《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２1）第三部分 基礎(chǔ)設(shè)施篇《基于多源無(wú)機(jī)固廢綜合利用的低碳道路建設(shè)技術(shù)研究與示范》

完成單位：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司、上海市建筑科學(xué)研究院有限公司、同濟(jì)大學(xué)、河海大學(xué)、上海城投研究總院、上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司、上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司、上海浦東路橋（集團(tuán)）有限公司、上海玖鼎環(huán)?？萍加邢薰?/p>

主要完成人：鄭曉光、陳庚、孫大權(quán)、陳亞杰、袁勝?gòu)?qiáng)、韓云婷、水亮亮、吳立報(bào)、蘇凱、李嵩、陸青清、閆國(guó)杰、錢(qián)耀麗、楊定明、王林

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　（一）項(xiàng)目背景

　　隨著城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，無(wú)機(jī)固體廢棄物產(chǎn)生量不斷增加，目前我國(guó)各類固廢累積堆存量高達(dá)800億噸且年增量超100億噸，目前以堆放和填埋為主，占用大量土地并產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)道路工程建設(shè)每年需消耗優(yōu)質(zhì)砂石數(shù)十億噸，但目前開(kāi)山采石的獲取方式難以為繼，缺口巨大。

　　面向“碳達(dá)峰碳中和”的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及國(guó)家“十四五”規(guī)劃中對(duì)“大宗固體廢棄物綜合利用”的要求，需提升交通基礎(chǔ)設(shè)施綠色發(fā)展水平，加大工程建設(shè)中廢棄資源綜合利用力度。針對(duì)鋼渣、廢混凝土、拆遷垃圾、泥漿、工程渣土和淤泥六類大宗無(wú)機(jī)固廢資源化利用存在的組成復(fù)雜、安定性差和技術(shù)性能低等難題，開(kāi)展了基于多源無(wú)機(jī)固廢綜合利用的低碳道路建設(shè)技術(shù)研究。

　　（二）技術(shù)概況

　　項(xiàng)目通過(guò)創(chuàng)建鋼渣“滾筒生產(chǎn)+碳化處理”兩級(jí)安定化新方法，研發(fā)生物瀝青預(yù)處理廢混凝土再生集料利用新材料，創(chuàng)新拆遷垃圾高效分離分選及再生集料品質(zhì)提升新工藝，開(kāi)發(fā)泥漿高效脫水和工程渣土固化新技術(shù)，研制淤泥大深度快速就地固化新裝備，主編了系列標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了無(wú)機(jī)固廢在道路全結(jié)構(gòu)層位資源化利用技術(shù)體系。研究成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中鋼渣和工程渣土資源化利用技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2部、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部和地方、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)7部。研究成果成功應(yīng)用于交通部綠色公路G320、長(zhǎng)三角科創(chuàng)走廊G60等30余項(xiàng)工程，建成國(guó)內(nèi)首座年處理能力100萬(wàn)方的南京渣土資源化利用廠，直接經(jīng)濟(jì)效益超10億。授權(quán)發(fā)明專利24項(xiàng)，出版專著2部，發(fā)表論文35篇，其中SCI/EI論文17篇。

　　（三）適用范圍

　　研究成果適用于公路和城市道路工程建設(shè)，可解決城市建設(shè)中無(wú)機(jī)固廢大量堆積和筑路材料緊缺的問(wèn)題。

　　（四）獲獎(jiǎng)情況

　　獲得中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)2021年度科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和上海市公路學(xué)會(huì)2020年度科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　項(xiàng)目從多源無(wú)機(jī)固廢的安定化、高效精確除雜、材料多級(jí)協(xié)同強(qiáng)化和產(chǎn)品高效生產(chǎn)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，研發(fā)了高強(qiáng)耐久鋼渣瀝青混合料、廢混凝土再生集料瀝青混合料、拆房垃圾再生集料水穩(wěn)碎石和固化渣土等系列生態(tài)建材，實(shí)現(xiàn)了多源無(wú)機(jī)固廢在道路全結(jié)構(gòu)層位中資源化利用研究，取得6方面主要技術(shù)創(chuàng)新。

　　1.首創(chuàng)“滾筒生產(chǎn)+碳化改性”兩級(jí)安定化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)游離氧化鈣含量從5%降低至0.5%；研發(fā)了高摻量（＞70%）鋼渣透水瀝青混合料、SMA和超薄磨耗層等高性能面層材料，較采用玄武巖的同類材料抗車轍性能提高30%，成本降低15%以上；構(gòu)建了鋼渣高性能瀝青混合料智能化施工管控系統(tǒng)。

　　2.研制地溝油殘?jiān)餅r青，開(kāi)發(fā)生物瀝青預(yù)處理廢混凝土再生集料技術(shù)，解決再生集料用于瀝青面層油石比高、耐久性差的問(wèn)題，減少再生集料瀝青混凝土瀝青用量20%的同時(shí)疲勞壽命提升1倍。

　　3.創(chuàng)新拆遷垃圾高效分離分選技術(shù)，研發(fā)基于聯(lián)合擠壓粉磨和化學(xué)包裹的拆遷垃圾再生集料品質(zhì)提升技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基層抗壓強(qiáng)度3.0MPa以上。

　　4.率先建立工程渣土固化路基技術(shù)體系，發(fā)明高性能環(huán)保固化劑，提出基于變異性控制的材料設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)渣土切削粉碎、雜質(zhì)分選高效一體化生產(chǎn)裝備，建成國(guó)內(nèi)首座年處理渣土100萬(wàn)方的資源化利用廠，固化路基回彈模量達(dá)40MPa。

　　5.提出毛細(xì)吸水時(shí)間（CST值）與絮凝體粒度相結(jié)合的泥水分離性能分析方法，研發(fā)無(wú)機(jī)-高分子復(fù)合調(diào)理泥漿絮凝劑和高效泥水分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泥漿在20s內(nèi)絮凝沉降，含水率降至40%以下。

　　6.開(kāi)發(fā)淤泥強(qiáng)力攪拌就地固化新技術(shù)，提出就地固化硬殼層設(shè)計(jì)方法，研制強(qiáng)力攪拌專用裝備，7d地基承載力達(dá)到120kPa，實(shí)現(xiàn)了工程淤泥零換填。

應(yīng)用案例

　　項(xiàng)目研發(fā)的鋼渣高性能瀝青材料已廣泛應(yīng)用于港輝路、錦繡東路和寶鋼廠區(qū)內(nèi)重載道路等多種類型道路。拆遷垃圾再生集料無(wú)機(jī)混合料、固化工程渣土、固化工程泥漿、淤泥就地固化技術(shù)已成功應(yīng)用于交通運(yùn)輸部G320綠色公路示范路、長(zhǎng)三角科創(chuàng)走廊G60、西洪大橋、虹橋樞紐等多項(xiàng)工程，推廣示范工程30余項(xiàng)，應(yīng)用面積超過(guò)200萬(wàn)m2。建成了國(guó)內(nèi)首座大規(guī)模渣土資源化利用廠，年處理渣土能力達(dá)100萬(wàn)方。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　研究成果成功應(yīng)用于交通部綠色公路G320、長(zhǎng)三角科創(chuàng)走廊G60等30余項(xiàng)工程，建成國(guó)內(nèi)首座年處理能力100萬(wàn)方的南京渣土資源化利用廠，直接經(jīng)濟(jì)效益超10億。項(xiàng)目構(gòu)建了無(wú)機(jī)固廢在道路全結(jié)構(gòu)層位資源化利用技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了大宗無(wú)機(jī)固體廢棄物的“減量化”和“資源化”，解決了道路建設(shè)中大量砂石材料開(kāi)采對(duì)自然環(huán)境的破壞問(wèn)題，減少了道路建設(shè)過(guò)程中的碳排放，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)完善綠色低碳道路建設(shè)體系，推動(dòng)道路建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有支撐作用。