专利摘要

本发明公开了一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，包括以下步骤：1)现场取样；收取路基土土样后，测试天然含水量，再通过击实试验确定最优含水量；所述路基土土样的数量不少5；2)试验分析；2.1)对于含水量超过最优含水量的路基土，掺入无水氯化钙，然后掺入尿素，搅拌；2.2)对于含水量低于最优含水量的地基土，掺入尿素和氯化钙的混合溶液，搅拌；2.3)喷入巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌；2.4)掺量最大值及其下选取5个不同的掺量值进行击实试验，得到干密度最大的尿素和氯化钙掺量，即为最佳掺入量；3)搅拌摊铺；根据最佳掺入量，添加尿素和氯化钙并喷洒巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌后，分层进行摊铺，并压实至设计干密度。

权利要求

1.一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)现场取样

收取路基土土样后，测试路基土土样的天然含水量，再通过击实试验确定路基土土样的最优含水量；

当天然含水量大于最优含水量时，将超过最优含水量的值记为we，we＝w-wop；

当天然含水量小于最优含水量时，将少于最优含水量的值记为wl，wl＝wop-w，其中，w表示天然含水量，wop表示最优含水量；

所述路基土土样的数量不少于5；

2)试验分析

2.1)对于含水量超过最优含水量的路基土，掺入无水氯化钙，然后掺入尿素，再将路基土混合物进行搅拌；

2.2)对于含水量低于最优含水量的地基土，掺入尿素和氯化钙的混合溶液，搅拌；

2.3)向步骤2.1)和步骤2.2)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，喷入培养24～48h的巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌；

2.4)由步骤2.3)中掺量最大值及其下随机选取5个不同的掺量值进行击实试验，得到干密度最大的尿素和氯化钙掺量，即为最佳掺入量；

3)搅拌摊铺

根据步骤2.4)中得到的最佳掺入量，添加尿素和氯化钙并喷洒巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌后，分层进行摊铺，并压实至设计干密度。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于：所述步骤2.1)中每100份土中无水氯化钙掺入量最大值为Mc＝0.51we。

3.根据权利要求1所述的一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于：所述步骤2.1)中每100份土中尿素掺入量最大值为Mu＝0.94we。

4.根据权利要求1所述的一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于：所述步骤2.2)中混合溶液中的尿素和氯化钙浓度相同；所述尿素和氯化钙的浓度均为0.5～1mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，所述步骤2.3)中巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量：

对于步骤2.1)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为we的0.1倍；

对于步骤2.2)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为wl的0.1倍。

6.根据权利要求1所述的一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于：所述步骤3)中每层碾压结束后，在表面喷洒巴氏芽孢杆菌细胞液。

说明书

技术领域

本发明涉及道路路基工程施工技术领域，具体是一种基于生物胶结的道路路基击实方法。

背景技术

压实度是道路路基建设的主要质量控制指标。路基的压实对于减少行车荷载下的永久变形，防止路基在使用过程中产生沉陷、裂缝和水破坏具有十分重要的意义。压实度取决于压实功和含水量。在一定的压实功下，存在将土压至最大压实度的含水量，该含水量称为最优含水量。然而，路基土的含水量常常不等于最优含水量。

含水量低的路基土缺少水膜的润滑作用，颗粒间产生相对位移较难不易达到压实度要求，施工时需要喷洒一定水分提高其含水量。对于含水量高的土，外部作用下孔隙水压力极易升高，颗粒的有效应力不易提高，容易发生整体变形，在粘性土中出现“橡皮土”无粘性土中出现液化的现象。因而施工时要么将其外弃，要么通过晾晒或添加石灰、水泥等方式降低含水量。

现有技术中针对膨胀土、高液限土、高含水粉细砂等的处理以石灰和水泥为主，施工中常易出现质量缺陷如：石灰土龟裂，出现夹层，表面容易坑洼、起皮等。

虽然石灰和水泥具有较好的吸水能力，却较难搅拌均匀，因为石灰、水泥均为水硬性材料吸水后生成难溶于水的胶体，胶体包裹土粒，致使土粒团结分散困难。许多工程虽然使用了灰土或水泥土改善含水量后期施工效果依然较差。

而针对含水量较低的路基土也存在搅拌困难，较难控制加入水量的现象。要得到搅拌质量良好的填筑料则需要耗费较高的能量从而导致施工成本较高，寻找缓凝、搅拌质量易控制的，同时对后期压实效果影响较小的吸水填料对于提高路基填筑质量，降低筑路成本具有积极的社会和经济意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种基于生物胶结的道路路基击实方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)现场取样

收取路基土土样后，测试路基土土样的天然含水量，再通过击实试验确定路基土土样的最优含水量；

当天然含水量大于最优含水量时，将超过最优含水量的值记为we，we＝w-wop；

当天然含水量小于最优含水量时，将少于最优含水量的值记为wl，wl＝wop-w；

所述路基土土样的数量不少5；

2)试验分析

2.1)对于含水量超过最优含水量的路基土，掺入无水氯化钙，然后掺入尿素，再将路基土混合物进行搅拌；

2.2)对于含水量低于最优含水量的地基土，掺入尿素和氯化钙的混合溶液，搅拌；

2.3)向步骤2.1)和步骤2.2)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，喷入培养24～48h的巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌；

2.4)由步骤2.3)中掺量最大值及其下随机选取5个不同的掺量值进行击实试验，得到干密度最大的尿素和氯化钙掺量，即为最佳掺入量；

3)搅拌摊铺

根据步骤2.4)中得到的最佳掺入量，添加尿素和氯化钙并喷洒巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌后，分层进行摊铺，并压实至设计干密度。

进一步，所述步骤2.1)中每100份土中无水氯化钙掺入量最大值为Mc＝0.51we。

进一步，所述步骤2.1)中每100份土中尿素掺入量最大值为Mu＝0.94we。

进一步，所述步骤2.2)中混合溶液中的尿素和氯化钙浓度相同；所述尿素和氯化钙的浓度均为0.5～1mol/L。

进一步，所述步骤2.3)中巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量：

对于步骤2.1)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为we的0.1倍；

对于步骤2.2)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为wl的0.1倍。

进一步，所述步骤3)中每层碾压结束后，在表面喷洒巴氏芽孢杆菌细胞液。本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：

1)本发明中的无水氯化钙和尿素均为片状或球状固体，相较石灰和水泥施工时不易产生粉尘，对环境影响较小。

2)本发明中的巴氏芽孢杆菌细胞表面带负电加入后中和路基土的金属阳离子，提高路基土的拌合性，能够利用较少的能量将混合物搅拌均匀。

3)本发明中的无水氯化钙能消耗自身近1倍的水分，尿素水解能进一步消耗水同时生成碳酸钙填充孔隙，碾压后路基土更加密实，防止路基土开裂。

4)本发明中生成的碳酸钙堵塞孔隙，提升路基土的整体性，降低处理后路基土的渗透性，防止路面施工不良导致后期运营过程中出现“唧浆”等水破坏。

附图说明

图1为本发明对比例1得到的钙质砂击实曲线和该最优含水量下的CBR值；

图2为本发明实施例1得到的钙质砂击实曲线和该最优含水量下的CBR值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

钙质砂在我国南海诸岛分布广泛，以海口的钙质砂为例。

一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)现场取样

收取5份钙质砂干砂路基土土样后，编号为1、2、3、4、5；测试路基土土样的天然含水量，再通过击实试验确定路基土土样的最优含水量；

当天然含水量大于最优含水量时，将超过最优含水量的值记为we，we＝w-wop；

当天然含水量小于最优含水量时，将少于最优含水量的值记为wl，wl＝wop-w；

测试得到的5份路基土土样的天然含水量分别为2％；击实试验确定路基土土样的最优含水量为19％；

所述含液量的参数能够替代含水量，所述含液量为孔隙中液体的质量与干砂质量之比；

2)试验分析

2.1)对于含水量低于最优含水量的地基土，掺入尿素和氯化钙的混合溶液，分别得到1，2，3，4，5号砂样的含液量为w1＝8.16％、w2＝11.2％、w3＝12.8％、w4＝14.4％、w5＝16％；搅拌；

所述混合溶液中的尿素和氯化钙浓度相同；所述尿素和氯化钙的浓度均1mol/L。

2.2)向步骤2.1)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，喷入培养24h的巴氏芽孢杆菌细胞；得到含液量为w1＝10.2％、w2＝14％、w3＝16％、w4＝18％、w5＝19％，搅拌；细胞液加入后拌合性明显提高；

所述巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为wl的0.1倍。

2.3)由步骤2.2)中掺量最大值及其下选取5个不同的掺量值进行击实试验；

击实后1～5号土样在相应含液量状态下的干密度分别为ρ1＝1.269g/cm3、ρ2＝1.294g/cm3、ρ3＝1.303g/cm3、ρ4＝1.269g/cm3、ρ5＝1.255g/cm3；

绘制含液量-干密度曲线如图2所示，最优含液量为16％，最大干密度为1.303g/cm3。

3)搅拌摊铺

加入尿素和氯化钙及巴氏芽孢杆菌细胞液至最优含液量16％，搅拌均匀后击实，并在其表面喷洒少量巴氏芽孢杆菌细胞液，3天后试样表面出现结壳测得的CBR值为：10.0％。

对比例1：

以海口的钙质砂为例，进行以下步骤：

1)重新取与实施例1含水量相同的钙质砂土样5个进行击实试验，得到含水量和干密度参数为：(14％，1.248g/cm3)、(16％，1.260g/cm3)、(18％，1.274g/cm3)、(22％，1.254g/cm3)、(24％，1.2301g/cm3)。

2)将步骤1)中得到的数据绘制在含水量-干密度曲线上，得到如图1所示曲线图，最优含水量为19％。

3)取最优含水量下的击实试样，进行CBR试验得到CBR值为：5.0％。

经过对比实施例1和对比例1，发现实施例1的最优含水量为16％，小于对比例1的最优含水量19％，且实施例1中最优干密度大于对比例1的最优干密度。

比较最优含水量下实施例1和对比例1的CBR值，证实基于本发明的压实步骤较常规方法击实后强度更高。

实施例2：

红黏土主要分布在我国南方，原状红黏土内部常裂隙发育明显失水易收缩，并且天然含水量较高，很难将它压实到规定压实度。

本实施例中选取重庆红黏土；

一种基于生物胶结的道路路基击实方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)现场取样

测定天然红黏土含水量34％，烘干后分成5份，分别编号为6，7，8，9，10；

通过重型击实试验得到最优含水量为29％。

2)试验分析

2.1)对于含水量超过最优含水量的路基土，掺入无水氯化钙，然后掺入尿素，再将路基土混合物进行搅拌；

每26.8kg天然土在6，7，8，9，10号土样中依次加入氯化钙和尿素的量分别为(60g，30g)、(50g，25g)、(40g，20g)、(30g，15g)、(20g，10g)。

2.2)向步骤2.1)中得到的掺氯化钙和尿素的填筑土中，喷入培养24h的巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌；

所述巴氏芽孢杆菌细胞的喷入量为134g；

2.3)由步骤2.2)中掺量最大值及其下选取5个不同的掺量值进行击实试验，得到干密度最大的尿素和氯化钙掺量，即为最佳掺入量(50g,25g)；

3)搅拌摊铺

根据步骤2.3)中得到的最佳掺入量(50g,25g)，添加尿素和氯化钙并喷洒巴氏芽孢杆菌细胞，搅拌后，分层进行摊铺，并压实至设计干密度。

每层碾压结束后，在表面喷洒巴氏芽孢杆菌细胞液。

取(50g,25g)掺量下击实土样进行CBR试验得到CBR值为：41％。

一种基于生物胶结的道路路基击实方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。