高速铁路高性能轻质混凝土应用技术与设备

➢ 团队构成： （1）研究骨干成员： 高级2人，中级5人。 （2）研究成员： 初级1人，博士研究生9人，硕士研究生18人。
形成了一支由具有国际影响的中青年学术骨干和具有创新能力的高 水平研究生组成的研究队伍。
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创新研究团队简介
团队名称：高速铁路路基工程基础理论与关键技术创新研究团队
➢ 团队研究领域：
（3）专利、论文与专著： 获国家发明专利3项、实用新型专利4项。 公开发表了SCI、EI等论文100余篇，主编了《高速铁路路基非埋式
桩板结构理论与实践》、《路基及支挡结构》与《土木工程概论》等多本 专著与教材，参编了《中国铁道百科全书－工程与工务》的路基工程部 分，目前正在参与编写《高速铁路路基技术》专著。
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易施工
良好施工性
集中搅拌制作，软 管泵送，施工便捷， 占用作业面积小， 无须振捣碾压，工 期短
自立性
终凝后可固化 自立；该特性 使其固化后对 支挡结构物几 乎没有压力
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自立固化
轻质混凝土
可调节
容重可调范围 3 18 kN/m3，强度使 用范围在0.3 - 20.0
MPa
3
可调节
4
耐久
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环保
环保
对环境均无污染 作用，且节省土 地资源、避免环 境破坏，环保优 势明显
高速铁路高性能轻质混凝土应用 技术与设备
团队带头人： 苏 谦
团 队 成 员： 黄俊杰、王武斌、王 迅、
邵国霞、等
单
位： 西南交通大学
创新研究团队简介
➢ 团队带头人：
苏 谦 教授/博导
西南交通大学
土木工程学院副院长、教育部新世纪优秀人才
联系方式 13688319706 suqian@126.com
一、研究背景与意义
（5）既有技术规范或手册
• 《地面辐射供暖绝热层用泡沫混凝土》（JC/T 2240-2014） • 《屋面保温隔热用泡沫混凝土》（JC/T 2125-2012） • 《泡沫混凝土外墙外保温工程技术规程》（DB21/T 2117-2013） • 《轻质混凝土吸声板》（JC/T 2122-2012） • 《公路工程泡沫混凝土质量检验评定标准（试行）》（浙江省交通厅） • 《泡沫混凝土应用技术规程》（JGJT341-2014） • 《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》（CJJ/T 177 2012 ） • 《泡沫混凝土》（JG/T 266一2011 ） • 《公路路基设计规范》（JTG D30—2015 ）
600
1.47
0.22
0.43
700
2.32
0.35
0.75
800
4.75
0.72
1.52
900
5.28
0.80
1.53
1000
5.56
0.84
1.90
注：试样龄期为28天。
• 高速铁路路基新材料与新结构 及其设计方法
• 高速铁路路基动力学理论与动 力试验技术
• 高速铁路路基病害机理与智 能维护技术
• 高速/普通铁路基础设施运 营期检测和监测新技术
➢ 团队科研成果：
（1）科研项目：
团队主持了研究了国家“十一五”科技支撑计划课题1项，自然基金项目4 项，铁总（铁道部）重点研究项目10余项，以及一批重大工程关键科技攻关项目 等。
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二、基础性能试验研究
（4）无加筋轻质混凝土力学性能
无侧限压缩试验
劈裂抗拉试验
抗折实验
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二、基础性能试验研究
（4）无加筋轻质混凝土力学性能 抗压、抗拉和抗折实验结果
不同配合比密度试样抗压、抗拉和抗折实验结果
目标密度 （kg/m3）
抗压强度 （MPa）
抗拉强度 （MPa）
抗折强度 （MPa）
列车荷载 联合作用
自然营力
关键技术问 • 材料配合比
题:
• 轻质混凝土路基结构形式
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目录
一 二 三 四 五
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二、基础性能试验研究
（1）试验发泡设备研制
新型室内轻质混凝土发泡设备
为满足前期室内试验 需求而研发的轻质混凝土 发泡设备，该设备主要由 空压机、受控式阀门等构 成，发泡速率、发泡比 率、液泡流量均可人工控 制。
1985年,波 士顿,地基 处理
1986年,日 本,道路填 土
1988年，英 国，道路路 基； 1988年，日 本，公路拓 宽等
2000年， 引入中国
公路、地铁、 市政工程等领 域得到了广泛 应用
Today
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一、研究背景与意义
（3）轻质混凝土材料工程特性
轻质性
轻质性的应用 核心在于减轻 荷载
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减载
铁总课题2项：2014G003-E-铁路路基轻质材料路用性能与控制参数研究
2015G002-K-轻质材料路基工程应用结构型式研究
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创新研究团队简介
团队名称：高速铁路路基工程基础理论与关键技术创新研究团队
➢ 团队科研成果：
（2）获奖： 团队获得“国家科技进步奖”特等奖1项，教育部科学技术进步奖二
等奖1项，以及其他省部级等科技奖10余项。
轻质混凝土技术在房建工程、道路工程等领域得到了广泛的研究和 应用，形成相关技术标准或规程。
当前，轻质混凝土技术在铁路工程领域处于探索阶段，还未有相关技 术标准。
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一、研究背景与意义
（6）研究问题提出
优越的轻质混凝土
工程特性
引入
既有工程实际运用 技术
是否适用
高速铁路 路基工程
轻质混凝土路基 复合结构
耐久性
属水泥类材料， 具有水泥混凝土 同等的耐久性
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一、研究背景与意义
（4）应用现状
采空区填充
保温
广东凡口铅锌矿
甘肃金川公司镍矿
结构外墙保温材料
屋面保温材料层
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一、研究背景与意义
（4）应用现状
减载
地铁站覆土减荷轻质混凝土工程
公路特殊工程
水立方轻质混凝土工程
公路路桥过渡段工程
道路扩建工程
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目录
一 二 三 四 五
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一、研究背景与意义
（1）概念(Concept)
轻质混凝土是（Lightweight Foamed Concrete）由水泥浆或水泥砂浆与 细微气泡群按一定比例混合并经硬化形成的多孔水硬性轻质材料。
水泥浆
泡沫
泡沫轻质混凝土 5
一、研究背景与意义
（2）发展历史
二十世纪三十 年代,美国,高 层建筑的楼板 填充、隔热 层。
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二、基础性能试验研究
（2）试验样品制作过程
发泡
搅拌 混合
Байду номын сангаас浇模
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二、基础性能试验研究
（3）试验手段
无加筋轻质混凝 土力学性能
无侧限抗压实验
材料力学 性质
劈裂抗拉实验 抗折实验
加筋轻质混凝土 力学性能
动静三轴试验
抗压强度 抗折强度 劈裂抗拉强度 临界动应力 动弹性模量 阻尼特性
确定适用于高速铁路无砟轨道路基静动荷载条件的轻质混凝土配合 比参数。