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       本公司是美国Nature Plus, Inc.的中国总代理,我们诚征泰然酶产品在中国地区的二级代理商。
    技术说明
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    • 作者: 高锦云
    • 来源: 怀来县地方道路管理站
    • 日期: 2015-04-18
    • 浏览次数: 3013

    农村公路筑路新技术应用
    引语
        自大规模集中建设“村村通”工程以来,到目前,第一批建设的农村公路使用寿命已超过十年。由于当时的资金投入、技术使用和管理方式等问题,绝大多数“村村通”工程出现了不同程度的损坏。对损坏较大的道路,我们可以采用中修或大修的办法重新建设。但对于损坏率较小,特别是基础较好,路面表面出现磨耗和局部破损的路面,不论是水泥路面还是沥青路面用传统方式,局部维修的效果都不理想,且造价较高。为此我们需要一种操作简单方便、经济、耐久性好的新技术。诸如此类,在农村公路的建设和养护领域也大量存在着技术、经济等方面的不合理、不科学问题。
        一、农村公路现状和存在问题
        农村公路建设是在十多年前,在全国范围内展开建设的客观规律讲,在集中建设之后,必然带来的是集中损坏,集中损坏带来了集中的养护和维修。同时农村公路建设过程是一种标准化模式的推广,这就形成了在建设过程中,由于缺少具有针对性的设计和更多的路面结构形式,从而导致农村公路建设的浪费和不足,具体表现在:
        1、使用材料和结构层的有限性
        农村公路建设提倡硬化路的概念,而这种硬化路的概念基本被局限在两种标准路面上,即水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。由于沥青路面施工需要大型设备,作业现场需要较大的空间,操作技术质量高等原因,所以农村公路的路面形式大部分都是水泥路面。除此之处基本没有其它适用于农村公路的路面形式,这往往造成道路建设形式千篇一律,有些路没有考虑未来发展,而建设标准较低。同时又出现交通量不大而建设标准较高的浪费现象,而从经济、适用,同时考虑未来发展的理念来讲,农村公路的建设形式应是多样性的,它应具有以下原则,即:在保证道路“晴天不起尘,雨天不粘泥”的基础上,它应当同时具有满足交通量和交通载重的要求,建筑材料就地取材、经济和环保性的原则。
        2、造价的不经济性
        由于结构的局限性,造成了材料使用的局限性,从而使造价也不经济。我们现在建设的路面和基层,基本的建设材料是沥青、水泥、碎石和少量的粉煤灰。而对于当地不产的建筑材料就需要从远距离运输,成本造价较高。同时由于对原材料的要求严格,而使产地形成了过度开采,材料价格上涨,造成了大量的废渣。而有效利用当地原有材料,如:粘土、风化石,甚至包括建筑垃圾等造价低廉的技术确是一项空白。另外,对于在路面起决定性的黏结材料,目前也就是沥青和水泥,这种黏结材料的单一性,也是农村公路不经济的一个因素。
        3、养护维修的单一性
        大规模集中的建设,必定要带来大规模集中的养护和维修,现在农村公路正处在这一时期,按照对一个县农村公路的统计,平均每个县的硬化里程约500公里,其中需进行大修和中修的农村公路约100公里,近期修建的100公里农村公路暂不需要维修,而剩下的300公里农村公路都出现了不同程度的损坏,传统的维修方式只有一种,即:切块挖除,再按照原有路面的结构进行修补。这样的修补存在三个问题,第一是在挖补过程中,将原有结构全部挖除,原有结构和剩余价值不能使用。第二是单位面积的造价较高,由于小面积的挖补,效率低,往往单位面积的造价是原结构的1.5-2倍。第三就是由于使用小型机械设备施工,挖补的质量很难达到要求,往往是今年挖补了明年还是在原处损坏。
        二、泰然酶土壤固化技术和TB胶高分子粘合剂
        1、泰然酶土壤固化技术
        土壤固化技术,在上世纪90年代我国就已经开始引进该项技术,但由于引进产品为发达国家的淘汰产品或因产品本身的缺陷,该技术在我国没有大范围的推广。泰然酶土壤固化剂是目前发达国家最先进的土壤固化技术,它是一种复合生物酶技术的新筑路材料。是一种完全不同于传统道路建筑材料的革命性生物催化酶材料,该类催化酶由植物发酵而成,本身无毒、无害,发生过程无污染。生物催化酶以水溶解状态掺入土中,在土体的压实、养生过程中,将产生各种材料微观结构的变化和理化性能的改善,从而使土体强度提高,渗透性下降,各种材料的结合和集结效果达到最佳。经测定,使用泰然酶土壤困化剂后,土体的承载比CBR值增长500%以上。泰然酶土壤固化剂有以下几大优点:(1)该产品为二级(含二级)以下的公路提供了新的基层和底基层结构,也可直接做为农村公路和矿山道路使用。(2)完全使用当地的地产材料(包括建筑垃圾、尾矿、风化岩石和公路废料),甚至是纯土都可以。(3)承载能力满足使用要求。2007年该项技术已由湖南省进行了科研,该项研究即“生物酶土壤固化筑路关键技术研究与示范”已取得多项成果,并且已经形成湖南省《泰然酶土壤固化路面基层和底基层技术规范》。(4)泰然酶复合固化层,具有不透水、隔离作用。泰然酶复合固化土同级配材料同样处于自然界条件下的稳定状态,因而该结构具有非常强的稳定性和长寿命性。(5)由于大量使用廉价材料,对材料的级配要求不严格,从骨料使用上可以大量节约费用,另外黏结材料水泥的用量也可以减少50%。(6)泰然酶复合道路的施工工艺同其它类型的基层、底基层的施工工艺相同,仅需要将泰然酶按比例溶入到水中同步洒布即可,操作方便。
        2、TB胶高分子粘合剂 
        三、两种技术在农村公路上的开发应用
        综合上述,我们现在的农村公路从设计到路基、路面结构层可选择类型上讲都是非常单一的,泰然酶土壤固化技术和TB胶高分子粘合剂为我们提供了更加宽泛的选择。按照泰然酶和TB胶的性能机理,我们可以将泰然酶土壤固化技术应用到公路的基层和底基层,TB胶高分子粘合剂可主要应用于公路的路面和路面修补剂上。为此,我们使用两种技术在应用上可以根据需要选择出多种基层和路面的配合形式。
        第一种形式,我们可以仅使用泰然酶土壤固化剂建设农村公路。该种路面形式的建设可根据当地的土产材料情况选择骨料和粘土的比例,一般我们可选取重量比2/3的骨料和1/3的粘土做为基料。外掺剂可选择重量比3%-4%的水泥,同时需按压实方25立方掺入1升比例泰然酶固化剂。泰然酶固化剂经稀释加入水中使用。该基料拌合后摊铺碾压至设计压实度,即可通行使用。该种基层路面一体的形式适用于简易农村公路,它具有满足重载车辆的使用(路基也需达到强度要求)和“晴天不起灰,雨天不粘泥”的使用功能。这种路面类型在发达国家常用在矿山载重道路。
        第二种路面形式,是在第一种路面形式的基础上,为了使路面的表面强度和防尘性更好,采用TB胶高分子粘合剂和普通水泥按一定比例掺配后,加水后喷洒在第一种路面上,TB胶和水泥合成的胶浆将浸入到路面表面,形成强度,从而达到更理想的路面效果。
        第三种路面形式,是以第一种路面为基层的组合形式,即:将第一种路面做为基层,在基层之上再加铺1-1.5cm厚的TB胶复合新材料,这种新材料由TB胶水泥和粒径较小的级配砂石等组成,该材料由于TB胶自身的柔性原因,因而使这种路面在很薄的情况都具有良好的强度和刚度。经测试,该路面允许弯沉可达到5mm。同时这种材料可在场内集中生产,以袋装和散装两种形式在工地上直接加水拌合使用,操作简单,使用方便,造价经济。这种路面形式可以成为低载重农村公路的一种标准路面结构。
        第四种路面形式,是可以使用在二级和三级公路上的一种新的高级路面形式,该路面可以用泰然酶土壤固化层做为基层,也可使用传统的水泥稳定粒料为基层,这种路面称为多介质改性水泥混凝土路面。它是一种由水泥混凝土掺入包括TB胶粉等多种介质的一种复合型路面,这种路面具有以下几种特征。(1)它是一种可以做薄的碾压式混凝土路面,根据交通量和载重量的不同厚度,厚度可选择3厘米至15厘米。(2)其力学性能介于刚性和柔性之间,是一种半刚半柔性路面。材料的各种力学性达到路面标准准要求。理论使用寿命可达20年。使用的是水泥混凝土材料,但具有沥青路面的特性。(3)可以做成构造较深的防滑路面,也可根据需要做成彩色路面。(4)根据使用地的材料价格不同,最佳情况下,相对同等厚度沥青混凝土路面,可节约造价50%,由于该种路面具有无塑性变性,行车舒适、无噪音等优良特性,所以发达国家目前使用这种路面的更高级形式,铺设高速公路面层。
        第五种路面形式,为一种新型的补路材料。这种新型补路材料由高掺入量TB胶、水泥级配和砂等组成。这种补路材料具有高黏附性,即使被补面很薄,也可以黏结非常牢固,且耐磨性非常强。在基底强度满足要求的条件下,该材料可以在路面的坑洞上直接修补,不需要对坑洞进行切割和挖除。由于可以改变颜色,所以该材料可以修补各种路面,而不影响使用美观性。
        四、新技术经济分析和前景
        由泰然酶土壤固化剂、TB胶高分子粘合剂形成的新型路面、基层和补路剂有其有很强的优越性和适用性。它的这种特性表现在以下几个方面,第一是在选择材料上范围较宽。骨料的选择可以是废渣和风化岩石,过去基本淘汰使用的黄土(如:过去提倡的水泥稳定土)现在是主材。第二是从机械使用上可使用现有的各种机械设备,不需要配置特殊机械。第三是操作简便,不需要增加更多的人工和施工时间。第四是在质量上具有半刚半柔的力学性质。强度、刚度和耐久性达到设计要求,且高防渗水性。第五是有环保和使用寿命长的优点。综合这些优良性能,两种新技术产生的新型路面、基层必然带动公路技术的革命和相对于传统筑路技术的经济性提升。笔者为县一级农村公路建设管理技术工作者,仅从一个县的农村公路范围来讲,县一级每年要新建约30公里的农村公路,使用两种技术,将会使农村公路的每公里造价由30万元降到20万元,每公里节约造价10万元。这样计算每个县的新建农村公路可节约造价300万元。同时使用新型补路材料,可大幅度节约小修挖补工程的费用。如果使用此种新技术进行公路的预防性养护和修补,则可在低投入的情况下,以使公路的中修取消,大修年限推后。因此,此两项新技术的应用将产生极高的经济、社会效益。
        泰然酶土壤固化技术和TB胶高分子粘合剂是主要对道路路面结构部分的创新技术,在使用两种技术应用到基层、路面中时,两种技术形成的结构层和传统路面的组合是一致的,没有冲突和不匹配问题。泰然酶固化路面基层和TB胶多介质复合水泥砼路面,具备可调节性的半刚半柔的力学特性,因此在力学性质上,比单纯刚性或单纯柔性的路面结构具有更强的承载能力,由于它的多介质性,这种路面的力学特性,可以形象地比喻成“一副重担由二人挑或多人抬”,在路面的结构组成上,从根本上改变了传统技术中,仅靠水泥或沥青的黏结力来负担应力的有限性,从而就克服了为提高路面使用质量,而单纯提高水泥或沥青材料性能的难点,找到了一条新的提高路面使用性能的出路。其次道路力学受力情况复杂,单靠一种力学属性,无法调和应力之间的不平衡和矛盾。而多介质的力学性能将均衡分散这些应力的作用,从而达到优秀的路用力学性能。第三,从使用的适用性讲,两种材料构成的基层路面适合目前我们所用的各种机械设备,从水泥混凝土拌合站、稳定土拌合站、路拌机、冷再生拌合机、小型混凝土拌合设备都可通过微调配合比而达到使用要求和使用效率。在摊铺中,也可完全使大型沥青混凝土摊铺机,光轮压路机薄模、轨道和小型设备进行摊铺,碾压振捣密实。施工的方便性可以使其在任何等级的道路上都游刃有余。与传统的水泥混凝土和沥青混凝土罩面技术相比,它还有十分明显的长寿命、高环保、低成本等优势。可以预见,这种性能全面超越传统的路面形式,必将成为未来各种公路的首选,我们可以称其为第三种路面。
     
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