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1、申报申报2017年度国家科技进步奖年度国家科技进步奖项目项目公示内容公示内容 项目名称项目名称 低环境负荷高性能路面材料制备与性能调控关键技术及工程应用 推荐单位推荐单位 中国建筑材料联合会 通讯地址 北京市海淀区三里河路11号(100831) 邮政编码 100831 联 系 人 罗 宁 联系电话 010-57811082 电子邮箱 传 真 010-57811082 推荐单位（专家）意见推荐单位（专家）意见 该项目符合我国经济建设及资源与环境发展战略需求。在多项计划资助下， 针对路面病害严重、年养护费高达 500 亿元的问题，围绕低环境负荷高性能路面 材料制备技术，以提高半刚性沥青路面耐久性
2、为目标，经产学研共同攻关和工程 实践，通过对废轮胎胶粉、钢渣、废旧沥青路面材料、冶金矿渣、建筑废弃物等 改性利用与调控技术，解决了一系列技术难点，构建了面层有机胶结料和基层无 机胶凝材料及其复合材料高性能制备技术体系，建立了多因素耦合作用下路面材 料服役寿命预测与性能调控模型，并开发出相应检测技术、设备与数据库，实现 了路面材料高性能与低环境负荷协同的目标。项目获授权发明专利 22 项，软件 著作权 2 项，整体技术水平国际领先。成果已全部转化，经全国 23 个省、市的 近百条高速公路工程应用，最长使用超过 13 年的路面仍完好无损。近 3 年新增 销售额 45 亿元，新增利润近 8 亿元，利
3、用各种废弃物 4500 万吨，经济与社会效 益巨大，对公路的生态文明建设和社会可持续发展有重大的推动作用。项目已获 2014 年湖北省科技进步一等奖 1 项、2016 年湖北省技术发明一等奖 1 项。 推荐该项目为国家科学技术进步奖二等奖。 项目简介项目简介 项目属非金属材料领域，涉及有机、无机等高性能路面材料的低坏境负荷制 备与应用技术。 沥青路面行车舒适、养护简便、通行效率高，是目前国际上的主流路面，占 发达国家公路总里程的 80%以上。我国虽然高等级公路都采用沥青路面，但也仅 占 460 万公里公路总里程的 4.3%，严重制约了我国区域经济的平衡发展。沥青路 面由基层和面层组成，面层因沥
4、青的高低温性能差，与常用天然集料粘附性弱， 导致路面易产生车辙、裂缝、坑槽等病害。发达国家基层采用柔性结构、面层采 用 SBS 等改性沥青抗滑薄层，整体性好，成本高；我国沥青路面采用半刚性基层 与沥青面层结构，承载能力强，造价低。与国外柔性基层相比，半刚性基层体积 稳定性差，易诱发沥青面层产生反射裂缝，加剧路面水损害。当前我国沥青路面 “3 年小修、5 年大修”现象较为普遍，远未达到设计使用年限，每年养护费用高达 500 亿元，造成了巨大的资源浪费和环境负担。 利用废轮胎、冶金渣等替代资源制备高性能路面材料，使其既能满足路面技 术要求，又能解决资源紧缺与生态环境问题，具有重大社会经济意义。国内
5、外已 开展采用废轮胎橡胶改性拓宽沥青适用温域、冶金渣制备的胶凝材料控制基层形 变的研究，但因缺少对相关材料组成结构与性能相关性深层次系统研究、评估手 段与高性能制备技术，导致现有技术制备的材料不能满足路用要求。项目围绕低 环境负荷高性能路面材料制备技术，以提高半刚性基层沥青路面耐久性为目标， 经产学研共同攻关和工程实践，取得技术创新如下： 1、构建了面层有机胶结料及其复合材料高性能制备技术、构建了面层有机胶结料及其复合材料高性能制备技术体系体系。发明了废胶 粉解交联及与沥青活化偶联技术，提出了钢渣集料解活与稳定处理方法，开发了 失效沥青化学重构再生技术，制备出适用温域宽广(85-40)且能常温
6、储运的 粒状有机胶结料、抗水损害能力提高 30%以上的耐磨钢渣沥青混凝土，并实现了 沥青路面材料高效循环利用； 2、开发了基层用无机胶凝材料基复合材料制备技术。、开发了基层用无机胶凝材料基复合材料制备技术。揭示了组分对无机胶 凝材料力学性能、体积稳定性与环境负荷的影响规律，发明了冶金废渣过程活性 调控和增溶处理技术，研发了建筑废弃物再生骨料的表面处理技术，实现其吸水 率由近 10%降低至 1%以下，强度提高 30%以上，制备出体积稳定性优良（收缩 系数降低 40%以上）的基层材料，解决了半刚性基层开裂难题； 3、发明了发明了实体工程实体工程路面材料的性能调控方法路面材料的性能调控方法、低环境负
7、荷低环境负荷应用与评价应用与评价技术。技术。 建立了多因素耦合作用的路面材料服役寿命预测与性能调控模型，并开发了相应 的检测技术、设备与数据库，发明了沥青表面结构润滑水膜构筑方法，降低施工 温度 1525，实现了路面材料高性能与低环境负荷协同的目标。 项目成果全部转化并形成产业化，产品和技术应用到全国 23 个省、市、自 治区的近百条高速公路工程，最长使用年限超过 13 年，路面仍完好无损。近 3 年新增销售额 45 亿元，新增利润近 8 亿元，利用各种废弃物 4500 万吨，经济与 社会效益巨大。获省部级技术发明与科技进步一等奖各 1 项，授权发明专利 22 项、软件著作权 2 项、发表学术
8、论文被 SCI 、EI 收录 69 篇。 客观评价客观评价 1、科技成果评价（鉴定）、科技成果评价（鉴定） （1）该项目成果之一“基于生态设计的道路建筑材料制备与应用关键技术”， 2015 年 6 月 28 日由中国建筑材料联合会组织通过的鉴定结论：“建立了道路建 筑材料环境负荷基础数据库，提出了全生命周期的定量化、多因素生态设计方 法；发明了固体废弃物原料高性能化技术，用于制备道路基层混凝土和沥青路 面混凝土；研制了高渗透性的沥青再生剂、粉煤灰基温拌剂和路用粉煤灰复合 改性剂，形成了废旧沥青路面材料高效循环利用技术。该成果整体达到国际先 进水平，其中道路建筑材料生态化设计技术居国际领先水平。
9、” （2） 该项目成果之一“建筑废弃物在西部地区路基路面中的应用研究”， 2012 年 8 月 22 日由交通部西部交通建设科技项目管理中心组织通过的鉴定结论： “研 发了具有自主知识产权的再生骨料表面活化剂，有效地降低了再生骨料的吸 水、吸油率，使再生骨料可用于沥青混合料中；建立了再生骨料的分类标准并 提出了技术要求；配制了再生骨料基层面层混合料，成功铺设了试验路段，并 提出了施工关键技术；编写了建筑废弃物再生骨料强化改性处理技术指南和 建筑废弃物再生骨料路基路面施工技术指南。专家一致认为该成果具有较高 的实用性和创新性，社会和环境效益显著，总体上达到国际先进水平。” （3）该项目成果之一“
10、钢渣沥青混凝土的研究与应用”，2003 年 3 月 11 日 由湖北省交通厅组织通过的鉴定结论：“钢渣沥青混凝土具有良好的热稳定性、 水稳定性和抗滑性能，对提高我国沥青路面的耐久性和降低工程造价具有积极意 义；该项目研究成果有效地利用钢渣对保护环境以及减少钢渣废弃物堆放，具有 重要的社会、经济效益；总体达到了国际先进水平，其中劈裂强度比等指标达到 国际领先水平”。 2、项目验收、项目验收 （1）该项目成果之一“循环再生道路材料的设计、制备与应用关键技术研 究”，于 2013 年 5 月 16 日受科技部委托，由湖北省科学技术厅组织通过的项目 验收结论：“建立了循环再生道路材料设计、制备与应用关
11、键技术体系，解决了 建筑废弃物和钢渣骨料表面强化技术难题，编制了循环再生道路材料应用技术 指南。该项目成果在四川省内江-遂宁高速公路等工程中得到了应用，对于推动 我国道路材料循环利用具有现实意义，环境、社会和经济效益显著。” （2）该项目成果之一“多元废弃物再生建筑材料的设计与制备”，于 2014 年 4 月 24 日由湖北省科学技术厅组织通过的项目验收结论：“研究了低品位资 源和各类废弃物适用性，设计了基于多元废弃物材料体系的材料研究方法以及 关键技术的攻坚，开发利用建筑废弃物再生骨料制备沥青混合料。该项目成果 对于推动多元废弃物再生建筑材料循环利用具有现实意义，环境、社会和经济 效益显著。
12、” 3、技术技术检测报告检测报告 （1）有机胶结料检测报告：该样品检测指标均超过 JTG F40-2004公路沥 青路面施工技术规范中表 4.6.2 聚合物改性沥青技术要求。 （2）钢渣集料检测报告：该样品检测指标均超过 JTG F40-2004公路沥青 路面施工技术规范中表 4.8.2 沥青混合料用粗集料质量技术要求。 （3） 有机胶结料基复合材料检测报告： 该样品所检指标均超过 JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范中 5.3.3 条及 5.3.4 条相应的技术要求。 （4） 反应再生有机胶结料基复合材料检测报告： 掺加 0.27%反应再生剂所制 备的有机胶结料基复合材料性能指
13、标均超过 JTG F40-2004 公路沥青路面施工技 术规范中 5.3.3 条及 5.3.4 条相应的技术要求。 （5）无机胶凝材料基复合材料检测报告：该样品所检指标均超过 JTGT F20-2015公路路面基层施工技术细则中 4.2 条相应的技术要求。 4、国内外重要科技奖励、国内外重要科技奖励 （1）2014 年湖北省科技进步一等奖固体废弃物制备高性能道路建筑材料 关键技术 ； （2）2015 年建筑材料联合会科技进步二等奖基于生态设计的高性能道路 材料制备与应用关键技术 ； （3）2016 年湖北省技术发明一等奖重大工程建筑材料生态设计、制备与 应用关键技术 。 推广应用情况推广应用情
14、况 该项目成果已在全国十几家企业，如中国葛洲坝集团水泥有限公司、江苏宝 利国际投资股份有限公司、北京麦凯特科技有限公司、深圳中大新材科技有限公 司、 湖北环宇化工有限公司等实现了产业化，生产的有机胶结料、 无机胶凝材料、 再生骨料表面处理剂、再生剂等产品性能均满足相应技术规范要求，并已在全国 23 个省、市、自治区的近百项高速公路、城市道路建设与养护工程中成功应用。 如沪蓉高速(G42)宜巴段、福银高速(G70)汉十段、长深高速(G25)湖北段、二广高 速(G55)湖南段、大广高速(G45)江西段等多项工程。近 3 年新增销售额 45 亿元， 新增利润近8亿元，利用各种废弃物4500万吨，经济
15、与社会效益巨大。项目成果 被生产、设计和施工企业广泛应用，节约了资源，降低了工程造价，实现了路面 材料高性能与低环境负荷协同目标，为企业创造了巨大的经济效益，具有极为广 阔的推广应用前景。 主要应用单位情况主要应用单位情况 应用单位名 称 应用技术 应用起止时 间 应用单位联系 人/电话 应用情况 武汉华特沥 青有限公司 有机胶结料 制备技术 2011.05-至今 张灵 13908633311 应用于沪蓉高速(G42)宜巴 段、宁百高速(G69)建恩段、 谷竹段高速等重点工程 江苏宝利国 际投资股份 有限公司 有机胶结料 制备技术 2007.05-至今 韩君 15161610196 应用于无张
16、高速、连临高 速、徐济高速等重点工程 葛洲坝武汉 道路材料有 限公司 钢渣集料制 备技术 2013.11-至今 孙文斌 13597939019 应用于宜张高速、 福银高速 (G70)汉十段、大广高速 (G45)湖北段等重点工程 葛洲坝汉川无机胶凝材2010.05-至今 严红涛应用于许广高速(G4W2)随 汉电水泥有 限公司 料制备技术 18671239076 岳段、二广高速(G55)襄荆 段、仙洪高速等重点工程 湖北环宇化 工有限公司 骨料表面强 化技术、沥青 再生技术、 温 拌技术 2002.05-至今 杨洪波 13707224643 应用于福银高速(G70)汉十 段、 大广高速(G45)湖北段与 广东段、京港澳(G4)湖北段 与广东段等重点工程 葛洲坝嘉鱼 水泥有限公 司 无机胶凝材 料制备技术 2011.01-至今 陈天 15771054045 应用于杭瑞高速(G56)湖北 段、长深高速(G25)湖北段、 通平高速等重点工程 葛洲坝荆门 水泥有限公 司 无机胶凝材 料制备技术
