首页
>
成果首页
>
季冻区废旧橡胶集料混凝土路用性能及路面结构工程应用
季冻区废旧橡胶集料混凝土路用性能及路面结构工程应用
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2500050276 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
内蒙古 |
| 中图分类号： |
S858.26 |
| 成果类别： |
基础研究 |
| 成果公布年份： |
2025 |
| 关键词： |
绵羊
胃肠道线虫病
动物寄生虫
防治药物
|
| 成果简介： |
研究目的和意义：中国混凝土生产每年使用的河砂、石子量超过200亿吨，中国的生态文明建设已不允许这样大规模的开山采石与河砂开采；与此同时，中国每年废弃轮胎的产生量在3000万吨左右，并且以8%～10%的速度急剧增加，而废旧轮胎回收利用率仅为50%左右，与发达国家有很大差距。废旧轮胎属于工业有害固体废弃物，被称为“黑色污染”，对废旧轮胎进行环保型利用是大势所趋。通过资源化并将其应用于混凝土中，制成橡胶混凝土(Crumb Rubber Concrete，简称CRC)，既可对废旧轮胎进行高值化利用，又可提高混凝土的抗裂、抗折、抗拉、耐磨、抗滑、减振和降噪等方面的性能，而且能缓解混凝土原材料短缺的困境。中国高速公路通车里程数量位居世界前列，但路面类型多为沥青路面，水泥路面的占比极少。在经济发达的国家和地区，从全寿命周期成本、地方资源利用和环境保护角度考虑，水泥混凝土路面被广泛用于高等级重交通的道路建设中：韩国63%的高速公路采用了水泥混凝土路面，美国、澳大利亚等国将配筋混凝土路面作为重载交通长寿路面的首选，日本将水泥路面作为道路发展的基本方针，并作为路面使用寿命成本最小化和解决“热岛效应”的对策。内蒙古自治区是全国交通运输网络的重要组成部分，具有承东启西、连通内外的作用，该地区昼夜及四季温差大，冬季气温低。作为矿产资源大省，道路系统中重载路面比例较大，内蒙古自治区水泥、砂石料等资源优势突出，在公路建设中可进一步推广使用水泥混凝土路面，但受温差及重载影响，该地区水泥混凝土路面早期断板、错台等脆裂病害尤为突出。CRC是一种有潜力的路面材料，现有研究多集中在CRC材料本身的物理力学性能，未能突破材料与结构之间的壁垒，在荷载与温度作用下CRC路面结构力学响应和损伤机理的研究基本处于空白。因此，项目组研究了CRC材料的路用性能，建立该种新型路面结构的设计方法，实现从材料到结构的协同创新，有利于拓展CRC的应用领域，延长路面的使用寿命，助力行业节能、减排，贯彻“双碳战略”。
主要技术创新点：(1)研制了具有高弯拉强度、高弯曲断裂韧性、高抗疲劳性能和高耐久性的CRC，得出了季冻区橡胶颗粒的最优掺量；研发的CRC改善路面的行车舒适性，可以满足季冻区重载路面的建设需求。(2)基于变形模量评价损伤，创新性地将冻融损伤等效为疲劳损伤，建立了橡胶混凝土冻融疲劳损伤模型，为橡胶混凝土在寒冷季节性冻融地区的铁路轨枕和桥梁墩柱等承受反复荷载的工程结构提供了试验和理论依据。(3)揭示了CRC路面高、低温环境下的温度场变规律，建立了CRC路面温度梯度随厚度变化的量化模型，提出了高性能橡胶混凝土路面结构的荷载疲劳应力和温度疲劳应力计算方法，为CRC路面结构设计提供理论基础。(4)突破材料研发-理论模型-工程应用的壁垒，基于工程实际研发了橡胶颗粒上浮控制技术、枕轨路面开裂控制技术和裂缝细观模拟及监测技术，实现了CRC多场景应用。
成果价值：与申报主题相关的高水平论文32篇，发明专利5件，实用新型专利1件，专著1部，软件著作权1个，相关研究成果成功用于河南鲁山桥面拓宽工程、国道210线白云鄂博至固阳段公路工程，经济效益累计6000余万元，国道210线白云鄂博至固阳段公路建设中利用废旧橡胶集料500余万吨，减少约600吨二氧化碳排放，助力内蒙古的生态建设和国家“双碳战略”。 |
| 申报信息 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
内蒙古科技大学 中国二冶集团有限公司 青岛理工大学 中冶天工集团有限公司 |
| 完成人： |
薛刚 于泳 董伟 杨圣春 邵建文 高鹏 李浩然 张小利 许胜 吕嘉 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
畜牧服务业 |
| 应用行业码： |
053 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
内蒙古科技大学 |
| 联系单位地址： |
内蒙古自治区包头市昆都仑区阿尔丁大街7号 |
| 邮政编码： |
014010 |
