高掺量废旧沥青路面材料低碳温拌同步再生技术

为贯彻落实国家全面节约，坚持循环利用和创新驱动、开放合作的发展战略，结合当前我国高速公路建设由新建改向扩建、养护转型过程中产生的因利用率偏低导致的废旧沥青路面材料过剩及由其引发的土地侵占、环境污染等问题，开展科技攻关高效再生利用废旧SBS混合料已成为公路工程领域关注的热点与焦点。然而，传统热拌再生技术施工温度高（160——180°C），能耗大、碳排放强度高，并且普通再生剂无法实现老化SBS混合料的同步交联再生，导致当前废旧SBS混合料普遍以小掺量（＜20%)、错层位再生应用于低等级沥青路面中、下面层，不利于公路工程的绿色高值化可持续发展。

为突破该技术瓶颈，项目通过研发一种高掺量温拌同步再生技术，实现了高效恢复废旧SBS混合料的原有性能至90%以上，显著提升废旧SBS混合料在高等级沥青路面上中面层的再生利用率至30%以上的目标，并有效降低再生沥青路面施工碳排放，已经形成了一套完善的高掺量废旧沥青路面材料低碳温拌同步再生技术方案，极大地推动了高速公路废旧沥青路面材料再生产业发展向“高掺量、高值化”转型。

1） 对于高性能再生剂的开发及其最佳掺量确定，项目通过老化过程中与基质沥青轻质组分相关FTIR特征峰面积计算老化基质沥青指数和老化SBS聚合指数，将其老化历程划分为SBS聚合物溶胀、SBS聚合物降解以及沥青组分失稳为主的老化三阶段；基于老化历程研发了绿色高效低碳型温拌同步再生剂，有针对性地向不同老化历程的SBS改性沥青中掺加再生剂；同时基于SBS改性沥青微观同步再生反应机理，根据基质沥青轻质组分以及SBS共聚物相关的FTIR特征峰面积比老化损失与再生补偿，开发了同步再生剂最佳掺量计算方法，快速准确地计算出不同老化程度SBS改性沥青所需的再生剂掺量；通过引入自由体积理论揭示了温拌——同步再生协同作用机制，明确了最佳温拌再生温度，同时提出了一套再生沥青性能恢复量化方法。

2） 对于再生沥青混合料的级配设计，项目通过自主开发智能化骨料三维重建的相机矩阵装置及其使用方法，实现对骨料颗粒进行多角度、多方位的拍摄，精准识别“伪颗粒”，基于多目视觉三维重构技术的骨料级配检测系统，实现合理控制高掺量废旧SBS改性再生沥青混合料的配合比设计精度的目的，同时结合性能均衡设计确保了其力学性能。

3） 对于再生沥青路面性能评估，项目将红外光谱技术和AI机器学习与疲劳寿命理论预测模型相结合，能够快速预测实际服役状态下再生沥青路面的疲劳寿命。

图1 老化SBS改性沥青同步温拌再生剂

本项目技术方案实现了废旧SBS沥青混合料的原层位高掺量再生利用，将RAP旧料掺量不足20%提升至30%以上，延长服役寿命1.5倍以上，具备大规模推广的技术可行性。