道路交通生态-耐久功能型材料

成果编号：39023

价格：面议

完成单位：同济大学

单位类别：985系统院所

完成时间：2022年

成熟程度：批量生产阶段

服务产业领域：能源环保、新材料、双碳技术

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发布人：李辉离线

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技术背景我国道路交通网总里程已突破535万公里，有力支撑了经济社会的高速发展，同时未来新建和改扩建道路需求旺盛。在传统建设与运维模式下，路表积水、径流污染、路面高等环境污染问题显著。在我国交通强国、生态文明、“双碳”目标等国家战略背景下，实现道路“生态-耐久”是支撑交通行业高质量发展的关键。本项目针对我国重大需求，为了实现道路生态功能化、降低全生命周期环境影响，通过近十年攻关，项目从透水路面、净水路面、降温路面突破了材料性能与耐久性的关键难题与技术瓶颈，建立了道路交通生态-耐久功能型材料技术体系。 2 核心技术体系道路交通生态-耐久功能型材料包括三大核心技术：大空隙高强耐久透水路面、多级净水路面、路面红外反射降温材料。 2.1 大空隙高强耐久透水路面虽然透水铺装对降雨径流在水量和水质上有较好的效能，但由于其多孔特征导致力学强度降低和耐久性差，目前透水铺砖常用于轻型荷载路面，这大幅限制了透水铺装的使用，阻碍了海绵城市的建设。团队自主研发的大空隙高强耐久透水路面，可显著提高大孔隙透水材料的力学强度。抗压、抗折强度提升40%以上，耐久性提升30%以上，延长路面服役的寿命5-10年。不仅使透水铺装适用于城市道路等中载路面，也可推广至机场、港口等高频重载路面。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新材料

合作方式：

参与活动：第二届江苏产学研合作对接大会

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

2.2 多级净水路面铺装透水铺装通过过滤、吸附、储存和生物降解等作用，可削减径流总量，降低和延迟径流峰值，控制径流污染。团队自主研发了采用物理过滤-生化降解两级增强水净化新技术的多级净水路面铺装，能够大幅提升透水铺装径流污染控制效能，悬浮物去除率提高至85%左右，总磷、氨氮去除率都提高至70%左右，达到国际领先水平。图2 多级净水路面铺装技术 2.3 红外反射降温材料道路眩光严重威胁到行车安全，同时黑色路面吸热效率高是热岛效应原因之一。团队自主研发的红外反射降温材料，利用同色异谱技术（含深色），在黑色高吸热沥青路面上涂布红外型降温涂料（可调配为彩色），提高道路表面太阳光反射率的同时，明显减小了道路眩光对驾驶员视线的影响。彩色红外型降温涂料不仅能降低夏季路表高温5~10℃，而且显著地减缓路面车辙的产生，降低养护成本。图3 红外反射降温材料技术 3 综合效益上述三大核心技术可实现道路快速透水-高效净水-复合降温，能有效缓解城市内涝、水体污染、热岛效应，回用雨水资源，提升行车安全，优化路域环境，提升城市韧性，推进海绵城市建设。总之，道路交通生态-耐久功能型材料有效改善城市人居环境，产生巨大的生态效益。 4 研发投入核心技术研发过程中，团队主持1项国家重点研发计划项目、1项国家自然基金项目、5项省部级项目，研发经费达千万。

主要技术指标

5 知识产权授权美国专利1项、国内发明专利10项、实用新型10项，20余项专利正在申请中。出版专著3部，其中英文1部。发表高水平论文60余篇，最高引用298次。获得中国公路学会一等奖(省部级)、中国公路建设行业协会特等奖、中国发明协会一等奖、中国技术市场协会突出贡献奖、上海市交通工程学会特等奖等。图5 知识产权论著及奖励 6 技术优势经院士等行业权威专家鉴定，道路交通生态-耐久功能型材料相关技术总体国际先进，材料设计方法国际领先。其中，力学强度、透水系数、降温效果等国际领先，净水效果国际先进。

其他说明

7 应用推广成果直接服务于冬奥会赛区主通道延崇高速、雄安新区对外骨干路网京德及荣乌高速。在上海崇明世界级生态岛、临港国家海绵城市示范区等20余项工程应用120万m2；在河北、江苏、江西等20个省市，面积达360万m2；并推广应用于美国加州、德国科隆、“一带一路”巴基斯坦公路、非洲科特迪瓦、塞内加尔等国际工程。有效控制了道路多源污染，效益显著，支撑城市高质量发展。图7 典型工程应用 8 技术媒体报道成果应用被国内外多家媒体报道，并引起广泛关注，媒体包括人民网、中国科技网、中国交通报、解放日报、英国卫报、美国Better Road等。 9 未来发展策略 2017-2022为成果应用前期，主要已完成研发国际领先技术，完成典型示范工程，使技术指标国际领先，示范应用400达万平。2023-2026为成果应用中期，目标是：推广多地技术应用，扩大国内市场推广至国内80%主要城市，研发新一代生态铺面技术。2027-2030为成果应用中期，目标是：扩展业务范围，进军国际市场开展养护服务业务，进军美、德及一带一路国家。

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