限公司、湖南路桥建设集团有限责任公司、湖南建工交通建设有限公司、湖南省交通规划勘察设计院有限公司、湖南省交通科学研究院有限公司、湖南省交通建设质量安全监督管理局、湖南省交通运输厅交通建设造价管理站、长沙理工大学。本文件主要起草人:刘鹏、罗卫华、吕健鸣、
3、周栋梁、彭意明、桂岚、彭立、郭虎、袁庆、易武、梁子睿、刘兴、丁加明、张允宝、黄勇军、周利金、张军、李鹏、彭安平、骆宏勋、龙正聪、杨进、蒋定、胡惠华、李慧丽、褚伟、叶金科、李智、李力、朱献忠、唐梦影、程烈尚、娄志勇、任毅、王昌衡、叶新民、夏强。生物酶土壤固化路面技术规范 1 范围 本文件规定了生物酶土壤固化路面的结构设计、材料配合比设计、施工工艺及质量控制。本文件适用于高速公路、一级公路的生物酶土壤固化垫层(改善层)和底基层,二级及以下公路的垫层、底基层、基层以及二级及以下公路增柔改性碾压混凝土面层的设计与施工。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
4、其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 175 通用硅酸盐水泥 GB 50164 混凝土质量控制标准 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 50123 土工试验方法标准 JC/T 479 建筑生石灰 JGJ 63 混凝土用水标准 JTG 3450 公路路基路面现场测试规程 JTG B01 公路工程技术标准 JTG D40 公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG E51 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTG 3430 公路土工试验规程 JTG/T F20 公路路面基层施
5、工技术细则 JTG/T F30 公路水泥混凝土路面施工技术细则 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 CJ/T 486 土壤固化外加剂 CJJ/T 286 土壤固化剂应用技术标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。基土 soil 自然黏土(含粘性土、粉质黏土等)、风化碎石土、淤泥及淤泥质土、废弃渣土等基础地材(不包括有害危险物)。土体能量激活材料 soil energy activation materials 能够激活土体能量元素,改善土体理化和工程技术性能,增强土体强度的土壤固化剂,包括生物型、离子型、生物离子复合型、有机化合类、
6、无机化合类等。生物酶土壤固化剂 enzyme soil stabilizer 一种由有机质发酵而成的液态酶制品,通过生物酶催化土壤中多元素共同反应,经外力作用形成高承载力的长串铰链板块结构。离子型土壤固化剂 lonic soil solidifying agent 促进土体颗粒、有机化合物以及吸附水膜产生离子交换反应,减少混合料之间水膜间隙,改善土体工程性能的一种材料。生物离子复合固化剂 biological lon composite solidifying agent 兼有生物型和离子型混合属性的土壤固化剂,能够较快增强土壤固化强度和稳定性,保持固化强度成长性,持续提高土壤固化层的承载力。
7、生物酶土壤固化混合料 enzyme soil solidification mixture 生物酶土壤固化剂、基土、水泥(或石灰)、水等材料,按设计配合比拌和形成的混合料。生物酶土壤固化结构层 enzyme soil solidified structural layer 生物酶土壤固化混合料经摊铺、碾压、养生等工艺,形成满足相关技术要求的路面结构层。增柔改性碾压混凝土 flexibility-enhanced rolling concrete 以水泥、碎石、砂、粉煤灰、水为原料,添加胶粉、纤维、活性剂、生物酶土壤固化剂等多种改性催化元素聚合,经搅拌、摊铺等施工过程三次改性形成的新型聚合物混凝
8、土。生物酶土壤固化剂封层 enzyme soil stabilizer sealing layer 粉状固化剂浆液洒布于结构层间形成的防水黏结层。4 固化路面结构设计 一般规定 a)应根据公路等级和交通荷载等级,选用生物酶土壤固化路面结构层和增柔改性碾压混凝土面层。b)路面结构层设计参数应按照 JTG E51、JTG 3450 的方法通过试验确定。c)路面结构层回弹模量宜自上而下递减。d)垫层(改善层)应满足均匀性、稳定性和强度要求。沥青路面 生物酶土壤固化基层与沥青面层层间应设置封层,封层宜采用生物酶土壤固化剂封层,也可采用沥青稀浆封层。图1 生物酶土壤固化基层沥青路面示意图 水泥混凝土路面
9、 生物酶土壤固化混合料作基层和底基层,面层采用普通水泥混凝土或增柔改性碾压混凝土,在基层与面层之间采用粉状固化剂浆液化饱和透洒封粘层。图2 生物酶土壤固化基层水泥混凝土路面示意图 路面结构设计参数 4.4.1 设计采用的公路交通荷载等级划分符合 JTG D50、JTG D40 的规定。4.4.2 路面结构层材料设计参数见表 1。表1 生物酶结构层材料抗压回弹模量 材料名称 回弹模量取值范围(MPa)采用值(MPa)高速、一级公路 二级公路 三、四级公路 生物酶固化土(集料)4001000 8001000 600800 400600 增柔改性碾压混凝土 1900023000 23000 2100
10、0 19000 4.4.3 生物酶土壤固化类材料 7d 无侧限抗压强度标准(代表值)见表 2。表2 生物酶土壤固化土类材料 7d 无侧限抗压强度标准(代表值)材料名称 公路等级 特重交通 重交通 中等、轻交通 MPa MPa MPa 基层 二级及以下公路 1.5 1.3 1.1 底基层 高速公路、一级公路 1.2 1.0 0.9 二级及以下公路 1.2 0.9 0.8 垫层(改善层)高速公路、一级公路 0.9 0.8 0.7 二级及以下公路 0.9 0.8 0.7 4.4.4 增柔改性碾压混凝土的设计强度采用 28d 龄期的弯拉强度。各交通荷载等级要求的增柔改性碾压混凝土弯拉强度标准值应不低于
11、表 3 的规定。表3 增柔改性碾压混凝土弯拉强度标准值 交通荷载等级 特重、重 中等 轻 增柔改性碾压混凝土的弯拉强度标准值(MPa)5.5 5.0 4.5 4.4.5 生物酶土壤固化基层沥青路面典型结构组合,宜符合表 4 规定。表4 生物酶土壤固化路面典型结构表 公路等级 交通荷载 等级 结构层名称 结构层材料 不同土基模量下的厚度(cm)40MPa 50MPa 60MPa 70MPa 高速、一级 中等特重 面层 沥青混凝土 1518 基层 水泥稳定碎石 3236 底基层 生物酶土壤固化 900MPa 2022 2022 1820 1820 垫层(改善层)生物酶土壤固化 600MPa 202
12、2 2022 1820 1820 一、二级 轻中等 面层 沥青混凝土 1012 基层 水泥稳定碎石 3036 底基层 生物酶土壤固化 800MPa 2023 2023 1822 1820 二、三级 轻 面层 沥青混凝土 812 基层 水泥稳定碎石 2030 表4 生物酶土壤固化路面典型结构表(续)公路等级 交通荷载 等级 结构层名称 结构层材料 不同土基模量下的厚度(cm)40MPa 50MPa 60MPa 70MPa 底基层 生物酶土壤固化 700MPa 2022 1822 1820 1820 三、四级 轻 面层 沥青混凝土 48 基层 生物酶土壤固化 600MPa 1822 1820 18
13、 18 4.4.6 生物酶土壤固化基层水泥混凝土或增柔改性碾压混凝土路面结构组合,宜符合表 5 规定。表5 增柔改性碾压水泥混凝土路面典型结构表 公路等级 累计标准 轴次(Ne)结构层名称 结构层材料 不同土基模量下的厚度(cm)20MPa50MPa 30MPa70MPa 50MPa100MPa 100MPa 二级 100400万次 面层 增柔改性碾压混凝土23GPa 1518 1415 1315 1314 基层 生物酶土壤固化 800MPa 36 36 20 20 底基层 生物酶土壤固化 700MPa 20 20 20 20 二四级 3100万次 面层 增柔改性碾压混凝土21GPa 1214
14、 1213 1113 1112 基层 生物酶土壤固化 750MPa 36 32 20 20 三、四级 3万次 面层 增柔改性碾压混凝土19GPa 12 10 9 7 基层 生物酶土壤固化 600MPa 20 20 20 20 注:交通量大、土基模量小的条件下取厚度较大值,交通量小、土基模量大的条件下取厚度较小值。5 生物酶土壤固化路面材料配合比设计 一般规定 a)混合料配合比采用质量比。b)混合料配合比设计所用材料技术指标应符合相关规范要求。c)混合料配合比设计试验应按 JTG E51 相关规定执行。生物酶土壤固化混合料 5.2.1 原材料选择 a)混合料原材料主要包括:生物酶土壤固化剂或生物
15、离子复合固化剂、水泥(或石灰)、基土、水等。b)生物酶土壤固化剂的技术性能指标应符合 CJ/T 486 和附录 A 的规定。c)水泥技术指标应符合 GB 175 的规定。d)石灰等级应符合 JC/T 479 的规定。e)自然土壤试验方法应符合 GB/T 50123、JTG 3430 的规定。f)拌和及养生用水应符合 JTG/T F20 的规定。5.2.2 基土中有机质含量不超过 10%,最大粒径不得大于结构层厚度 35%。5.2.3 生物酶土壤固化结构层所用混合料配合比设计,应根据技术设计要求或相关规定,结合表 6 和试验结果合理调整确定。表6 生物酶土壤固化混合料参考配合比 孔径(mm)通过
16、率(%)60 5 2.0 30 0.075 85 5.2.4 混合料配合比宜用11X生物型土壤固化剂原液用量插值法确定。塑性指数5%18%、孔径0.075mm 通过率 15%65%的被固化土壤,11X 生物型土壤固化原液在混合料配合比中的用量,参照图 3 压实方用量。图3 11X 生物型原液固化土壤压实方(m3/L)设计用量 g)一般情况,每升 11X 生物酶土壤固化剂原液稀释用水量按式 1 计算:=1/()0 1000 (1)式中:每升11X生物固化剂原液的体积处理量(m3/L);混合料最佳含水率(%);混合料天然含水率(%);压实系数;0-混合料配合比最大容重(t/m3);每升11X生物酶
17、土壤固化剂原液加水量(kg)。注:生物酶土壤固化结构层设计和施工中,水的使用量,受应用现场混合料天然含水率影响。生物酶土壤固化剂稀释液掺拌混合料后的含水率应控制在最佳含水率1.5%。增柔改性碾压混凝土 5.3.1 原材料选择 a)水泥应符合 JTG/T F30 水泥的有关规定,各交通等级路面水泥抗折强度、抗压强度应符合表 7的规定。表7 各交通等级路面水泥各龄期的抗压强度、抗折强度 交通等级 特重交通 重交通 中、轻交通 龄期(d)3 28 3 28 3 28 抗压强度(MPa),25.5 57.5 22 52.5 16.0 42.5 抗折强度(MPa),4.5 7.5 4.0 7.0 3.5
18、 6.5 b)选用水泥时,除满足水泥的各项规定外,还应通过混凝土配合比试验,根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级。c)粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石,并应符合 JTG/T F30 粗集料的有关规定。d)用于增柔改性碾压混凝土的粗集料不得使用无级配的统料,应根据最大公称粒径的不同采用24 个粒级的集料进行掺配,粗集料公称最大粒径不得大于 31.5mm,并应符合表 8 级配的要求。表8 粗集料级配范围 级配范围 方筛孔尺寸(mm)2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.5 31.5 37.5 通过百分率(%)4.7516 95100 85100 4
19、060 010-4.7519 95100 8595 6075 3045 05 0 0 0 4.7526.5 95100 90100 7090 5070 2540 05 05-4.7531.5 95100 90100 7590 6075 4060 2035-4.759.5 95100 80100 015 0-9.516-95100 80100 015 0-9.519-95100 85100 4060 015 0 0 0 1626.5-95100 5570 2540 010 010-1631.5-95100 85100 5570 2540-e)细集料的级配要求应符合表 9 的规定,如采用天然砂时宜
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