根据Essential Science Indicators（简称ESI）公布的最新统计结果，我院青年教师王家庆发表于美国土木工程师协会（ASCE）期刊《Journal of Materials in Civil Engineering》的论文《Experimental and Numerical Investigation of Fracture Behaviors of Steel Fiber-Reinforced Rubber Self-Compacting Concrete》入选“ESI高被引论文”（此高被引论文基于对应领域和出版年的高被引阈值，其被引频次已进入Engineering学术领域最优秀的 1% 之列）。该论文以南京林业大学土木工程学院为第一署名单位，王家庆为第一作者，美国密歇根理工大学Qingli Dai教授为通讯作者，西南交通大学斯睿哲副研究员为合作作者。本论文得到了国家自然科学基金（52108408）、江苏省自然科学基金项目（BK20210617）及南京林业大学科研启动经费项目的资助。
“双碳”目标下，交通基础设施建设将成为国家节能减排的重点领域之一，可持续发展路面技术将成为交通基础设施建设的核心内容之一；合理、高效的将固废材料“变废为宝”运用于交通基础设施建设中，符合“十四五”发展目标及交通强国建设需要。前期研究发现，利用废轮胎橡胶颗粒替代传统集料可提高普通水泥混凝土的韧性及抗裂性能，兼具对多项路用性能的提升作用。然而，常规橡胶混凝土静态强度低，增韧、抗裂特性之间的协同性较差。
该文章提出一种钢纤维增强自密实橡胶混凝土（SRSCC）材料的优化配合比，解决了常规橡胶水泥混凝土材料抗压、抗拉强度低的问题。基于三点弯切口梁试验，研究了钢纤维-回收橡胶骨料对自密实水泥混凝土材料断裂性能的协同提升作用；通过双参数断裂模型、双折线及三折线软化模型，标定了SRSCC材料的详细断裂性能参数并对比了其尺寸效应，对SRSCC材料的断裂过程进行了非线性有限元模拟分析。试验结果与有限元模拟结果综合表明：回收橡胶骨料在抑制微裂纹发展上有积极作用，而钢纤维在裂缝扩展中起到主要限制作用，两者的协同提升效应得到验证。
该研究为固废轮胎橡胶在交通基础设施材料中的“高值化”回收利用提供了新思路。“变废为宝”的同时，进一步提升了其性能优势、经济价值和环保效益，紧贴南林“生态文明特色”，科研攻关“绿色土木工程材料”。
供稿：王家庆、李强 供图：王家庆 编辑：丁志锋
