包头铁道职业技术学院科研再突破:新型混凝土轨枕引领轨道交通绿色智能新变革
在 “双碳” 目标加速落地的背景下,轨道交通领域的绿色化与智能化升级成为行业焦点。近日,包头铁道职业技术学院传来捷报,其科研团队成功研发 “新型混凝土轨枕及智能检测系统”,通过工业固废循环利用与智能监测技术的深度融合,为传统铁路建设带来颠覆性解决方案,标志着我国轨道交通基础设施向低碳化、智能化迈出关键一步。
一、工业废料 “变废为宝”:绿色建材破解资源与环境双重困局
传统混凝土轨枕生产高度依赖砂石、水泥等自然资源,不仅面临原材料枯竭压力,每年更产生大量碳排放。此次研发的新型轨枕突破性地将废弃玻璃、钢渣等工业固废转化为核心原料:通过 30% 钢渣替代天然砂、30% 玻璃粉替代水泥,并掺入 1.5% 玻璃纤维增强韧性,经数百次力学性能试验验证,轨枕抗压强度达 C40 以上,抗冻、抗渗等指标均优于国家标准。这一创新实现了 “一石三鸟” 的效益:单条铁路线应用可减少砂石开采超 20 万吨,消纳工业固废超 30 万吨,碳排放降低约 40%,为我国每年超 42 亿吨工业固废的循环利用开辟了新路径,被内蒙古自治区纳入绿色技术创新重点项目。
二、智能检测 “精准护航”:毫米级监测破解轨枕运维难题
针对传统人工巡检效率低、病害漏检等痛点,团队研发的内嵌式铁道多病害智能检测装置堪称 “轨道医生”。该系统基于地质雷达原理,通过电磁波反射特性实时捕捉轨枕爬行、道床空吊等隐患,结合 GRPO 算法实现毫米级定位与风险预判,检测效率较传统方式提升 5 倍,可提前 72 小时预警病害趋势,降低人工巡检强度 60%,运维成本缩减 30%。在实验室模拟测试中,该装置对 0.5 毫米级裂缝的识别准确率达 98%,相关技术成果已通过中国铁道科学研究院专家评审,被评价为 “填补了轨枕智能检测领域的技术空白”。
三、工艺革新 “重塑链条”:智能筛分打通循环经济最后一公里
为实现工业固废的高值化利用,团队创新优化筛分工艺:引入磁选、风选及智能识别系统,精准分离玻璃与钢渣中的杂质,使玻璃骨料粒径合格率达 98%,钢渣游离氧化钙含量控制在 1% 以内。经优化的生产线年处理工业固废能力超 10 万吨,资源循环利用率提升至 80%,推动铁路建设从 “线性生产” 向 “循环经济” 转型。
从 “实验室” 到 “生产线”:分阶段构建产业生态
目前,该项目已完成配方验证与检测系统原型开发,计划分三阶段推进成果转化:2024-2025 年在呼包鄂高铁干线开展试点,形成区域性示范;2026-2027 年建设年产能 50 万根的绿色轨枕生产线,并拓展至全国高铁、城轨网络;长期将依托 “一带一路” 输出技术标准,助力全球轨道交通绿色转型。
五、职业教育赋能产业:产学研协同的 “包头样本”
作为项目承担主体,包头铁道职业技术学院联合中车集团、包头钢铁公司等构建创新联合体,学生通过参与废料筛分试验、检测系统调试等环节,累计获得 8 项实用新型专利。这种 “技术创新反哺教学、人才培养支撑产业” 的模式,被教育部列为职业教育服务产业升级典型案例。“我们让工业废料成为‘城市矿山’,让智能检测成为‘安全卫士’。” 项目负责人李鹏教授表示,该成果不仅是技术突破,更是职业教育对接国家战略的生动实践。
随着新型混凝土轨枕与智能检测系统的推广,我国轨道交通有望实现 “资源消耗减半、安全性能倍增” 的双重目标,为全球基础设施建设提供低碳化、智能化的 “中国方案”。这一创新成果正在改写行业规则,为 “交通强国” 建设铺就绿色智能的新赛道。
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