《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２1）第三部分 基礎(chǔ)設(shè)施篇《瀝青路面全結(jié)構(gòu)大比例再生利用關(guān)鍵技術(shù)》

完成單位：北京建筑大學(xué)、北京市政路橋建材集團(tuán)有限公司、華南理工大學(xué)、北京盛廣拓再生科技股份有限公司、北京特希達(dá)交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司、許昌金悅科技有限公司、河北倫特化工集團(tuán)有限公司、喜躍發(fā)國際環(huán)保新材料股份有限公司、北京市政路橋養(yǎng)護(hù)管理集團(tuán)有限公司、威海銀興預(yù)應(yīng)力線材有限公司

主要完成人：徐世法、許鷹、柳浩、孫斌、鄒桂蓮、韓秉燁、冉曉勇、蔡碩果、楊興旺、劉曉斌、王新亮、徐欣、石俊勇、任正南、朱建東

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　1、項(xiàng)目背景

　　當(dāng)前走資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的發(fā)展之路是國家科技發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃和節(jié)能減排的基本要求，而目前我國的交通行業(yè)是典型的資源占用型和能源消耗型行業(yè)。

　　我國的瀝青路面主要為半剛性路面，每年產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料及半剛性基層材料。當(dāng)前，廢舊瀝青混合料再生方式主要為熱再生、溫拌再生及冷再生，其中熱再生性能較好，但其高溫拌和施工所產(chǎn)生的污染和能耗大，瀝青存在二次老化；溫拌再生技術(shù)可減少拌和溫度30℃左右，但再生后的瀝青混合料性能較差，難以達(dá)到改性瀝青混合料的性能要求；冷再生技術(shù)可常溫生產(chǎn)施工，但再生混合料浸潤(rùn)性差、裹覆度低，嚴(yán)重影響材料的耐久性能；傳統(tǒng)半剛性基層再生技術(shù)也存在再生基層抗干縮開裂及抗沖刷性能差的問題；此外，面層及基層全結(jié)構(gòu)再生技術(shù)的研究很少，嚴(yán)重制約了瀝青路面全結(jié)構(gòu)再生技術(shù)的發(fā)展。

　　2、技術(shù)概況

　　本項(xiàng)目依托國家和行業(yè)科研項(xiàng)目，在瀝青路面全結(jié)構(gòu)大比例再生利用關(guān)鍵技術(shù)的材料開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)裝備與工程應(yīng)用方面進(jìn)行了近16年的攻關(guān)，取得了一系列重大突破。

　?。?）針對(duì)廢舊改性瀝青混合料熱再生過程中改性因子再生難度大、混合料二次老化嚴(yán)重所導(dǎo)致的耐久性差以及多種添加劑摻加工藝復(fù)雜的問題，開發(fā)出具有再生、改性與溫拌“三效合一”的瀝青面層復(fù)合再生劑，并提出一種基于性能平衡的再生瀝青混合料設(shè)計(jì)方法。

　?。?）針對(duì)冷再生混合料在生產(chǎn)過程中因自身浸潤(rùn)性差及混合料裹覆不均的問題，開發(fā)出高浸潤(rùn)乳化瀝青及高裹覆度的拌和設(shè)備及工藝。與傳統(tǒng)乳化瀝青相比，高浸潤(rùn)乳化瀝青對(duì)不同巖性的粗集料的接觸角平均降低30%，韌性和粘韌性分別達(dá)到30N·m和35N·m以上，比傳統(tǒng)乳化瀝青提高50%。

　?。?）針對(duì)再生半剛性基層因抗裂及抗沖刷能力弱導(dǎo)致的耐久性差的問題，提出可有效評(píng)價(jià)收縮特性及抗沖刷的評(píng)價(jià)方法，并提出再生基層抗裂與抗沖刷配合比設(shè)計(jì)方法及施工工藝。

　?。?）針對(duì)廢舊瀝青路面全結(jié)構(gòu)再生綜合利用率低的問題，基于各層剛度匹配原則及再生材料特性提出全結(jié)構(gòu)大比例再生瀝青路面結(jié)構(gòu)組合及復(fù)合梁疲勞損傷評(píng)價(jià)方法，對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)的疲勞損傷進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，使全結(jié)構(gòu)再生路面綜合廢舊料摻配率達(dá)到70%以上。

　　3、適用范圍

　　適用于廢舊瀝青混合料和半剛性基層材料的全結(jié)構(gòu)大比例再生利用。

　　4、獲獎(jiǎng)情況

　　獲得2021年度中國交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　本項(xiàng)目針對(duì)上述廢舊瀝青混合料在現(xiàn)階段再生過程中存在的問題，在技術(shù)層面上進(jìn)行創(chuàng)新攻關(guān)，具體體現(xiàn)在：

　　（1）開發(fā)了具有溫拌、再生與改性“三效合一”的瀝青面層復(fù)合再生劑，提出基于性能平衡的溫拌再生改性瀝青混合料設(shè)計(jì)方法，解決了廢舊改性瀝青混合料熱再生過程中改性因子再生難度大、混合料二次老化嚴(yán)重所導(dǎo)致的耐久性差以及多種添加劑摻加工藝復(fù)雜的問題。

　?。?）開發(fā)了高浸潤(rùn)SEBS復(fù)合改性乳化瀝青及冷再生混合料“L”型布局拌和設(shè)備，提出了分段分梯度拌和新工藝，解決了冷再生混合料因自身浸潤(rùn)性差及生產(chǎn)過程中混合料裹覆不均導(dǎo)致的路用性能及耐久性差的問題。

　?。?）開發(fā)了基于開裂因子的收縮特性評(píng)價(jià)方法和基于膠輪橫向分布式車轍儀的抗沖刷評(píng)價(jià)方法，提出了基于SDI為控制指標(biāo)的再生基層材料抗裂與抗沖刷配合比設(shè)計(jì)方法及施工工藝，解決了廢舊半剛性基層材料再生后抗裂性差、抗沖刷能力弱的問題。

　?。?）開發(fā)了柔性-半柔性復(fù)合梁疲勞損傷評(píng)價(jià)方法，提出了基于各層剛度匹配原則及再生材料特性的全結(jié)構(gòu)再生瀝青路面結(jié)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)了全結(jié)構(gòu)再生瀝青路面耐久性的提升。

應(yīng)用案例

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　熱悶鋼渣收納廠場(chǎng)地、生產(chǎn)設(shè)備、人工等初期投入資金預(yù)估2000萬元，第一年產(chǎn)品銷售收入為500萬元，第二年銷售1500萬，第三年2000萬，扣除成本可盈利2000萬，項(xiàng)目投入2年內(nèi)可收回，之后可實(shí)現(xiàn)盈利。

　　本技術(shù)研究成果可大量消納堆存于露天渣場(chǎng)的鋼渣材料，節(jié)省占用土地資源，有效消減鋼渣堆存對(duì)土壤、水體和大氣潛在污染；實(shí)現(xiàn)鋼渣資源化利用，有效緩解工程建設(shè)對(duì)砂石等天然材料的需求，減輕材料開采造成的生態(tài)破壞；在道路建設(shè)中利用鋼渣，可節(jié)省大量國家在鋼渣堆置、處治方面環(huán)保投入，落實(shí)國家“雙碳行動(dòng)”戰(zhàn)略目標(biāo)。